مشاوره رایگان تحصیلی
منو

نور در مسیر بحران

: نور در مسير بحران :

نور در مسير بحران

استفن هاوكينگ

ترجمه: سليمان فرهاديان

جان ويلر : جان آرچيبالد ويلر در سال 1911 در جكسون ويل فلوريدا به دنيا آمد. وى Ph.D خود را در سال 1933 به دليل پژوهش روى موضوع تفرق نور به وسيله اتم هاى هليم از دانشگاه جانزهاپكينز اخذ كرد. وى در سال 1938 همراه با نيلزبور فيزيكدان دانماركى به بسط نظريه شكافت هسته اى پرداخت. پس از آن ويلر مدتى به همران ريچارد فانيمن دانشجوى تحصيلات تكميلى خود به پژوهش در الكترو ديناميك پرداخت، اما مدت كوتاهى پس از آنكه آمريكا در جنگ جهانى دوم مداخله كرد، هر دوى آنها به پروژه منهتن پيوستند.ويلر در ابتداى دهه 1950 با الهام از پژوهش هاى رابرت اپنهايمر در مورد رمبش گرانشى ستاره هاى پرجرم كه در سال 1939 انجام شد، توجه خود را به نظريه نسبيت عام اينشتين معطوف ساخت. در آن هنگام اغلب فيزيكدانان شيفته پژوهش هاى فيزيك هسته اى بودند و نسبيت عام را چندان به دنياى فيزيك مربوط نمى دانستند. اما ويلر تقريباً يك تنه هم با پژوهش هاى خود و هم با تدريس در اولين دوره نسبيت دانشگاه پرينستون زمينه پژوهش را دگرگون ساخت. وى مدتى بعد در سال 1969 اصطلاح سياهچاله را براى حالت رمبيده ماده وضع كرد كه تا آن زمان افراد كمى بر اين باور بودند كه اين مفهوم واقعيت دارد. وى با الهام از پژوهش هاى ورنر اسرائيل حدس زد كه سياهچاله مو ندارند، يعنى در حقيقت مى توان حالت رمبيده هر ستاره پرجرم غيرچرخنده را با راه حل شوآرتز شيلد توصيف كرد.

به خاطر دارم زمانى براى شركت در سمينارى در مورد كشف خودم مبنى بر اينكه نظريه كوآنتوم بيانگر آن است كه سياهچاله ها كاملاً سياه نيستند، به پاريس سفر كردم. سمينارم با استقبال چندانى مواجه نشد زيرا در آن زمان تقريباً هيچ كس در پاريس وجود سياهچاله ها را باور نداشت. گذشته از اين فرانسوى ها فكر مى كردند اين نام كه آن را trou noir ترجمه مى كردند، با بعضى مسائل جنسى ايهام دارد و بايد به جاى آن از عبارت astre occlu يا «ستاره پنهان» استفاده كرد. به هر حال هيچ كدام از اين نام هاى پيشنهادى نتوانست همانند عبارت سياهچاله كه اولين بار جان آرچيبالد ويلر به كار برد، توجه افكار عمومى را به خود جلب كند. ويلر فيزيكدان آمريكايى است كه الهام بخش بسيارى از پژوهش هاى نوين در اين حوزه است.

كشف اختروش ها در سال 1963 موجى از پژوهش هاى نظرى در مورد سياهچاله ها و فعاليت هاى رصدى براى يافتن آنها را موجب شد. در اينجا تصويرى از سياهچاله ارائه مى دهيم كه پس از اين پژوهش ها شكل گرفت. فرض كنيد آنچه را كه باور داريم، تاريخ ستاره اى با جرمى حدود بيست برابر جرم خورشيد باشد.

چنين ستاره هايى همانند ستاره هاى موجود در سحابى جبار (orion) از ابرهاى گازى به وجود مى آيند. همان طور كه ابرهاى گازى بر اثر گرانش خود فشرده مى شوند، دماى گاز زياد شده و نهايتاً آنقدر گرم مى شوند كه واكنش همجوشى هسته اى آغاز شده و طى آن هيدروژن به هليوم تبديل مى شود. گرمايى كه در اين فرآيند توليد مى شود، فشارى را ايجاد مى كند كه با گرانش ستاره مقابله كرده و مانع از انقباض بيشتر آن مى شود. ستاره مدت هاى طولانى در اين حالت باقى مانده، هيدروژن مى سوزاند و به فضاى اطراف نور ساطع مى كند.

