همه چيز درباره ستارگان ...

[زاگرس فيزيك]

سلام دوستان هر مطلبي راجع به ستارگان داريد اينجا تايپ كنيد..با سپاس

[زاگرس فيزيك]

راز تولد و مرگ ستارگان
تا ابتدای قرن بیستم دانستن منبع انرژی بی نهایت ستارگان برای بشریك راز محسوب می شد.اما در این قرن بشر دریافت كه این انرژی ناشی از فعالیت های هسته ای درون ستارگان است.اما ستارگان چگونه بوجود می آیند؟ در سطح كهكشان ها ابر گازی بزرگ و پرجرمی یافت می شوند كه دمای مركزی چنین ابرهایی به حدود ده میلیون درجه كلوین می رسد.در چنین دمایی هیدروژن یونیزه شده و گازها بصورت دریایی از یون ها و الكترون ها هستند یعنی محیط به حالت پلاسما.همه این ذرات با سرعت بالایی در حركتند و با یكدیگر برخورد می كنند.در چنین انرژی بالائی،هسته های هیدروژن می توانند بر اثر برخورد به یكدیگر به هم بپیوندندو فرایند همجوشی را موجب شوند.هنگامی كه عناصر سبك در این همجوشی تبدیل به عناصر سنگینتر می شوند، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود، كه ما آن را بصورت نور مشاهده می كنیم.درست این زمانی است كه ستاره در حال تولد است.البته فرایند همجوشی و انقباض ستاره ممكن است میلیاردها سال بطول انجامد! مثلا انقباض اولیه ابر گازی در خورشید 15میلیارد سال بطول انجامید در حالی كه خورشید 6/4میلیارد سال است كه با انرژی آزاد شده هسته ای می درخشد.

هر چه ستاره عظیم تر باشد دارای انرژی و گرمای مركزی بیشتری است و می تواند عناصر سنگین تری از همجوشی اتم های هیدروژن تولید كند.خورشید ستاره بزرگی نیست به همین خاطر تنها قادر است از همجوشی اتم های هیدروژن، عنصر هلیم تولید كند.اما از آنجا كه زمانی هیدروژن موجود در ستاره گان به عناصر سنگین تر مبدل می شود دیگر عنصری برای تولید انرژی باقی نمی ماند.هیدروژن موجود در خورشید در حدود پنج میلیارد سال دیگر به اتمام می رسد. ومرگ خورشید فرا می رسد.

ستارگان عظیم تر از خورشید، به دلیل دمای بسیار زیاد می توانند در مركز خود هر سه اتم هلیوم باقی مانده را به یك اتم كربن مبدل كنند.كربن باقی مانده با هلیوم تركیب شده و اكسیژن شكل می گیرد به همین ترتیب هسته های پیچیده تر همچون نئون، سدیم، منیزیم و...ساخته می شوند.بنابراین ما وجود همه عناصر سنگینتر را مدیون سنتز هسته ای در ستاره ها هستیم.

ستاره تا زمانی كه دارای هیدروژن است به انبساط خود ادامه می دهد و از دمای آن كاسته می شود.در این زمان ستاره به "غول سرخ" معروف است.مانند منكب الجوزا،الدبران و قلب العقرب.اما در مرحله ای سوخت هیدروژن به پایان می رسد و نیروی گرانشی باعث انقباض و چگالی تر شدن ستاره می گردد.اگر جرم ستاره خیلی زیاد نباشد،این انقباظ زمانی كه چگالی الكترون های ستاره خیلی زیاد شود متوقف خواهد شد و ستاره به"كوتوله سفید" مبدل می گردد.یك كوتوله سفید به شعاع خورشید، جرمی در حدود جرم زمین دارد.

