مقالات علمی نجوم

ستاره ای در مدار مرگ:

دانشمندان با استفاده از کاوشگر پرتو ایکس رزی (Rossi) سازمان ناسا ستاره محکوم به مرگی را یافته اند که به دور یک سیاهچاله متوسط می گردد.این سیاهچاله از نوعی است که دانشمندان نمی توانستند وجود آن را تائید کنند و بیش از یک دهه آنها را ناامید و دلسرد کرده بود.با کشف این ستاره و دوره مداری آن، دانشمندان اکنون یک قدم تا اندازه گیری جرم یک چنین سیاهچاله ای فاصله دارند:قدمی که وجود این سیاهچاله را تائید می کند. دوره و محل این ستاره که در پیچش مرگ به دام افتاده با فرضیه اصلی چگونگی شکل گیری این گونه سیاهچاله مطابقت می کند.یک گروه از دانشمندان دانشگاه آیووا به سرپرستی پروفسور «فیلیپ کارت» این نتایج را در نشریه علمی «ساینس» اعلام کردند.نتایج مذکور همچنین در شماره ۲۷ ژانویه ۲۰۰۶ مجله «نیچر» منتشر خواهد شد.


کارت می گوید: «ما این ستاره را در مرحله ای بی نظیر از سیر تکاملی آن مشاهده می کنیم؛ مرحله ای که طی آن ستاره با متورم شدن تبدیل به یک غول قرمز می شود و به سمت پایان عمر خود گذار می کند. در نتیجه گاز ستاره به درون سیاهچاله سرازیر می شود که باعث روشن شدن تمامی این ناحیه می شود. این بخشی از آسمان است که در مورد آن به خوبی مطالعه شده و ما این ستاره را با کمی خوش شانسی و پشتکار زیاد کشف کردیم.»سیاهچاله جرمی بسیار پرچگال با نیروی گرانشی شدید است که هیچ چیز _ حتی نور _ نمی تواند از حوزه جاذبه آن فرار کند. ناحیه سیاهچاله زمانی مرئی می شود که ماده به سوی آن ریزش می کند و بسیار داغ می شود. این نور قبل از عبور ماده از مرز موسوم به «افق رویداد» منتشر می شود.کهکشان ما از میلیون ها سیاهچاله پر شده است که هر کدام جرمی به اندازه چند خورشید دارند. این سیاهچاله ها از فروریختن ستاره های بسیار حجیم شکل می گیرند. اکثر کهکشان ها در مرکز خود دارای یک سیاهچاله فوق العاده حجیم هستند که جرمی معادل میلیون ها تا میلیاردها خورشید را در خود دارد. این جرم در ناحیه ای شکل می گیرد که اندازه آن بزرگ تر از منظومه خورشیدی ما نیست.دانشمندان نمی دانند که این سیاهچاله ها چگونه شکل می گیرند ولی شکل گیری آنها احتمالاً مستلزم فروریزی مقادیری عظیم از گازهای اولیه است.دکتر «جین اسوانک»دانشمند پروژه کاوشگر رزی از مرکز پرواز فضایی ناسا می گوید: «طی دهه گذشته ماهواره های متعددی شواهدی در مورد یک نوع جدید سیاهچاله به دست آوردند که اندازه آنها بین صد تا ده هزار جرم خورشیدی است.بحث هایی در مورد جرم و چگونگی شکل گیری این سیاهچاله ها وجود داشت. کاوشگر رزی بینش اساسی و نوینی در این مورد فراهم آورده است.»این سیاهچاله های مشکوک که جرمی متوسط دارند سرچشمه های درخشانی از پرتو ایکس هستند و به همین دلیل به آنها «اجرام پرتو ایکس فرادرخشان» می گویند. در واقع اکثر برآوردهای جرم این سیاهچاله ها فقط بر این محاسبه استوار است که برای ایجاد یک نور با یک شدت خاص چه مقدار نیروی گرانشی لازم است.دانشمندان با استفاده از فیزیک نیوتنی می توانند جرم یک جرم را با در دست داشتن دوره مداری و سرعت اجرام کوچک تری که به دور آن می چرخند محاسبه کنند.
«سایمت» یکی دیگر از دانشمندان این گروه می گوید: «ما هر ۶۲ روز یک کاهش و افزایش را در نور پرتو ایکس مشاهده کردیم که احتمالاً به خاطر مدار ستاره همراه سیاهچاله است. به دلیل اینکه ستاره در ناحیه ای پوشیده از غبار قرار دارد تعیین سرعت آن سخت خواهد بود. غبارآلود بودن این ناحیه رصد ستاره و محاسبه سرعت آن توسط تلسکوپ های فروسرخ و اپتیکی را دشوار می کند. اما فعلاً دوره مداری آن به آشکار شدن بعضی موارد کمک می کند.»