ميدان گرانشى ستاره بر مسير پرتوهاى نورى كه از آن ساطع مى شود، اثر مى گذارد. مى توان نمودارى رسم كرد كه محور رو به بالا نشان دهنده زمان و محور افقى نشان دهنده فاصله از مركز ستاره باشد. (به شكل سمت چپ توجه كنيد) در اين نمودار، سطح ستاره به وسيله دو خط عمودى نشان داده مى شود كه در دو طرف مركز ستاره قرار دارند. مى توان زمان را بر حسب ثانيه و فاصله را بر حسب ثانيه نورى اندازه گرفت. ثانيه نورى فاصله اى است كه نور در يك ثانيه مى پيمايد. وقتى كه از اين واحدها استفاده كنيم، سرعت نور برابر يك مى شود يعنى سرعت نور يك ثانيه نورى در هر ثانيه است. اين گفته بيانگر آن است كه در فاصله هاى دور از ستاره و ميدان گرانشى آن، مسير پرتوهاى نور در نمودار خطى است كه با محور عمودى زاويه 45 درجه مى سازد. به هر حال، در نزديكى هاى ستاره انحناى فضازمان كه توسط جرم ستاره به وجود مى آيد، مسير پرتوهاى نور را تغيير داده و باعث مى شود زاويه آن با خط عمود كمتر شود.ستاره هاى عظيم بسيار سريع تر از خورشيد، هيدروژن را به هليم تبديل مى كنند. اين گفته بيانگر آن است كه ستاره هاى ياد شده طى مدت كوتاهى مثلاً چند صد ميليون سال هيدروژن خود را به اتمام مى رسانند. پس از آن، چنين ستاره هايى با بحران مواجه مى شوند. ستاره ها مى توانند هليوم خود را به عنصرهاى سنگين ترى همانند كربن و اكسيژن تبديل كنند، اما اين واكنش هاى هسته اى نمى توانند انرژى زيادى توليد كنند، در نتيجه ستاره ها حرارت و فشار دمايى را كه با گرانش مقابله مى كرد، از دست مى دهند و در نتيجه كم كم كوچك تر مى شوند. اگر جرم اين ستاره ها از دو برابر جرم خورشيد بيشتر باشد، اين فشار براى توقف انقباض كافى نخواهد بود.

در اين صورت ستاره ها مى رمبند، به طورى كه به اندازه صفر و چگالى بى نهايت مى رسند و تكينگى (singularity) حاصل مى شود. (به شكل سمت راست توجه كنيد.) در نمودار زمان و فاصله از مركز ستاره، همان طور كه ستاره منقبض مى شود، كم كم مسير پرتوهاى نورى كه از سطح ستاره ساطع مى شود، زاويه كمترى را با محور عمودى مى سازد. وقتى كه ستاره به يك شعاع بحرانى خاص رسيد، مسير پرتوهاى نور در نمودار عمود مى شود، يعنى نور در فاصله ثابتى از مركز ستاره باقى مى ماند و هيچ وقت دور نمى شود. اين مسير بحرانى نور سطحى را ايجاد مى كند كه افق رويداد نام دارد. افق رويداد منطقه اى از فضازمان را كه نور مى تواند از آن بگريزد از منطقه اى كه نمى تواند بگريزد، جدا مى سازد. هر پرتو نورى كه از ستاره ساطع مى شود هنگام گذر از افق رويداد به دليل انحناى فضازمان به سمت داخل خم مى شود. در اين صورت ستاره به يكى از ستاره هاى تاريك ميچل يا به تعبير امروزى به يك سياهچاله تبديل مى شود.اگر هيچ نورى از سياهچاله خارج نمى شود، چگونه مى توان آن را تشخيص داد؟ پاسخ اين پرسش آن است كه سياهچاله هنوز هم همان مقدار كشش گرانشى روى اجرام مجاور خود اعمال مى كند كه جرم اوليه اى كه رمبيده شد، اعمال مى كرد. اگر ترتيبى اتخاذ كنيم كه خورشيد بدون آنكه از جرمش كاسته شود به يك سياهچاله تبديل شود، سيارات باز هم مثل اكنون حول خورشيد خواهند چرخيد.