مرگ ستارگانی كه جرم بیشتری دارند به شكل دیگر است.این ستارگان طی آخرین مراحل تحول خود، به دنبال انفجاری قدرتمند، لایه های خارجی به بیرون پرتاب می شود.در این زمان درخشندگی ستاره تا حد چندین میلیون برابر زیاد می شود كه به آن "ابر نواختر" می گویند.نو اختر به مدت چند هفته تا چند ماه به درخشش خود ادامه می دهد. تخمین زده می شود كه در كل عالم در هر ثانیه یك انفجار نواختری رخ می دهد.البته بیش تر آنها به خاطر اینكه بسیار از ما دور می باشند با چشم غیر مسلح قابل دیدن نیستند.تنها دو انفجار نواختری قابل روئیت در تاریخ ثبت شده است اولی در سال 1572در صورت فلكی ذات الكرسی رخ داد و اختر شناس دانماركی آن را مورد مطالعه قرار داد.دومی در سال 1604در نزدیكی مقابله مریخ و مشتری رخ داد و همه طالع بینان آن روزگار وقوع آن را ثبت كردند.اختر شناسان بقایای یكصد نواختر را در كهكشان راه شیری شناسایی كرده اند.این بقایا به شكل ابر می باشند.مانند سحابی خرچنگی در ثوركه در سال 1054پس از انفجار نواختری شكل گرفت.

هنگامی كه اولین انفجار نو اختری روی می دهد كهكشان غنی از عناصر سنگین همچون كربن می شود. نسل های بعدی ستارگان از همین محیط متولد می شوند.اگر این ابرهای پیش ستاره ای جرمی كمتر از 8درصد خورشید داشته باشند و نتوانند واكنش های هسته ای انجام دهند در نهایت به اجرامی مانند سیارات بدل می شوند.

اما باقی مانده انفجار نو اختر بسته به جرم اولیه آن دارد.ستاره ای مثل خورشید به دنبال انقباضی آرام، مراحل رشته اصلی و غول سرخ را طی می كندو سر انجام به صورت كوتوله سفید،زندگیش پایان می یابد.اما ستاره هایی با جرم بیشتر پس از انفجارات نو اختری زندگیشان پایان می یابد.آنچه بر جای می ماندكوتوله سفید یا یك ستاره نوترونی است.وقتی الكترون ها و پروتون ها به هم بپیوندند، جسمی را می سازند كه فقط از نوترون تشكیل شده است.وزن ماده ستاره نوترونی به حجم یك بسته كبریت تقریبا معادل هزار میلیارد كیلوگرم خواهد بود!میدان مغناطیسی در ستاره نوترونی به حدی است كه اندازه این میدان می تواند یك میلیارد برابر زمین وسعت داشته باشد!یك ستاره نوترونی می تواند در هرثانیه چندصد بار به دور خود بچرخد! این درحالی است كه خورشید هر 27روز یكبار به دور خود می چرخد. اختر شناسان برای مشاهده این ستاره های نوترونی از تلسكوپ های رادیویی استفاده می كنند چرا كه امواج مغناطیسی كیهان از راه امواج رادیویی به ما می رسد.

ستاره های نوترونی در نهایت پس از انقباض و كم شدن شعاع، نیروی گرانش در سطح آنها افزایش می یابد به قسمی كه هیچ ماده ای نمی تواند از میدان گرانشی آنها فرار كند.حتی نور هم نمی تواند از سطح آنها بگذرد به این ستاره ها از دید ناظر كاملا سیاه هستند به این دلیل به آنها "سیاهچاله"گفته می شود. این اجسام به قدری چگالی متراكم دارند كه به فضا انحنا می دهند بنابراین مسیر پرتوهای نوری در چنین انحنایی می شكند.