این سیاهچاله مشکوک و جرم متوسط که M۸۲ X-۱ نامیده می شود یک «جرم پرتو ایکس فرا درخشان» است که در یک خوشه ستاره ای قرار دارد.این خوشه شامل حدود یک میلیون ستاره است که در ناحیه ای به گستردگی ۱۰۰ سال نوری تجمع کرده اند. یک فرضیه پیشرو عنوان می کند که چندین رمبش ستاره ای طی یک دوره کوتاه در یک ناحیه پرستاره باعث ایجاد یک ستاره غول آسای کم عمر می شود که بعد از فروریختن به یک سیاهچاله با جرم هزار خورشید تبدیل می شود. چگالی موجود در خوشه نزدیکM۸۲ X-۱ برای ایجاد چنین سیاهچاله ای کافی است. هیچ ستاره مجاور معمولی نمی تواند سوخت کافی برای نور درخشان M۸۲ X-۱ فراهم کند.اما دوره مداری ۶۲روزه بیانگر آن است که ستاره مجاور می باید چگالی بسیار پائینی داشته باشد. این موضوع تایید کننده سناریویی است که یک ستاره بسیار غول آسا و متورم در حال از دست دادن جرم خود به میزانی است که برای سوخت دهی به M۸۲ X-۱ کافی است.«کارت» اضافه می کند:«با کشف دوره مداری، ما اکنون تصویر بدون تناقضی از کل سیر تکاملی سیاهچاله جرم متوسط و ستاره همراه آن را در اختیار داریم. این سیاهچاله در یک خوشه بزرگ ستاره ای شکل گرفت و سپس یک ستاره همراه را به دام انداخت.ستاره همراه تکامل یافته و به غول تبدیل شد. ما اکنون این سیاهچاله را به عنوان منبع فوق العاده درخشانی از پرتو ایکس مشاهده می کنیم زیرا ستاره همراه منبسط شد و اکنون سیاهچاله را تغذیه می کند.»

یافته های جدید در خصوص فورانهای خورشیدی:

محققان فیزیک خورشید سرنخهای جدیدی به دست آورده اند که آنها را در درک فورانهای خورشیدی یاری می بخشد. دانشمندان در آزمایشگاه علوم فضایی ملارد (MULLARD) در دانشگاه لندن (MSSL-UCL) موفق به کشف سرنخهایی در خصوص فورانهای خورشیدی شدند. این فورانها ناشی از انفجارهای عظیمی هستند که می توانند توده ای از گازهای باردار (پلاسما) را با جرمی معادل کوه اورست به سوی زمین پرتاب کند. این جریان مواد هنگام نزدیک شدن به زمین اثرات بسیار مخربی را برروی ماهواره ها ایجاد می کنند. این فورانها ناشی از فعالیت نواحی بسیار فعال سطح خورشید است که به شکل زبا نه های عظیم که سرشار از پلاسما است آشکار می شود و اندازه آنها به 50000 کیلومتر می رسد.

البته گاهی نواحی فعال در اطراف قرص خوشید به وسیله ابر زبانه هایی که اندازه آنها حتی از قطر خورشید نیز بیشتر است به یکدیگر وصل می شوند.تا مدتها گمان می رفت این ساختارهای عظیم ، نواحی بی آزاری و بدون فعالیتی هستند. در حالیکه مطابق تحقیقات اخیر که نتیجه آن ماه گذشته در نشریه ژورنال نجوم و اخترفیزیک انتشا یافت، این ساختارها خود حاوی مولفه های انفجاری بسیار قوی هستند.نمونه ای از یکی از این حلقه ها در تصویر فوق مشخص شده است . در این تصویر طول پیکان نشانگر قطر کره زمین است. این زبانه ها حدود 450000 کیلومتر طول دارند و می توانند 40 کره زمین را در خود جای دهند.برای درک بزرگی این ساختارها تصور کنید که می خواهید با یک هواپیمای کنکورد از یک سوی این ساختار به سوی دیگر آن بروید ، در این صورت سفر شما 9 روز به طول می انجامد.

