نیروی جسم سیاه و افزایش ابهامات در مورد آن

سایت نجومه,کاووس پدیدار:نیروی عجیب و جدیدی که به وجودش در جهان هستی پی برده‌ایم، رفته‌رفته ابهامات بیشتری برمی‌انگیزد. در گزارشی به بررسی اجمالی نیروی جسم سیاه پرداخته‌ایم

پژوهش جدید پرده از شناسایی یک پدیده‌ی عجیب پرده برداشته است که با نام نیروی جسم سیاه از آن یاد می‌کنند. این یافته‌ها نشان می‌دهند که تأثیر تابش بر ذرات پیرامون اجرام سنگین، می‌تواند توسط فضای احاطه‌کننده‌ی این اجرام و ویژگی‌های آن تقویت شود.

این کشف جدید می‌تواند بر نحوه‌ی مدل‌سازی‌های ما از چگونگی شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌ها تأثیر بگذارد و حتی به ما در پیدا کردن یک شکل تئوری از تابش کمک کند. شکلی از تابش که به سیاه‌چاله‌ها اجازه می‌دهد دچار فرانش شوند. منظور از فرانش در اینجا، بیرون راندن نوترون‌ها یا الکترون‌ها یا سایر ذرات توسط یک سیاه‌چاله است.

پیش‌تر در سال ۲۰۱۳، فیزیکدانان اعلام کردند که تابش‌های ساطع‌شده از اجرامی که به نام جسم سیاه شناخته می‌شوند، نه‌تنها می‌توانند روی مسیر ذرات کوچک تأثیر بگذارد، بلکه می‌توانند آن‌ها را به نزدیک‌تر شدن به‌سوی یکدیگر نیز وا‌دارند. نکته‌ی جالب‌تری که وجود دارد این است که در اجسام با جرم‌های پایین، نیروی رانشی یا هل‌دهنده می‌تواند قوی‌تر از کشش گرانشی در همان پدیده‌ها باشد.

اگر شما تاکنون به عبارت جسم سیاه برنخورده باشید، احتمالا این عبارت مفهوم گنگی برایتان دارد. باید اشاره کنیم که یک جسم سیاه به هر نوع جسم ماتی گفته می‌شود که نور مرئی را جذبی می‌کند، اما آن را بازتاب یا از خود عبور نمی‌دهد.

از نقطه‌نظر فنی، جسم‌های سیاه به‌طور تئوری به‌عنوان جسم‌های کاملی تعریف می‌شوند که نمی‌توانند هیچ نوری را بازتاب دهند. مثال‌های فیزیکی از قبیل نانولوله‌های کربنی به‌کاررفته برای ساخت پوشش‌های شگفت‌انگیز وانتابلکمی‌توانند تا مقدار زیادی به آن تعریف تئوری ارائه‌شده برای اجسام سیاه نزدیک شوند.

یکی از خطاهایی که شاید دچارش شویم این است که ما تمامی اجسام سیاه را به‌نوعی دارای رنگ سیاه هم قلمداد کنیم. این اجسام تابش‌هایی را از خود بسته به نوع حرکات ذرات خودشان ساطع می‌کنند و همین روند باعث می‌شود تا آن‌ها را به‌عنوان راهی سودمند برای تشریح ویژگی‌های گرمایی یک جسم در نظر بگیرند.

چهار سال پیش، گروهی از پژوهشگران استرالیایی به این نکته پی بردند که تابش‌های ساطع‌شده توسط یک جسم سیاه باید دارای تأثیرهای جالب‌تر و کنجکاو کننده‌تری نیز روی اتم‌های اطراف باشد.

پی بردن به این تأثیر به ما کمک می‌کند تا بدانیم که اتم‌ها با ایجاد تغییری توسط فوتون‌ها در اندازه‌ی حرکت خود، می‌توانند حرکت کنند یا اینکه تغییر مسیر دهند.

با فراهم شدن شرایط مساعد، اجسامی به‌اندازه‌ی یک سلول هم می‌توانند پیرامون یک پرتو یا تابش از نور دستخوش تغییر مسیر شوند. این رویداد در واقع پدیده‌ای است که اخیرا در نوعی تکنولوژی به نام گیره‌های نوری استفاده می‌شود.

فیزیکدانان اکنون بیش از یک قرن است که می‌دانند تابش‌های الکترومغناطیسی می‌توانند منجر به ایجاد تغییر در ویژگی‌های اتم‌های اطراف شوند. این اتفاق می‌تواند از طریق تأثیری موسوم به تاثیر استارک روی دهد. در این روند، اتم به‌منظور رسیدن به حالتی از انرژی پایین‌تر، جایگاه الکترون‌هایش را تغییر می‌دهد.