اما اختر شناسان چگونه می توانند ستارگان و اجسام بسیار دور كهكشانی را ببینند؟ به جز تلسكوپ های نوری دانشمندان برای برسی هر جسم فضایی از تلسكوپ بخصوصی جهت دیدن آن جسم بهره می برند.امواج مادون قرمز به راحتی ازمیان ذرات گرد و غبار عبور می كند به همین دلیل برای پی بردن به اسرار اعماق ابرهای كهكشانی از تلسكوپ های مادون قرمز استفاده می كنند.جهت مطالعه ناحیه بزرگی از فضا و رسم نقشه اجرام دور آسمانی از تلسكوپ های رادیویی استفاده می شود.تلسكوپ های فرابنفش ناحیه نزدیك به تولد ستاره را به اختر شناسان نشان می دهد.همچنین سرنخ های با ارزشی از دینامیك برخی فرایندهای اختر فیزیكی در اختیار آنان قرار می دهد.گازهای بسیار داغ در خوشه های كهكشانی كه حرارت بیش از یك میلیون درجه دارند بوسیله تلسكوپ های مجهز به اشعه ایكس قابل مطالعه هستند.پرتوهای گاما مربوط به اجرامی است كه خارج از كهكشان ما قرار دارند.همجنین اجرامی كه كه بیش از ده میلیارد درجه حرارت داشته باشند از خود پرتو گاما ساطع می كنند.هنوز هم اختر شناسان به درستی از منابع فوران اشعه های گاما اطلاعات كاملی ندارند، و این موضوع عرصه فعال تحقیقات است.

[زاگرس فيزيك]

راز پیدایش كیهان


ذهن كنجكاو بشر به دنبال آن است كه بداند كهكشانها چگونه بوجودآمدند؟آیا همه هستی ازقدیم به این شكل بوده و ادامه خواهد داشت؟ یا اینكه بوجودآمدن هستی دارای رازی است كه بشر به دنبال گشودن آن باید بیش از پیش تلاش و كوشش نماید و خود را به علم و دانش بیشتر مسلح سازد.

باورهای قدیمی،جهان را ازلی یا غیر قابل درك بشر می دانند،اما علم به دنبال آن است تا منشاء آغاز هستی را بیابد.

برای بوجود آمدن كائنات دلایل و فرضیه های متعددی از سوی دانشمندان ارائه شده است. در حال حاضرمطرح ترین نظر در محافل علمی تئوری "بیگ بنگ" می باشد.این تئوری توسط "پاول استینهارت" ، فیزیكدان دانشگاه پرینستون و "نیل توروك" از دانشگاه كمبریج ارائه شد.توضیح كافی پیرامون این تئوری و ارائه جزئیات و فرمول های آن قابل درك عمومی نیست به همین خاطر تنها جنبه های قابل فهم، این تئوری را مورد برسی قرار می دهیم.



برای توجیه بهتر رخداد بیگ بنگ نگاهی گذرا به آزمایشی كه دانشمندان اروپایی در سال 2008در سوئیس در این راستا انجام دادند بیفكنیم.

پس از سال ها صرف وقت و با تلاش بیش از هشت هزار فیزیكدان از هشتاد و پنج كشور جهان اقدام به ساختن ماشینی كردند كه به (Large Hadron Collider) معروف است.این وسیله شگفت انگیز قرار است آنچه به عنوان "سیاهچاله فضایى" نامیده شده را در اندازه اى فوق العاده كوچک تولید کند.

هر اتم در حالت عادی تشكیل شده است از هسته و ابر الكترونی، كه خود هسته از نوترون و پروتون تشكیل شده است.هسته حجم كمی دارد اما در عوض بیشترین جرم یك اتم را تشكیل می دهد اما بر عكس در ابر الكترونی، الكترون ها به خاطر حركتی كه دارند بیشترین حجم مربوط به آنها است.در حقیقت در آزمایش شبیه سازی لحظه بیگ بنگ با كمک ماشین یاد شده ، دانشمندان از طریق روش های بخصوصی (مانند برخورد با سرعت نور) پروتون های اتم ها مختلف را از الكترون ها جدا كرده و این پروتون ها را به هم متصل نموده اند.در نتیجه در حجم كوچكی از فضا جرم بزرگی از ماده متمركز شده است كه دارای چگالی یا جرم حجمی بسیار بالائی است.به حدی كه چند سانتیمتر مكعب از آن می تواند جند صد تن وزن داشته باشد.

چون جاذبه مواد رابطه مستقیم با جرم آنها دارد در نتیجه ذرات به هم پیوسته پروتونها دارای قدرت جاذبه بسیار زیادی هستند كه می توانند همه چیز حتی نور را به خود جذب كنند.به این دلیل اینگونه اجسام فضایی تیره به نظر می آیند و به" سیاه چاله ها" معروف می باشند.