محققان در تحقیقات جدید خود که با بررسی و تحلیل داده های ماهواره های رصد گر خورسید سوهو و یوکو(SOHO & Yohkoh) به انجام رسد دریافتند که نه تنها این زبانه ها ، ابزاری برای پراکنده کردن مواد در فضا است بلکه دمای آن به شکل فوق العاده ای بالا رفته و به حدود 16 هزار برابر دمای آب جوش می رسد. این کشف نخستین گام از مجموعه تحقیقاتی است که باید برای جمع آوری مدارک لازم جهت توضیح نحوه انفجار و فوران این زبانه ها و چگونگی تشکیل حلقه های بزرگتر به انجام رسد.الکسی گلوور ، یکی از محققان آژانس فضایی اروپا در خصوص این یافته جدید می گوید:"ما سالها است که این زبانه ها را بررسی می کنیم اما ارتباط آن با فورانهای جوی مواد (cronal mass ejection)موضوعی است که به تازگی قدم در راه درک آن گذاشته ایم هدف نهایی ما این است که بتوانیم این فورانها را قبل از وقوع پیش بینی کنیم" . این فورانها غیر ازآنکه موجب شکل گیری شفقهای قطبی می شود موجب وارد آمدن خسارتهای جبران ناپذیری را بر ماهواره های مخابراتی ، امنیتی ، ارتباطی و مکان یابی وارد می کند. از سوی دیگر بررسی آب و هوای فضایی یکی از کلیدی ترین راهها برای پی بردن به ساختار فیزیک حورشید است.

شروع فصل زمستان در قطب:

چند روز پیش، یکی از بزرگترین تحولات سالانه زمین به صورت قرینه در دو نقطه مقابل آن اتفاق افتاد. این پدیده آغاز شب در قطب شمال و آغاز روز در قطب جنوب بود. در تقویم ایرانی که همان هجری شمسی است و البته همه ما می دانیم که مبدا آن، هجرت حضرت رسول الله از مکه به مدینه است، این روز مقارن با آغاز فصل پاییز است، اما در تقویم میلادی، این روز برابر با ۲۳ سپتامبر است که از همین جا می توان تقویم هجری شمسی ایرانیان را دقیق تر از مشابه میلادی آن (که مبنای آن تولد حضرت مسیح است) دانست، اما این تنها دلیل دقت تقویم شمسی نسبت به تقویم میلادی نیست.تقویم ما ایرانیان در واقع ترکیب نام های تقویم اوستایی با ساختار نجومی تقویم جلالی ست. تقویم اوستایی، تقویمی صرفا دینی بود که اساسا برای انجام مراسم مذهبی و هدف های دینی بنا شده بود. در این تقویم، طلوع آفتاب، آغاز روز بود، چون آفتاب برای زرتشتیان، مقدس بود. در این تقویم هفته وجود نداشت و هر یک از ۳۰ روز ماه با یکی از القاب اهورامزدا یا نام های خداوند یا به اسم یکی از فرشته های بزرگ نامیده می شد.تقویم جلالی در سال ۴۶۷ هجری در زمان سلطنت جلال الدین ملک شاه سلجوقی (که نام تقویم از اسم او گرفته شده است) و وزارت وزیر دانشمند او، خواجه نظام الملک تنظیم شد. ۸ نفر از دانشمندان و منجمان معروف آن زمان از جمله خیام که گویا سرپرست این گروه بوده، مشمول انجام این کار شدند. آنها می خواستند تقویمی بر پایه قوانین نجومی و دقیق تنظیم کنند. در مورد نحوه شکل گیری تقویم باید گفت که هر دستگاه زمان به سال، ماه، هفته و روز و جدولی که این تقسیمات را شامل می شود، تقسیم می شود که آن را به صورت کلی تقویم می گویند. همه این دستگاه های قراردادی حساب زمان، در نهایت به امور متناوب طبیعی و دوره های گردش طبیعی بازمی گردد. در واقع باید گفت که تاریخ تقویم از زمانی شروع می شود که انسان به حال ماندگاری به زراعت پرداخت. همان طور که گفته شد، دلیل دیگری هم برای اثبات برتری تقویم شمسی نسبت به تقویم میلادی وجود دارد. این دلیل دوم که دلیل علمی تر و قابل استنادتری ست به ضریب خطای دو تقویم یاد شده بازمی گردد. عدم دقت تقویم شمسی ما ایرانیان هر ۳هزار و ۷۷۰ سال ، یک روز است، در حالی که این ضریب خطا در تقویم میلادی، هر ۳هزار و ۳۳۰ سال، یک روز است.