بنابراين يكى از راه هاى جست وجوى سياهچاله اين است كه به دنبال چيزى باشى كه انگار حول جرم نامريى كوچك و سنگينى در حال چرخش است. چند مورد از چنين منظومه هايى رويت شده است. شايد مهمترين آنها سياهچاله هاى عظيمى باشند كه در مركز كهكشان ها و اختروش ها قرار دارند.

The Universe In A Natshell, 2001, S. Hawking, Bantam Press

منبع :www.sharghnewspaper.com




www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
آموزش زبان انگلیسی
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
مشاوره رایگان تحصیلی
آخرین گفتگوها در انجمن
فوتون (14 پاسخ)
بالا رفتن آب در لوله مویین (1 پاسخ)
آنچه در مورد پشت پرده بیماری کرونا باید بدانیم (24 پاسخ)
فرضيه منو درباره منظومه شمسی بخونيد و نظر بديد (48 پاسخ)
جهان کراندار (7 پاسخ)
زمان لحظه ای ثابت (10 پاسخ)
زمین تخت گرایان (205 پاسخ)
كي ميتونه ثابت كنه كه دو خط موازي همديگر را در بي نهايت قطع ميكند (15 پاسخ)
موفقيت شبيه سازي سفر در زمان براي فوتون ها (7 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (62 پاسخ)
در اين مكان انرژي از هيچ پديدار مي شود (4 پاسخ)
کیهان انتها دارد؟ میتواند تا بی نهایت منبسط شود؟ (18 پاسخ)
طول پلانک (19 پاسخ)
راه حلی آسان برای یافتن اعداد اول (13 پاسخ)
خورشید چگونه بر حرکت وضعی زمین تأثیر میگذارد؟ (7 پاسخ)
چگونه مي توان در زمان سفر كرد؟ (93 پاسخ)
خودبخودی بودن فشرده شدن گاز کامل (12 پاسخ)
آیا قبل از بیگ بنگ فضا-زمان وجود داشته است؟ (18 پاسخ)
زمان در دنیای کوانتوم (2 پاسخ)
آیا انرژی جرم دارد ؟ (32 پاسخ)
اگر چرخش زمین و ماه در یک جهت نبود چی می شد ؟ (5 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (99 پاسخ)
مشتق (3 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (14 پاسخ)
بیگ بنگ در چه چیزی اتفاق افتاده؟ -در هیچ ؟ (4 پاسخ)
مولکول DNA چرا فعالیت هوشمندانه ای بروز میده ؟ (5 پاسخ)
مکانیک کوانتوم و سیاهچاله (2 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (20 پاسخ)
توان تشعشعي از ذره شتابدار (2 پاسخ)
عبور از افق رویدادِ یک سیاهچاله (3 پاسخ)
آیا نور انرژی جنبشی خود را منتقل می کند؟ (19 پاسخ)
آیا نور به اجسام نیرو وارد می کند؟ (0 پاسخ)
فرق میان امواج گرانشی با امواج الکترومغناطیسی (6 پاسخ)
انحراف ژیروسکوپ (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (229 پاسخ)
آزمایش مربوط به فشار گازها (0 پاسخ)
گراویتون چیست؟ (22 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (3 پاسخ)
نسبیت برای نور (8 پاسخ)
ناوردایی نسبت به زمان (2 پاسخ)
فرمول کولن (3 پاسخ)
نیروی وارد بر قاعده از طرف آب (9 پاسخ)
سوال درباره پیچ جاده (2 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (28 پاسخ)
با باقیمانده بافت مغز پس از جراحی چه می‌توان کرد؟ (0 پاسخ)
انرژی به ماده (1 پاسخ)
زبان اعداد و طیف ارتعاشی آنان در زندگی (3 پاسخ)