مقدار جرم موجود در سیاه چاله ها تاثیر مستقیم در ماهیت هستی دارد.اگر جرم این سیاه چاله ها از میزان مشخصی بالاتر باشد(جرم بحرانی) جهان محدود و بسته می شودو به دور خود حلقه می زند تا در نهایت انبساط كه همان بیگ بنگ است دوباره منقبض شود.اما اگر جرم سیاه چاله ها كمتر از میزان بحرانی باشد هستی تا ابد به انبساط خود ادامه می دهد.

واقعه بیگ بنگ بین سیزده تا پانزده میلیارد سال پیش رخ داده است، قابل ذكر است كه باوجودچنین فشردگى اى طبیعتاً دماى بسیار زیادى در لحظه كمى قبل از انفجار بزرگ حاكم بوده است. هنگامى كه فضا وزمان شروع به بزرگ و باز شدن كرد، دما مدام رو به كاهش بوده به طورى كه تخمین زده مى شود وقتى فقط یك ثانیه ازتشكیل كائنات مى گذشته است ده میلیارد كلوین نزول دما داشته ایم.

انبساط جهان به قدرى شدید رخ داده است كه از اندازه كوچكتر از یك هسته اتم در یك لحظه به اندازه كره زمین بزرگ مى شده، یعنى انبساط و تورم بعد از بیگ بنگ شروع شده بود اما هنوز كهكشانها بوجودنیامده بودند. نور آغاز كائنات بود سپس بعداز نور، ماده ایجاد شد و شاید بعد از دو میلیارد سال از انفجار بزرگ كهكشانها شكل گرفتند كه خورشید ما یكى از ذرات كوچك آنهاست.

اگرفرض كنیم كه بیك بنگ سیزده میلیاردسال پیش رخ داده است كهكشانى كه ما در آن هستیم (كهكشان راه شیرى) حدود ده میلیارد سال پیش به وجود آمده است.

براى لحظه انفجار بزرگ عدد 10-43 را در نظر مى گیرند و بعد از آن لحظه، حادثه شروع مى شود كه حتى هنوز به هزارم ثانیه نرسیده، تغییرات در حال رخ دادن بوده است.

اگر لحظه انفجار را صفر بدانیم در چند ثانیه اول انفجار اولین سنگ بناهای ماده مثلا كوارك ها و الكترون ها و پاد ذره های آنها از برخورد پرتوها با یكدیگر به وجود می آیند. الكترون ها و ضد الكترون ها در برخورد با یكدیگر به اشعه تبدیل می شوند. این الكترون ها بعدا مدارهای اتمی را می سازند. پس از گذشت حدود 300000 سال گوی آتشین آنقدر حرارت از دست داده كه هسته اتم ها و الكترون ها می توانند در درجه حرارتی در حدود 3000 درجه سانتی گراد به یكدیگر بپیوندند و بدون اینكه دوباره فورا از هم بپاشند اتم ها را تشكیل دهند . در نتیجه آن مخلوط ذره ای كه قبلا نامرئی بود اكنون قابل دیدن می شود.

در مراحل اولیه انفجار هیدروژن به وجود آمد این عنصر كه سبك ترین عنصر شیمیایی می باشد سنگ بنای اصلی كهكشانه ها و سیارات می باشد. هیدروژن همچنین سنگ بنای اصلی موجودات زنده ای است كه بعدا روی زمین به وجود آمدند و احتمالا روی میلیاردها سیاره دیگر نیز وجود دارند. در مركز ستارگان اولیه هسته اتم های سنگین از قبیل اكسیژن و یا كربن یعنی سنگ بناهای اصلی لازم و ضروری برای زندگی و حیات بوجود آمدند.

مهم ترین مشاهده ای که نظریه ی بیگ بنگ را تأیید می کند سرخ گِرَوی (redshift) پرتوهای نوری است که از خوشه های کهکشانی دوردست دریافت می شود. البته این به هیچ وجه تنها شاهد موجود نیست. پدیده ی سرخ گِرَوی، که نخستین بار توسط "اسلیفر" و "هابل" کشف شد، نشانگر آن است که جهان در همه ی جهات به طور یکنواختی منبسط می شود. این بدان معناست که در گذشته همه ی خوشه های کهکشانی، یا همه ی ماده ی این خوشه ها، کاملاً نزدیک به هم بوده اند، و این زمانی بوده که جهان آغاز شده است.

