سیاهچاله‌ای که حاصل 5000 تریلیون بیت دیتا است!
- 22 فروردین 1398
- 7 دیدگاه
بیگ بنگ: سیاهچاله مرکزی کهکشان مسیه ۸۷ که برای نخستین‌بار عکس واقعی‌اش رصد شد 55 میلیون سال نوری با ما فاصله دارد، قطرش ۴۰ میلیارد کیلومتر است و جرم آن نیز ۶.۵ میلیارد برابر خورشید است و یکی از پرجرم‌ترین سیاهچالههای کیهان می باشد.
به گزارش بیگ بنگ به نقل از خبرآنلاین، در نمای ثبت شده یک دیسک سیاه دیده می‌شود که توسط یک حلقه طلایی احاطه‌شده است که چیزی جز ذرات فوتون است که توسط جرم چرخشی از گاز پلاسما با گرمای فوق‌العاده منتشر می‌شود. این حلقه افق رویداد یک سیاهچاله را محاصره کرده که فراتر از آن نور نیز توسط سیاهچاله بلعیده شده و بنابراین قابل تصویرسازی نیست.
در واقع آنچه دیده می‌شود یک پردازش رایانه‌ای از خروجی 8 تلسکوپ است که طی دو سال گردآوری‌شده است. آنچه به دست آمده، عکس به صورت یک بار شات نبوده، بلکه بیش از 5000 تریلیون بیت داده گردآوری و توسط ابرکامپیوتر پردازش شده تا این تصویر به دست بیاید.
به دلیل اینکه سیاهچاله حتی نور را نیز درون خود می‌بلعد، نمی‌توان به‌طور مستقیم از آن عکس و فیلم گرفت. کاری که 200 محقق در طول 2 سال انجام دادند این بوده که 8 تلسکوپ را به‌صورت مجازی به‌عنوان یک ابر تلسکوپ تعریف کرده تا بتوانند تصویربرداری را انجام دهند. این ابر تلسکوپ از حواشی و زوایای مختلف عکس گرفته و سپس تصاویر مقایسه شده و یک تصویر خروجی و نهایی درست‌شده است که همان عکسی است که منتشرشده است.
سیاهچاله ناحیه‌ای از فضا-زمان است که آثار گرانشی آن، چنان نیرومند است که هیچ‌چیز — حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی مثل نور — نمی‌توانند از میدان گرانش آن بگریزد. نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش‌بینی میکند که یک جرم به‌اندازه کافی فشرده‌شده، می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاهچاله شود. مرز این ناحیه از فضا-زمان که هیچ‌چیزی پس از عبور از آن نمی‌تواند به بیرون برگردد را افق رویداد می‌نامند.
صفت «سیاه» در نام سیاهچاله برگرفته از این واقعیت است که همه نوری که از افق رویداد آن می‌گذرد را به دام می‌اندازد که از این دیدگاه سیاهچاله رفتاری شبیه به جسم سیاه در ترمودینامیک دارد. از سوی دیگر نیز، نظریه میدان‌های کوانتومی در فضازمان خمیده پیش‌بینی میکند که افق‌های رویداد نیز تابشی به نام تابش هاوکینگ گسیل می‌کنند که طیف آن همانند طیف جسم سیاهی است که دمای آن با جرمش نسبت وارونه دارد. میزان دما در مورد سیاهچالههای ستاره‌ای در حد چند میلیاردم کلوین است و ازاین‌رو ردیابی آن دشوار است.
ترجمه اینفوگرافیک: امیرحسین سلیمانی/ سایت بیگ بنگ/ برای مشاهده واضح‌تر روی عکس کلیک کنید.