اصل طرد پاولی (2 پاسخ)
نمودار سه بعدی تبدیل جرم به انرژی (0 پاسخ)
سوالی در باب مسئله درهم تنیدگی کوانتومی (13 پاسخ)
معرفی مجله (0 پاسخ)
درهم تنیدگی برای ذراتِ تابش هاوکینگ (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (229 پاسخ)
تحولات کره در فضای ثابت و منبسط شونده (3 پاسخ)
پارادوکسی جدید در همزمانی (28 پاسخ)
سیاهچاله (4 پاسخ)
میدان هیگز (0 پاسخ)
بهترین نرم افزار محاسبات فیزیک (1 پاسخ)
تناقض در دو جنبه اصل نسبیت؟ (30 پاسخ)
چگونه بدانیم قلبمان سالم است؟ (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
چگونه موبایل و کامپیوتر خود را ضدعفونی کنیم؟
پیوند دستانی مردانه به زنی در هند
تنش‌ حرارتی چیست و تاثیر آن در آینده‌ی زمین چگونه است؟
سیاره‌ای که از آسمان آن آهن می‌بارد
۱۰ سوال مهم درباره‌ی ویروس کرونا
شناسایی کوچک‌ترین دایناسور جهان در یک کهربا
باکیفیت‌ترین پانوراما را از سطح مریخ
چطور خشکی پوست دست را از بین ببریم؟
سیستم ایمنی بدن چگونه کرونا ویروس جدید را هدف قرار می‌دهد؟
خانواده‌ی منظومه‌ی‌شمسی شلوغ‌تر شد
چگونه به بچه‌ها درباره‌ی ویروس کرونا آموزش دهیم؟
چربی‌سوزی را با قهوه تجربه کنید
چه مقدار پلاستیک در جهان بازیافت می‌شود؟
فضانوردان امریکایی، بالاخره از خاک امریکا راهی فضا می‌شوند
پرندگان غول‌پیکری که بر اروپا فرمانروایی کرده‌اند
چطور از خطر سیل در امان باشیم؟
آیا در سال ۲۰۱۴ ماده‌ی تاریک به طور اتفاقی کشف شده بود؟
انسان‌های اولیه از چه ابزاری استفاده می‌کرده‌اند؟
راهی ساده برای درمان اچ‌آی‌وی
چطور از تعطیلات‌مان در خانه لذت ببریم؟
کشف مولکول اکسیژن در خارج از کهکشان راه‌شیری
چرا جهان ما از ماده تشکیل شده؟ نه پادماده؟
تفاوت ویروس با باکتری چیست؟
از پروژه‌ی منهتن چه می‌دانید؟
غذاهایی که باعث تقویت سیستم ایمنی بدن می‌شوند
شبیه‌سازی سه‌بعدی از جهان
چگونه در مورد آزار جنسی با فرزندان خود صحبت کنید؟
آیا می‌توان بر اثرات مخرب جاذبه‌ی مریخ غلبه کرد؟
نتایج علمی از حملات ۱۱ سپتامبر
ابداع روشی برای یخ زدایی سریع سطوح مختلف
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
داستان گرانش، از ابتدا تا امروز (5+)
ستاره‌زایی در مکانی دور از انتظارها (0+)
ادبیات در دنیای خودروها (0+)
کرونا و پیشنهادهای عجیب درمان آن (0+)
چگونه با اضطراب غذایی مقابله کنیم؟ (0+)
قند باعث تغییر شیمیایی در مغز می‌شود (0+)
کشف منظومه‌ای با ستاره‌ای کوتوله و سیاره‌ای داغ (0+)
آیا واقعاً میمون‌ها با انسان‌ها رابطه‌ی خویشاوندی دارند؟ (0+)
چطور از شر گلو درد خلاص شویم؟ (0+)
نحوه‌ی برهمکنش اتم‌ها در دنیای میکروسکوپی (0+)
از دوران تاریک کیهانی، چه می‌دانیم؟ (0+)
نقش روغن زیتون در رژیم غذایی مدیترانه‌ای و سلامت انسان (0+)
چگونه می‌توان از شر موش‌های خانگی خلاص شد؟ (0+)
راهی جدید برای درمان بیماری‌های خودایمنی (0+)
رصد چگونگی تولد سیارات، در اطراف ستارگان جوان (0+)
ادامه ...