این اتفاق برای بالاتر بردن احتمال حرکت آن‌ها به‌سوی بخش‌‌های درخشان‌تر یک پرتوی نوری رخ می‌دهد. پژوهشگران در طی آزمایش‌های خود، آن‌ها را به‌صورت دوبه‌دو کنار هم قرار دادند. آن‌ها می‌خواستند نشان دهند که تابش گرمایی به چه شکل می‌تواند نه‌تنها منجر به از هم رانده شدن ذرات شود، بلکه به لطف تغییر استارک، می‌تواند باعث کشیده شدن پرتو به‌سوی جسم مورد نظر نیز شود. ماتیاس سون‌لیتنر از دانشگاه اینسبراک در سال ۲۰۱۳ و در گفتگو با پایگاه Phys.org چنین توضیح داده بود:

تأثیر متقابل میان این دو نیرو (یک نیروی جذب‌کننده‌ی متداول در مقابل یک نیروی رانشی ناشی از تابش) به‌طور روتین در آزمایش‌های نوری کوانتومی ملاحظه شده است؛  اما همواره از این نکته چشم‌پوشی شده بود که چنین رویدادی در مورد منابع تابش گرمایی نیز رخ می‌دهد.

با وجود اینکه نیروی مورد بحث به مقدار شگفت‌انگیزی ضعیف است، پژوهشگران نشان دادند که قدرت خالص کششی ناشی از تابش در واقع می‌تواند بزرگ‌تر از مقدار گرانش ناچیز ایجادشده توسط یک ذره‌ی ریز و داغ باشد و این گفته برای ذره‌های کوچک‌تر از یک دانه‌ی غبار صادق است. سون‌لیتنر همچنین توضیح می‌دهد:

این دانه‌های ریز میکرونی نقش مهمی در شکل‌گیری سیاره‌ها و ستاره‌ها در علوم شیمی مرتبط با نجوم ایفا می‌کنند. آن‌طور که از ظاهر ماجرا برمی‌آید، برخی از پرسش‌های بی‌پاسخ در مورد چگونگی تأثیر متقابل آن‌ها یا با گازهای هیدروژن اطرافشان وجود دارد. ما در حال حاضر، در مسیر انجام کاوش‌هایی هستیم تا به چگونگی تأثیر این نیرو اضافه‌ی جذب‌کننده بر دینامیک اتم‌ها و غبارها پی ببریم.

طی این چند سال، یک گروه دیگر از فیزیکدانان سعی داشته‌اند فعالیت نیمه‌کاره‌ی سون‌لیتنر و همکارانش را پی بگیرند.  تلاش آن‌ها به انجام کاوش روی تأثیر هر دو عاملِ شکل اجسام سیاه و همچنین تأثیر آن بر انحنای فضا-زمان پیرامون آن در این فرایند کشش و رانش نوری متمرکز بوده است.

آن‌ها همچنین میزان انحنای فضا یا توپولوژی مربوط به آن را پیرامون یک جسم سیاه کره‌ای و یک جسم سیاه استوانه‌ای حساب کردند و در ادامه به محاسبه‌ی این نکته پرداختند که تفاوت‌های بین این مقادیر به چه شکل می‌تواند نیروهای تابشی جسم سیاه را تحت تأثیر قرار دهد.

آن‌ها در پژوهش‌های خود پی بردند که انحنای جسم سیاه کره‌ای و توپولوژی فضای پیرامون آن دارای تأثیر بزرگ و چشمگیری بر نیروی جذب‌کننده‌ی ناشی از هر دو پدیده‌ی گرانش و زاویه‌ای که در آن تابش‌ها به ذرات برخورد می‌کنند، هستند.

اما این حالت برای سیلندر استوانه‌ای با سطح کناری صافش روی نداد و اثر جسم سیاه هم در آن چشمگیر نبود. در حالی که باید در نظر داشته باشیم که تأثیری که از آن صحبت می‌شود، در مقیاس آزمایشگاه یا حتی در مقیاس‌های بزرگ‌تری همانند سایز خورشید خودمان نیز مشهود نخواهد بود؛ اما برای اجسام با جرم‌های بسیار بالا همانند ستاره‌های نوترونی یا برخی از اشکال بسیار عظیم‌تری که قابلیت خمیده کردن فضا- زمان را دارند، این تأثیر می‌تواند باعث ایجاد تفاوت‌ها و نتایج قابل ملاحظه‌ای شود. سلیو مونیز از دانشگاه ایالتی Ceara در برزیل، در این باره در گفتگو با پایگاه Phys.org چنین توضیح داده بود:

ما بر این باوریم که تشدید نیروی جسم سیاه ناشی از منابع فوق ثقیل می‌تواند به‌طور قابل رؤیتی بر پدیده‌های مرتبط با آن‌ها تأثیرگذار باشد؛ پدیده‌هایی از قبیل ساطع شدن ذرات بسیار پرانرژی و شکل‌گیری دیسک‌های حاصل از انباشتگی ذرات پیرامون سیاه‌چاله‌ها.