پس از آشنایی با تقویم های شمسی و میلادی، دوباره به بحث تحول عظیم بازمی گردیم. شب و روز در تمام منظومه شمسی به دلیل وجود حرکت وضعی سیارات، پدید می آیند. این مسئله برای اکثر انسان های روی کره زمین به جز آنهایی که در قطب شمال زندگی می کنند- پدیده ای روزمره و عادی به شمار می رود و میزان آن ۲۴ ساعت است، اما در دیگر سیارات، اوضاع متفاوت است. در زهره، یک سال (یک بار گردش هر سیاره به دور خورشید را سال می گویند) ۲۲۵ روز زمینی است و این درحالی ست که یک روز زهره برابر با ۱۱۷ روز زمین است. در مشتری که کوتاه ترین شب و روز را داراست، هر روز ۹ ساعت و ۵۴ دقیقه طول می کشد. بد نیست بدانید، سرعت گردش زمین در استوای آن یکهزار مایل بر ساعت است و همین سرعت در مشتری، ۳۰ هزار مایل بر ساعت؛ پس شب و روز بسیار طولانی (همانند شب و روز قطبین زمین) چیز عجیبی در منظومه شمسی نیست.در نیمکره های زمین، فصل ها برعکس هم هستند؛ یعنی الان که بهار و تابستان در نیمکره جنوبی شروع شده، در نیمکره شمالی پاییز و زمستان شروع شده است. در قطب ها، این فصل ها واقعا سخت و یکنواخت هستند. مثلا با شروع زمستان در قطب شمال، نه تنها سرمایی سخت آنجا را فرامی گیرد که ۶ ماه تمام، تاریکی قطب را فراخواهد گرفت؛ شدت سرما در قطب به ۶۰- درجه سانتی گراد هم می رسد.به طور کلی در مورد تغییر فصل ها در کره زمین باید گفت، زمین با شیبی ۲۳ درجه ای روی محور خود به گرد خورشید می چرخد. باور عموم بر این است که زمین در طول تابستان به خورشید نزدیک تر و در طول زمستان از آن دورتر است، اما این باور غلط است. مدار زمین به دور خورشید کاملا دایره ای ست و این خورشید است که در طول زمستان، کمی از مرکز خود جابه جا می شود و همین جابه جایی سبب می شود زمین ۳ میلیون مایل به خورشید نزدیک تر شود. این فاصله به نظر، بسیار زیاد می رسد، اما در واحدهای نجومی، میزان بسیار کمی ست و فقط برابر ۲ درصد اندازه مدارزمین است. این فاصله بسیار اندک تا حدودی بر دمای فصل ها اثر می گذارد، اما اثر شیب محور زمین اثرات بیشتری بر تغییرات فصلی می گذارد. در قطبین، این تغییرات نمود بیشتری دارد. در قطب ها خورشید همه ساله در یک تاریخ معین طلوع و غروب می کند، اما این طلوع و غروب با آنچه ما از آنها در ذهن داریم، تفاوت دارد. طلوع آفتاب در یک بازه زمانی ۳۰ ساعته اتفاق می افتد و تا فصل آینده که زمستان شروع خواهد شد، در آسمان باقی خواهد ماند. جای خورشید در آسمان قطب ثابت نیست و هر روز ۴/۰ درجه بالا می رود. این پدیده به همین وضع در غروب آفتاب هم اتفاق می افتد.