در سال1948، "جورج گامو" ایده دیگری در رابطه با انفجار بزرگ بدست آورد، او اذعان داشت كه پس از شكل گیری جهان از طریق انفجار بزرگ، مازاد انرژی تابشی می بایستی در جهان باقی مانده باشد.در سال 1965 دو محقق به نام "آرنوپنزاس" و "رابرت ویلسون" این امواج را به طور تصادفی كشف كردند و به خاطر این كشف مفتخر به دریافت جایزه نوبل شدند.این امواج رادیویی كه " دور نمای انرژی تابشی" نامیده می شود بطور یكنواخت از تمام فضا پخش می شود كه در حقیقت خود اثباتی بر واقعه انفجار بزرگ است.

نمونه مدرك مهم دیگر برای انفجار بزرگ، مقدار هیدروژن و هلیوم موجود در فضا بود.در آخرین محاسبات معلوم شد كه تجمع هیدرژن_هلیوم در جهان با محاسبات تئوری تجمع هیدروژن_هلیوم باقی مانده ناشی از انفجار بزرگ مطابقت می كند.در صورتی كه اگر هستی از قدیم برقرار بود باید اجزای سازنده هیدروژن مصرف شده و به هلیوم تبدیل شده باشد.

[همیشه اول]

سلام

در مرحله ای سوخت هیدروژن به پایان می رسد و نیروی گرانشی باعث انقباض و چگالی تر شدن ستاره می گردد.اگر جرم ستاره خیلی زیاد نباشد،این انقباظ زمانی كه چگالی الكترون های ستاره خیلی زیاد شود متوقف خواهد شد و ستاره به"كوتوله سفید" مبدل می گردد.یك كوتوله سفید به شعاع خورشید، جرمی در حدود جرم زمین دارد.

مگه نمیگید منقبض میشه و بعد چگالیش بیشتر میشه این یعنی جرم کوتوله ی سفید باید بیشتر از حجمش باشه ولی این بر عکس میشه توضیح بدید؟
میبخشید من نمی دونم من دقت نکردم یا نبود ولی شما در مورد مرگ ستاره های بزرگ انفجار نواختری رو توضیح دادید در مورد مرگ ستارگان کوچک تر چه طور؟

ستاره ای مثل خورشید به دنبال انقباضی آرام، مراحل رشته اصلی و غول سرخ را طی می كندو سر انجام به صورت كوتوله سفید،زندگیش پایان می یابد

شاید جوابم این باشد نه ؟

هنگامی كه اولین انفجار نو اختری روی می دهد

من متوجه نشدم یعنی هر ستاره ای که داره از بین میره چند بار نو اختری انجام میده تا نا بو د بشه یا منظورتون اولین بار که این پدیده اتفاق افتاد است؟

حجم یك بسته كبریت تقریبا معادل هزار میلیارد كیلوگرم خواهد بود

یعنی چگالی ستاره ی نوترونی بیشتر از چگالی کوتوله ی سفید است؟

میدان مغناطیسی در ستاره نوترونی به حدی است كه اندازه این میدان می تواند یك میلیارد برابر زمین وسعت داشته باشد!یك ستاره نوترونی می تواند در هرثانیه چندصد بار به دور خود بچرخد! این درحالی است كه خورشید هر 27روز یكبار به دور خود می چرخد

میشه این رو برام توضیح بدید ؟چرا؟
می بخشید خیلی سوال کردم شما با توجه به اینکه طرفتون یه ناشی در این علم کمکش کنید

[زاگرس فيزيك]

مگه نمیگید منقبض میشه و بعد چگالیش بیشتر میشه این یعنی جرم کوتوله ی سفید باید بیشتر از حجمش باشه ولی این بر عکس میشه توضیح بدید؟
میبخشید من نمی دونم من دقت نکردم یا نبود ولی شما در مورد مرگ ستاره های بزرگ انفجار نواختری رو توضیح دادید در مورد مرگ ستارگان کوچک تر چه طور؟