اجسامی که به دلیل میدان گرانشی بسیار قوی اجازه گریز به نور نمی‌دهند برای اولین بار در سده ۱۸ (میلادی) توسط جان میچل و پیر سیمون لاپلاس موردتوجه قرار گرفتند. نخستین راه‌حل نوین نسبیت عام که درواقع ویژگی‌های یک سیاهچاله را توصیف می‌نمود در سال ۱۹۱۶ میلادی توسط کارل شوارتزشیلد کشف شد.هرچند که تعبیر آن به‌صورت ناحیه‌ای از فضا که هیچ‌چیز نمی‌تواند از آن بگریزد، تا چهار دهه بعد به‌خوبی درک نشد. برای دوره‌ای طولانی این چالش مورد کنجکاوی ریاضیدانان بود تا اینکه در میانه دهه ۱۹۶۰، پژوهش‌های نظری نشان داد که سیاه‌چاله‌ها به‌راستی یکی از پیش‌بینی‌های ژنریک نسبیت عام هستند.
یافتن ستارگان نوترونی باعث شد تا وجود اجرام فشرده‌شده بر اثر رمبش گرانشی به‌عنوان یک واقعیت امکان‌پذیر فیزیکی موردعلاقه دانشمندان قرار گیرد. این‌گونه پنداشته می‌شود که سیاهچالههای ستاره‌ای در جریان فروپاشی ستاره‌های بزرگ در یک انفجار ابرنواختری در پایان چرخه زندگی‌شان به وجود می‌آیند. جرم یک سیاهچاله پس از شکل‌گیری می‌تواند با دریافت جرم از پیرامونش افزایش یابد. با جذب ستارگان پیرامون و به هم پیوستن سیاهچالههای گوناگون، سیاهچالههای کلان جرم با جرمی میلیون‌ها برابر خورشید تشکیل می‌شوند.
یک سیاهچاله به دلیل اینکه نوری از آن خارج نمی‌گردد نادیدنی است، اما می‌تواند بودن خود را از راه کنش و واکنش با ماده از پیرامون خود نشان دهد. از راه بررسی برهمکنش میان ستاره‌های دوتایی با همدم نامرئی‌شان، اخترشناسان نامزدهای احتمالی بسیاری برای سیاهچاله بودن در این منظومه‌ها شناسایی کرده‌اند. این باور جمعی در میان دانشمندان رو به گسترش است که در مرکز بیشتر کهکشان‌ها یک سیاهچاله کلان‌جرم وجود دارد. برای نمونه، دستاوردهای ارزشمندی بازگوی این واقعیت است که در مرکز کهکشان راه شیری ما نیز یک سیاهچاله کلان جرم با جرمی بیش از چهار میلیون برابر جرم خورشید وجود دارد.
سایت علمی بیگ بنگ / منابع بیشتر: dailymail.co.uk , black hole
(22 نفر , میانگین : 4,77 از 5)
هر سیاه چاله موتور چرخان هر کهکشان میباشد به مانند : موتور مرکز یک پنکه بادی .
اگر سیاه چاله ها نبودند کهکشان ها نمیتوانستند ستاره های خودرا به دور مرکز خود بگردانند و در این صورت هر ستاره ای یا ستاره دیگر براحتی برخورد میکردند ، اما با وجود سیاه چاله ها هر ستاره در جای خود توسط نیروی گرانش همان ابر موتور قرار گرفته و به دور مرکز کهکشان که همان چاله سیاه است میچرخند.
گرانش و جاذبه سیاه چاله ها بقدری قوی میباشد که حتی خورشید ما به دور همین ابر موتور سیاه میچرخد و جاذبه و آن را در مسیر خود هدایت میکند .
هر سیاه چاله موتور چرخان هر کهکشان میباشد به مانند : موتور مرکز یک پنکه بادی .
اگر سیاه چاله ها نبودند کهکشان ها نمیتوانستند ستاره های خودرا به دور مرکز خود بگردانند و در این صورت هر ستاره ای یا ستاره دیگر براحتی برخورد میکردند ، اما با وجود سیاه چاله ها هر ستاره در جای خود توسط نیروی گرانش همان ابر موتور قرار گرفته و به دور مرکز کهکشان که همان چاله سیاه است میچرخند.
