بیگ بنگ: در مرکز کهکشان راه شیری یک سیاهچاله کلان جرم وجود دارد، اما آیا همۀ اجرام به دلیل وجود آن به دور مرکز کهکشان می‌چرخند؟ خیر. بطور دقیق همه چیز در کهکشان به دور مرکز جرم کهکشان می‌چرخد.

Milky Way Galaxy

به گزارش بیگ بنگ، سیاهچاله کلان جرم فقط به طور اتفاقی در مرکز قرار دارد. اگر سیاهچاله در مرکز حذف می‌شد، مدار تمام اجرام در کهکشان تغییری پیدا نمی‌کرد (بجز ستارگان جدیدی که بسیار به سیاهچاله نزدیک هستند). کهکشان ما حاوی مقدار زیادی جرم مثل ستاره‌ها، گاز، سیارات و ماده تاریک است. سیاهچاله در مرکز فقط حدود یک میلیونم جرم کل کهکشان ما است. از آنجایی که جرم منجر به ایجاد گرانش و گرانش نیز منجر به ایجاد مدار (چرخش) می‌شود، مسیر مداری تمام اجرام در کهکشان بر اثر جرم کل کهکشان ایجاد شده‌اند، نه جرم سیاهچاله مرکزی.

به این مقایسه توجه کنید. سه دختر یک دایره می‌کشند و همگی دست‌های خود را در مرکز دایره بهم قفل می‌کنند. این دختران اکنون با سرعت و به طور ثابت به دور دایره می‌دوند، به حدی که می‌توانند کشش را در بازوهایشان احساس کنند. اگرچه آنها می‌توانند نیروی گریز از مرکز را حس کنند که آنها را به سمت بیرون هل می‌دهد، اما به بیرون از دایره پرتاب نمی‌شوند زیرا بازوهایشان به هم وصل شده و آنها را به سمت داخل می‌کشد.

در واقع هر سه دختر در مداری به دور مرکز جرم مشترک خود می‌چرخند. آنها به دور انگشتر طلا بر روی انگشت یکی از دختران که به طور اتفاقی در مرکز دایره‌ قرار دارد نمی‌چرخند. اگر او انگشتر خود را دربیاورد، باز هم حرکت آنها تغییری نمی‌یابد. این دخترها شبیه اجرام در کهکشان ما هستند، بازوهای متصل آنها شبیه نیروی گرانش است که همه چیز را به هم وصل می‌کند و انگشتر طلا شبیه سیاهچاله است. هر شی در کهکشان در مدار به دور مرکز جرم مشترک کهکشان قرار دارد. این مرکز جرم اغلب به “مرکز سنگینی سراسری”(barycenter) معروف است.

به طور کلی، اجسام کوچک به دور اجسام بزرگ نمی‌چرخند. در عوض، اجسام بزرگ و کوچک با همدیگر به دور مرکز جرم مشترک خود گردش می‌کنند. کتاب درسی «مکانیک اوربیتال» نوشته‌ی “تام لاگسدون” بیان می‌کند که «نیوتن قانون اول کپلر را اصلاح کرده و اشاره کرد که اگر هر دو جسم مورد نظر جرم محسوسی داشته باشند، جسم کوچک‌تر به دور مرکز جسم بزرگتر نمی‌چرخد. در عوض، هر دوی آنها به دور مرکز سنگینی سراسری مشترک خود می‌چرخند.»

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: wtamu.edu

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

3 دیدگاه

  1. گرانش دقیقا شبیه به یک شعله شمع عمل می کند و در حالتی که شمع ثابت است مقدار شعله در دو سمت شمع تقارن دارد ولی به محض حرکت شمع ، شعله آن تمایل به انتشار به سمت مخالف حرکت را دارد چون شعله شمع مستقل از شمع است و این مورد در مورد گرانش هم کاملا صدق می کند.
    بنابراین همانگونه که با حرکت شمع ، شعله آن تجمع بیشتری در مخالف جهت حرکت پیدا می کند ، با حرکت اجسام هم اثر گرانش حاصل از آن جسم تجمع بیشتری در راستای مخالف حرکت جسم پیدا می کند و دلیل اصلی این قضیه این است که گرانش برای انتشار مانند نور محدودیت سرعت دارد و به صورت آنی و لحظه ای عمل نمی کند.
    این یعنی همانطور که اگر یک شمع در حالت ساکن نتواند شمع های کناری خود را روشن کند ولی در حالت حرکت دسته جمعی شمع ها احتمال روشن شدن شمع های پشت سر بیشتر خواهد شد و برای انتشار گرانش هم دقیقا چنین رفتاری اتفاق می افتد و در بازوهای کهکشانی ستارگان موجود در بازوها به دلیل حرکت و چرخش بازوها تعادل انتشار گرانشی ستارگان تغییر کرده و هر ستاره ای نیروی گرانشی بیشتری بر ستاره پشت سر خود وارد خواهد کرد.
    این قضیه ای بسیار ساده است ولی اثرات ترکیبی فراوانی را بر پدیده های کیهانی و نجومی می گذارد و موجب شکل گیری پدیده های زیبایی مانند تشکیل کهکشان های مارپیچی و تابدار شدن کهکشان ها و تخم مرغی شدن ستارگان غول پیکر و سرعت بالای چرخش سیاهچاله ها و دلیل چرخش کهکشان ها و غیره می شود.

  2. دمت گرم خانم‌ من یک پزشک شاغل در آموزش و پرورش هستم. با اینکه دوره تربیت معلم در رشته تجربی راگذراندهام و طب نوین فارغ تحصیل شده‌ام همیشه علاقه به مطالعه ستاره شناسی و کیهان شناسی داشتم اما آنقدر ریاضیات و فیزیک باید قوی باشد و مدام درگیر محاسبات باشی که واقعا علاقه میخواهد می‌خوام بگم واقعا رشته جذاب آن بسیار سختی است مثال چرخ. اجرام چه بزرگ و چه‌کوچک با استفاده از بازوها ی متصل. را که دران از مثل سه دختر در دایره را مثال زدید بسیار غریب به ذهن بود. خوشم اومد دمت گرم. انشالله همیشه سربلند باشید خانم‌ الله وردی بزرگوار