اغلب ستارگان از گاز و ماده اي گاز مانند و بسيار داغ به نام پلاسما تشکيل شده اند. برخي از ستارگان نيز که کوتوله هاي سفيد و ستاره هاي نوتروني خوانده می شندترکيبي از بسته هاي محکم اتمي يا ذرات تشکيل دهنده اتم مي باشند. اين گونه ستارگان از هر چيزي که در زمين يافت مي شود، چگالتر و متراکمترند. ستارگان نيز مانند ما انسانها دوره حيات دارند. آنها متولد مي شوند، دوراني را سپري مي کنند و در نهايت مي ميرند


[color=#000000 من متوجه نشدم یعنی هر ستاره ای که داره از بین میره چند بار نو اختری انجام میده تا نا بو د بشه یا منظورتون اولین بار که این پدیده اتفاق افتاد است؟ ][/color]


ستاره هاي ديگر به طرق مختلف مراحل عمر خود را سپري خواهند کرد. برخي از آنها مرحله غول سرخ را پشت سر نمي گذارند. به جاي آن مستقيما وارد مرحله کوتوله سفيد و سپس کوتوله سياه مي شوند. درصد کمي از ستارگان نيز در پايان عمر خود دچار يک انفجار مهيب به نام ابر نواختر مي شوند.





یعنی چگالی ستاره ی نوترونی بیشتر از چگالی کوتوله ی سفید است؟
بله -اين نو ع از ستارگان بيششتر حاوي کربن و اکسيژنند و دماي اوليه آنها حدود 100.000 K ميباشد.







می بخشید خیلی سوال کردم شما با توجه به اینکه طرفتون یه ناشی در این علم کمکش کنید [/quote]

ستاره نوترونی دارای یک میدان مغناطیسی قوی است که دائما در چرخش بدور خود هست.

[همیشه اول]

سلام دوباره
حالا در مورد نوشته ی بعدی تون سعی می کنم بیشتر بفهمم که زیاد به زحمت نندازمتون به هر حال معذرت می خوام که مجبورید تحمل کنید
خوب شروع کنم؟
quote="زاگرس فيزيك"]به این دلیل اینگونه اجسام فضایی تیره به نظر می آیند و به" سیاه چاله ها" معروف می باشند.[/quote]
یعنی اون چیز کوچکی که توسط اون ماشین ایجاد میشه و قرار سیاه چاله ها رو فوق العاده کوچک کنه باز اسمش سیاه چاله است؟

اگر جرم این سیاه چاله ها از میزان مشخصی بالاتر باشد(جرم بحرانی) جهان محدود و بسته می شود

منظور از جهان چیست؟کجاست ؟ایا محدود به جایی میشه؟

انبساط كه همان بیگ بنگ است

و

در نتیجه در حجم كوچكی از فضا جرم بزرگی از ماده متمركز شده است كه دارای چگالی یا جرم حجمی بسیار بالائی است

بالاخره من نفهمیدم این واقعه موجب انقباض سیاه چاله ها میشود یا انبساط است می بخشید اگر سوالم احمقانه است واقعا متوجه نشدم
واقعه بیگ بنگ همون تشکیل سیاه چاله هاست؟

اگرفرض كنیم كه بیك بنگ سیزده میلیاردسال پیش رخ داده است كهكشانى كه ما در آن هستیم (كهكشان راه شیرى) حدود ده میلیارد سال پیش به وجود آمده است.

اگرفرض كنیم كه بیك بنگ سیزده میلیاردسال پیش رخ داده است كهكشانى كه ما در آن هستیم (كهكشان راه شیرى) حدود ده میلیارد سال پیش به وجود آمده است

واقعه ی بیگ بنگ در مورد کهکشان راه شیری بوده؟یا مربوط به کل اسمان ها و سیارات میشه
یعنی اولین کهکشان به وجود اومده کهکشان راه شیری بوده؟