اژدهای بی اشتها:



چگونه کسوف را بدون خطر مشاهده کنیم؟ به یاد داشته باشید حتی یک ثانیه نگاه مستقیم به خورشید برای از دست دادن چشمهایتان زمان زیادی است، نگاه کردن به خورشید بسیار خطرناک است به همین دلیل استفاده از فیلترهای مخصوص توصیه می شود که در ادامه با آن بیشتر آشنا خواهیم شد ولی در صورت عدم دسترسی به فیلترهای مطمئن روشهای دیگری هم برای مشاهده کسوف وجود دارد. ساده ترین روش مشاهده غیرمستقیم که به جعبه تاریک معروف است و هزینه اندکی را نیز به همراه دارد به صورت زیر ساخته می شود:

ابتدا یک جعبه به ابعاد ۳۰ *۳۰ *۳۰ سانتیمتر آماده کنید (ابعاد جعبه اهمیت چندانی ندارد) ولی نباید بیش از حد کوچک ساخته شود (اندازه های بالا به عنوان یک حد اول محسوب می شود) اول مطمئن شوید هیچ جای جعبه سوراخ و یا بریدگی ندارد سپس در یک طرف جعبه شکافی به ابعاد ۳ط۳ ایجاد کنید و قطعه ای آلومینیومی را طوری روی شکاف قرار دهید که تمامی سطح آن را در بر بگیرد و در نهایت با سوزن سوراخی در وسط آلومینیوم ایجاد کنید. حال نوبت به طرف دیگر جعبه می رسد، دقیقاً در سمت مخالف سوراخ آلومینیوم شکافی به ابعاد تقریبی آن سطح ایجاد کنید سپس کاغذ ضخیم کالک (در صورت عدم دسترسی چندبرگ کالک ظریف و یا دستمال کاغذی) را طوری روی آن شکاف قرار دهید که تمامی آن را در بر گیرد. حال دستگاه ساده شما ساخته شده و آماده استفاده است، اگر جعبه را طوری به طرف خورشید قرار دهید که سوراخ روی ورقه فلزی دقیقاً در برابر خورشید قرار بگیرد در طرف دیگر جعبه یعنی روی کاغذ کالک تصویر کسوف را مشاهده خواهید کرد. همانطور که ذیلاً ذکر شده مدل جعبه تاریک ساده ترین و ارزانترین وسیله به شمار می آید ولی روش دیگری هم وجود دارد که به مشاهده اپتیکی غیرمستقیم معروف است. در این روش شما به یک تلسکوپ و یا دوربین دوچشمی نیاز دارید که هیچگونه فیلتری در جلوی دهانه آن نصب نشده باشد. برای مشاهده به این صورت شما باید دوربین را توسط قطعه ای کاغذ بپوشانید که نور از طرف دیگر آن سایه دوربین را نمایان نکند. سپس دوربین را به صورت تقریبی روی خورشید تنظیم کنید هنگامی که خورشید از طرف دیگر دوربین روی زمین نمایان شد دستگاه آماده استفاده خواهد بود البته برای مشاهده واضح تر می توان قطعه ای کاغذ را به صورت موازی با خورشید و دوربین قرار داد. شایان ذکر است اگر از دوربین دوچشمی استفاده می کنید بهتر است جلوی یکی از چشمی ها را با درپوش مسدود کنید تا از عبور نور جلوگیری به عمل آید.

مشاهده مستقیم: برای مشاهده مستقیم این پدیده می توانید از عینک های مقوایی مخصوص که در جلوی آنها فیلتر مایلار قرار دارد استفاده کنید (به یاد داشته باشید که قرار دادن چند عینک آفتابی روی هم و مشاهده خورشید به وسیله آن باعث جلوگیری از رسیدن پرتوهای مضر به چشم شما نمی شود و با وجود سیاهی عینک هنوز هم خطر جدی چشم شما را تهدید می کند. این نکته را نیز باید یادآور شد که حتی با مجهزترین و قویترین فیلترها هم مشاهده مستمر گرفت باعث خسارت جبران ناپذیری خواهد شد.