 تیم پژوهشی همچنین یافته‌های قبلی را روی نیروی جسم سیاه و به مفهومی تحت عنوان تک‌قطبی جهانی اعمال کردند. تک‌قطبی جهانی به نقطه‌ای تئوری اطلاق می‌شود که شبیه به یک بار الکتریکی است و می‌تواند شکل فضای پیرامون یک ذره را بدون گرانش تحت تأثیر قرار دهند. آن‌ها همچنین یافته‌ها را با تئوری مرتبط با تاب‌خوردگی دیگری موسوم بهرشته‌ی کیهانی نیز مورد سنجش قرار دادند. مونیز در این مورد چنین توضیح داده است:

کار اخیر ما در واقع نیروی جسم سیاه کشف‌شده در سال ۲۰۱۳ را وارد مقوله‌ی گسترده‌تری می‌کند؛ مقوله‌ای که با منابع قوی گرانشی و اجرام بسیار عظیمی همانند رشته‌های کیهانی و همچنین موارد پیش پا افتاده‌تری که در ماده‌ی چگال یافت می‌شوند، مرتبط خواهد بود

                                  کانال تلگرام : uoniverse@

                   ربات تلگرام : uoniverse_bot@

 

 

تصویری از افق رویداد یک سیاه چاله

کرمچاله/کاووس پدیدار :

چندی پیش تلسکوپهای ویژه ایی که در سرتاسر زمین مستقر میباشند در پی تصمیم دانشمندان و بطور همزمان دریک پروژه علمی ماموریت یافتند که با پشتوانه همدیگر مرکز کهکشان راه شیری را جهت تصویربرداری از سیاهچاله ایی که در مرکز کهکشان وجود دارد, مورد رصد و تصویر برداری قرار دهند.

بدین ترتیب دانشمندان موفق گردیدند اطلاعات بسیاری از سیاهچاله نسبتا پرجرمی که در مرکز کهکشان راه شیری قرار گرفته بدست آورند"این روند برای اولین بار است که درتاریخ علم نجوم اتفاق میافتد" که تمام ابزارهای دقیق رصدی و آشکارسازهای ذرات برای یک هدف "در روی زمین با هم تشکیل یک شبکه گسترده و   یک ابر تلسکوپ با قابلیتهای بسیار برای رمزگشایی بزرگترین و ناشناخته ترین سوال علم نجوم و اختر شناسی را بدهند.

تقریبا"درمرکزی ترین نقطه کهکشانهای عالم هستی یک جرم بزرگ با گرانشی باورنکردتی بنام سیاهچاله در حال فعالیت میباشد"به نقطه ایی از این سیاهچاله که در آن تمامی قوانین شناخته شده علم فیزیک کاربردشان از بین میرود و دیگر معنایی ندارند"افق رویداد سیاهچاله گفته میشود،منظور از این گفته این است که در این نقطه از فضا"زمان ذرات نور بداخل تاریکی بینهایت کشیده میشوند بدون آنکه بتوانند از خود بازتابی داشته ویا جایی را روشن نمایند،"زمان به مفهومی که میشناسیم ماهیت خود را از دست میدهد ،یعنی زمان صفر میگردد"معادلات نسبیت از بین میروند وقوانین مکانیک کوانتوم و کوانتوم دیگر صادق نیستند و کسی نمیداند بر سر ذراتی که اسیر گرانش سیاهچاله گردیده اند چه میاید.یک بی نظمی تمام و کمال بدون آنکه سرنوشت جرم و ماده و انرژی مشخص گردد،آنجا در جریان است.

برای آنکه تصویری از افق رویداد یک سیاهچاله را بدست آوریم"باید تمام تلسکوپهای بزرگ و دقیق در سرتاسر جهان در یک لحظه وبطور همزمان بسوی مرکز کهکشانمان" راه شیری" نشانه رفته و شروع به رصد و ثبت دقیق وقایع در جریان نمایند.

(کمان ای)نام سیاهچاله نسبتا"پر جرمی میباشد که در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارد (sagittarius A)

وافق رویداد آن احتمالا"جزو بزرگترین افق رویدادها است"از نسبت بزرگی آن همین کافی است که بدانید برای شناسایی آن باید با شبکه ایی کردن تمام ابزارآلات رصدی بر روی زمین،تمام داده هایی که از مرکز کهکشان میاید را جمع آوری و پردازش نمود.