با سلام. قطر خورشید حدودا 1.39 میلیون کیلومتر است و قطر سیاهچاله مذکور 40 میلیارد کیلومتر. با محاسبه ای ساده نسبت حجم سیاهچاله به خورشید میشه توان سوم نسبت تین دو عدد یعنی چیزی حدود 24 تریلیون برابر. اگر اشتباه نکنم با مقدار جرم 6.5 میلیارد برابری نسبت به خورشید میشه نتیجه گرفت سیاهچاله دانسیته ای در حد ناچیز داره! میشه بنظر شما؟!
اونچیزی که 40 میلیارد کیلومتر قطر داره درواقع افق رویداد سیاه چاله هست که بصورت سیاه در مرکز مشاهده میشه.
قطعا هستهء مرکزی سیاهچاله بسیار کوچکتر از این عدد هست.
سلام. واقعاً دست مریزاد به سایت بیگ بنگ. یک سوال دارم: سیاهچاله ها توسط نظریۀ گرانش کوانتومی حلقه ای چگونه توصیف می شوند؟
۱. این ۸ تلسکوپ است که طی دو سال عکس برداری کردند، آیا در دور کاملی از مدار این سیاه چاله بوده اند یا اینکه فقط از یک چهت آن این عکس برداری ها انجام شده ست؟
۲. آیا می شود برای یک سیاه چاله مشابه به یک سیاره یا ستاره، یک فضای کره ایی سه بعدی در نظر گرفت؟ مثلا برای سادگی فرض کنیم شیبه به کره زمینی ست که فرضا سیاه و تاریک ست و اتمسفر زمین هم افق رویداد آن است.
۳. اینکه تصویر گرفته شده فقط یک رنگ را نشان می دهد علتش چیست؟ آیا نباید انتظار طیف های دیگری از نور را داشت؟ مخصوصا در لبه افق رویداد؟
۴. آیا تلسکوپ فضائی جیمز وب در آینده می تواند تصاویر نزدیک تری از لبه یا درون افق رویداد و یا بطور کلی سیاه چاله ها بدست بیاورد؟
۵. علت انتخاب این سیاه چاله برای بررسی چه بوده ست؟ برای مثال چرا سیاه چاله ایی که در مرکز کهشکان راه شیری خودمان هست برای این آزمایش تصویر برداری انتخاب نشده ست؟
1-دور کامل
2- نه نمی شود.
3-در لبه ی افق رویداد فوتون هاا کش می آیند و به دلیل ماهیت دوگانه ی موج در نزدیکی سیاهچاله به فرکانس تبدیل می شوند و یکی از پایین ترین فرکانس ها رنگ قرمز است و تبدیل به قرمز-نارنجی و زرد بسیار ساده است.
4- به احتمال بالا بله اما تلسکوپ جیمز وب به دلیل کمبود بودجه و ویروس کرونا تا سال دیگر پرتاب نخواهد شد.
5- نور برای طی کردن مسافت به زمان نیاز دارد و سیاهچاله ی مرکزی به قدری بزرگ و دور است که نور آن بسیار قدیمی خواهد بود و اینکه قدرت هر تلسکوپ را با سال نوری می سنجند.یعنی این تلسکوپ تا چند سال نوری را مشاهده می کند و تلسکوپ های در دسترس ما ضعیف تر از آن است که سیاهچاله ی مرکزی را رصد کند.چون مسافت سال نوری بالا می رود اگر سیاهچاله قوی تر باشد و فوتون ها مدت کمتری در افق رویداد قرار بگیرند.در واقع برای عکس برداری از سیاهچاله های کلان جرم نیاز به تکنولوژی بالا هست زیرا باید در یک یا کمتر ثانیه شما فوتونی را که در افق رویداد است را گیر بیندازید و عکس بگیرید و این فرایند بسیار طولانی است و ما تکنولوژی آئن را علاوه اینکه عکس برداری طولانی خواهد شد را نداریم.