ستاره هاي نوتروني و سياه چاله ها

واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:

ستاره هاي نوتروني و سياه چاله ها از شگفتي هاي باور نكردني كيهان ، ستاره نورتروني يا تپ اختر است . در فشار ودماي بسار زياد هسته ستاره ، پروتون و الكترون با هم آميخته شده و نوترون با به وجود مي آورند . ستاره نوتروني نامش را از همين جا يافته است . ستاره نوتروني بي اندازه كوچك است . قطر آن تنها چند ده كيلومتر است . ستاره نوتروني چگالي شگفت آوري دارد . باور كردنش سخت است ، اما هر سانتي متر مكعب از آن ، وزني برابر يك ميليارد تن دارد. براي جلوگيري از رمبش ستاره ، نوترون چگالي شگفت آوري دارد . باور كردنش سخت است ، اما هر سانتي متر مكعب از آن ، وزني برابر يك ميليارد تن دارد. براي جلوگيري از رمبش ستاره ، نوترون ها مانند گاز رفتار كرده و فشاري را ايجاد مي كنند كه براي برپا نگه داشتن آن كافي است . اما اگر نوترونها نتوانند فشار هنگفت رو به درون را ناكار كنند، ممكن است هسته ستاره در اثر گرانش دچار رمبش شود و به سياه چاله دگرگون گردد. ستاره نوتروني با سرعت بسيار شگفت آور هزار دور در هر ثانيه به دور خودمي چرخند . اين سرعت زياد، ميدان مغناطيسي قدرتمندي را ايجاد مي كند. شدت اين ميدان ميليارد ها برابر ميدان مغناطيسي زمين است . نيروي مغناطيسي نيرومند ستاره كه با گردش بسيار تند آن هم در هم مي آميزد، پرتوهايي را گسيل مي دارد كه به صورت تپش هايي در زمين دريافت مي شود ، از اين روست كه ستاره هاي نوتروني به تپ اختر هم معروف هستند. نخستين تپ اختر در سال 1967 توسط ستاره شناسان دانشگاه كمبريج كشف و بازه ميان تپش هاي اين ستاره 1/3 ثانيه ثبت شده است . تا به امروز بيش از 650 تپ اختر كشف شده است .

سياه چاله وقتي ستاره به سياه چاله دگرگون شد ، نيروي گرانشي خواهد يافت كه هر چيزي را كه در تيررسي آن قرار گيرد، به درون خود فرو خواهد برد . حتي نور هم ياراي گريز از توان بالاي گرانش سياه چاله را ندارد. سياه چاله بر اساس معادله هاي نسبيت عام توسط انيشتين توصيف شده است . در مركز سياه چاله و درون آن ، نقطه متمركزي وجود دار كه همه موادش و تمام آنچه در خود فرو داده ، در آنجا قرار گرفته است . به اين نقطه "تكنيگي" گفته مي شود . اين نقطه بسيار كوچك تر از كوچك ترين ذرات بنيادي است . براساس نظريه نسبيت عام ، تمام جرم يك سياه چاله در تكنيگي متمركز مي شود. يعني تمام جرم سياه چاله به تمامي در ناحيه اي بدون دراز و پهنا و بلندا ، يعني با حجم صفر فشده شده است و يعني چگالي و گرانش اين نقطه بي نهايت است . و نيز خميدگي فضا ـ زمان در اين نقطه بي نهايت خواهد بود. در نتيجه ديگر معادله هاي كلاسيك فيزيك ، از جمله نسبيت ، در مركز سياه چاله كارايي خود را از دست مي دهند. بر اساس مكانيك كوانتومي هيچ جسمي نمي تواند داراي اندازه صفر باشد . بنابر تعريف مكانيك كوانتومي ، مركز يك سياه چاله تكينگي نيست ، ناحيه اي است كه در آن مقدار بسيار زيادي ماده در كوچك ترين حجم ممكن فشرده شده است . هر جسمي كه به سياه چاله نزديك شود در جايي پيرامون آن به دام گرانش قدرتمندش خواهد افتاد.اين مرز پيرامونيرا افق رويداد مي نامند. آنجا جايي است كه جسم براي لحظه اي وجود دارد و براي لحظه ديگر با سرعت نور به درون سياه چاله مكيده مي شود. سياه چاله در فضا از روي اثر خميدگي شديد نور و نيز كند شدن زمان تشخيص داده مي شود. هنگامي كه يك ستاره سوخت خود را به مصرف رساند ، ديگر توان ناباوري وزن خود را ندارد و به درون فرو ريخته و مي رمبد . اگر جرم ان از سه برابر جرم خورشيد بيشتر باشد ، رمبش تا تكينگي ادامه خواهد يافت . آنگاه سياه چاله رخ مي نمايد . گمان مي رود در مركز كهكشان ها نيز يك سياه چاله وجود داشته باشد و سياه چاله مركز راه شيري را با جرمي از يك ميليون تا يك ميليارد برابر جرم خورشيد مي دانند. سرعت گريز براي رهايي از گرانش جسمي در فضا بستگي به جرم آن دارد . هر چه جسم چگال تر باشد ، سرعت گريز بيشتر خواهد بود. سرعت گريز از گرانش زمين برابر 11/2 كيلومتر بر ثانيه و براي خورشيد 660 كيلومتر بر ثانيه است . سرعت گريز براي يك سياه چاله با جرمي چند ميليون برابر خورشيد از سرعت نور هم بيشتر است كه در نتيجه امكان رهايي از آن نيست . سياه چاله ها در دسته بندي دانشمندان به دو دسته سياهچاله هاي چرخشي و ناچرخشي تقسيم مي شوند، اما دسته بندي ديگر بر اساس جرم است . هنگامي كه سياهچاله اي بر اساس فروپاشي گرانشي يك ستاره شكل مي گيرد ، سياهچاله ستاره وار ناميده مي شود. سياهچاله هايي كه در مركز كهكشان ها يافت شده اند و جرمي چند ميليون برابر جرم خورشيد دارند ، سياهچاله هاي پر جرم ناميده مي شوند. دانشمندان باور دارند ميان اين دو اندازه ، سياهچاله هايي با جرم چندين هزار برابر جرم خورشيد نيز وجود داشته باشد كه سياهچاله هاي ميان جرم ناميده مي شوند. همچنين در زمان انفجار بزرگ سياه چاله هاي بسيار كوچكي به نام ريز سياهچاله ها شكل گرفته اند. گمان مي رود امكان ساختن چنين سياهچاله هايي بر روي زمين و در دستگاه هاي شتاب دهنده ذرات نيز وجود داشته باشد . تاكنون هيچ ريز سياهچاله اي از سوي ستاره شناسان شناسايي نشده است.