با توجه به پیشرفتهای علمی و تکنولوژیکی مخصوصا"فناوریهای پیشرفته فضایی تا به امروز موفق نگردیده ایم تا از افق رویداد یک سیاهچاله که وجودش تقریبا" برایمان مسجل شده تصویری بدست آوریم و این خود اهمیت ماموریت اخیر دانشمندان را برایمان روشن مینمایدبرای این منظور باید چندین ماه تمام داده های دریافتی از مرکز کهکشان را جهت پردازش در سوپر سرورهای بزرگ و پیشرفته مورد بررسی قرار داد،دانشمندان امیدوارند که تا قبل از پایان سال 2017 میلادی بخشی از این اطلاعات مورد تحلیل قرار گیرد تا شاید بتوان اولین تصاویر از افق رویداد یک سیاهچاله را بدست آورد.
خبر انتشار اولین عکسها از سیاهچاله هم اکنون هیجان زیادی را در میان دانشمندان بوجود آورده است تا جایی که همگان در انتظار این رویداد علمی هستند.
شما چطور؟آیا تا به حال به این فکر کرده اید که یک سیاه چاله ممکن است چگونه باشد؟
نظرات خود را در این باره برای ما ارسال نمایید تا در ادامه این مقاله درج گردد.

                                 کانال تلگرام کرمچاله : 🆔@uoniverse

                        ربات تلگرام کرمچاله : 🆔@uoniverse_bot

در علم فیزیک و در ریاضی، فضا-زمان (Spacetime)‏ (و نه فضا و زمان‌) به هر‌گونه مدل ریاضی گفته می‌شود که زمان و مکان را به صورت ساختاری واحد و درهم‌پیوسته با یکدیگر ترکیب کند. بر اساس فرضیات مفهوم فضای اقلیدسی، جهان، سه بعد مکانی و یک بعد زمانی مستقل از هم دارد. در فضا-زمان سه بعد فضا و یک بعد زمان درهم ادغام می‌شوند و یک محیط پیوستهٔ چهار بعدی را ایجاد می‌کنند. با ترکیب فضا و زمان و ایجاد یک محیط خمیدهٔ واحد، فیزیکدان‌ها توانسته‌اند تئوری‌های فیزیک را هم در سطح کیهانی و هم در بعد اتمی ساده‌سازی کنند.         (برای ادامه متن لطفا به ادامه مطلب بروید....)

استیون هاوکینگ طی مقاله ای سه نظریه جالب توجه و واقع گرایانه را برای سفر در زمان ارائه کرده است که به اعتقاد وی یکی از این نظریات عملی خواهد بود.
استیون هاوکینگ فیزیکدان مشهور انگلیسی که به تازگی در نشریات و برنامه های تلویزیونی در رابطه با عجایب علم فیزیک و سفر در زمان اظهار نظرهای قابل توجهی ارائه می کند به تازگی در قالب مقاله ای به بررسی شیوه های ممکن برای سفر در زمان پرداخته است که بخشی از آن در نشریه ان بی سی به این شکل منتشر شده است:

بعد چهارم :

نظریه اول هاوکینگ بر این اساس مطرح شده است که باید زمان را در قالب یک بعد، مانند طول، عرض و یا ارتفاع در نظر گرفت. وی در مثالی می گوید: “در هنگام رانندگی به سوی جلو حرکت می کنید، این یک جهت است، به سمت راست یا چپ دور می زنید، این جهتی دیگر است، جهت سوم زمانی است که بر روی یک جاده کوهستانی حرکت می کنید و بعد چهارم در چنین سفری زمان است.”

هاوکینگ می گوید: “فیلمهایی با مضمون سفر در زمان معمولا ماشینهای عظیم و پر مصرفی را نشان می دهند که مسیری را در میان بعد چهارم گشوده و تونلی را در دل زمان باز می کند. مسافر زمان نیز خود را برای تجربه ای ناشناخته آماده کرده و وارد این تونل شده و آنگاه در ناکجاآبادی ظاهر می شود. شاید مفهوم کلی چنین شیوه ای کاملا بعید و کاملا متفاوت از واقعیت به نظر آید اما ایده کلی آن چندان غیر عقلانی نیست.

“در واقع قوانین فیزیک با ایده سفر در زمان از طریق درگاه هایی به نام “کرم چاله” انطباق دارند. این درگاه ها در اطراف ما پراکنده اند تنها به دلیل کوچک بودن امکان مشاهده آنها وجود ندارد. این حفره ها در گوشه های پنهان فضا و زمان خود را نمایان می کنند. هیچ چیز مسطح و جامد نیست، در صورتی که از فاصله ای بسیار نزدیک به هر جسمی نگاه کنید حفره ها و چین خوردگی هایی را می توان در آن مشاهده کرد. این یکی از اصول بنیادین فیزیک است که شامل حال زمان هم می شود.”