فیلترهای خورشیدی و انواع آن: اگر می خواهید از سلامت چشمهایتان در پایان گرفت اطمینان کامل داشته باشید استفاده از فیلترهای مایلار که خورشید را به رنگ سفید نمایان می سازد و آسمان را تاریک می کند کفایت می نماید ولی اگر قصد رؤیت شراره های خورشیدی (زبانه هایی که به علت واکنش های هسته ای خورشید به وجود می آید و حامل مقدار زیادی ماده گداخته است و به طرف مرزهای بی کران فضا شلیک می شود) را دارید باید از فیلترهایی قویتر موسوم به هیسروژن اکفا که حتی قادر به نشان دادن مواد مذاب سطح خورشید است استفاده کنید ولی اگر دسترسی به فیلتر برایتان مقدور نیست و می خواهید خورشید را قرمز کم رنگ ومایل به نارنجی مشاهده کنید بهترین وسیله دیسک سیاه درون فلاپی دیسکت هاست. در ضمن در حین مشاهده کسوف از درون این فیلتر باید از دولایه دیسکت استفاده کنید، یک لایه دیسکت تنها برای عکسبرداری و فیلمبرداری کفایت می کند از دیگر فیلترها می توان به ورقه های نازک پلی استر - فیلمهای رادیولوژی سوخته، حلقه فیلم و حتی دمی دی های معمولی که خورشید را به رنگ آبی درمی آورد اشاره کرد. آخرین وسیله ای هم که می تواند پشتیبان چشمهای شما باشد فیلترهای جوشکاری شماره۱۲ یا ۱۴ است (در صورت عدم دسترسی، از چند فیلتر جوشکاری روی هم با شماره های کمتر استفاده کنید) که خورشید را به صورت سبز از پس ماه گرفته ظاهر می سازد و فیلتر بسیار مناسبی برای عکاسی است زیرا به زیبایی این پدیده و عکسی که توسط شما گرفته شده است می افزاید.

عکسبرداری از کسوف: در این بخش سعی می کنیم نکات لازم برای عکسبرداری موفق از کسوف را خاطرنشان کنیم. عکسبرداری از هر جرم یا پدیده آسمانی و یا هر پدیده دیگری با استفاده از دوربین های عکاسی معمولی و خانگی امکانپذیر نیست و لزوماً باید از دوربینهای مکانیکی یا دیجیتال استفاده کرد. در مورد نوع و انتخاب دوربین در ادامه مطلب توضیحات لازم داده شده است.

- برای آنکه خورشید با جزئیات لازم بر روی فریم عکاسی ثبت شود نیازمند تله ای به بزرگی mm۵۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی متر هستیم البته عملاً به جای لنزهای خاص می شود از تلسکوپ هرچند کوچک استفاده کرد البته استفاده از سه پایه هم توصیه می شود زیرا تنظیم دقیق با دست روی گرفت غیرممکن است ولی اگر از دوربین های دیجیتال استفاده می کنید می توان استفاده از بزرگنمایی اپتیکی یا دستی را روش مناسبتری ارزیابی کرد، دراینجا خاطرنشان می کنم درعکاسی با چنین دوربین هایی نباید از بزرگنمایی خاص دیجیتال استفاده کرد زیرا در این زوم واقعیت این است که تصویر، حاصل از بزرگترین تله نصب بر روی دوربین است که باعث افت شدید وضوح تصویر می گردد. درصورتی که شما علاقه مند به بزرگنمایی بیشتر روی محدوده خاصی هستید بهتر است بعد از پایان گرفت با برنامه های گرافیکی آن را ادیت نمایید.



۲- استفاده از فیلترهای خورشیدی: معمولی ترین نوع فیلتر استفاده شده در عکاسی فیلتر مایل است ولی اگر می خواهید عکسهای زیباتری تهیه کنید استفاده از دیسک موجود در دیسکت که ۳ و یک دوم اینچ هم به صرفه تر و هم جذاب تر باشدالبته اگر دسترسی به فیلترهای هیدروژن آنها دارید هیچ فیلتری توانایی رقابت با آن راندارد. در مورد انواع فیلترها قبلاً توضیحاتی ارائه شده است در صورت تمایل به قبل مراجعه نمایید)

۳ - فراموش نکنید که برای عکسبرداری قبل از شروع کسوف چندین آزمایش را با میزان دیافراگم وگشودگی لنز و یا سرعت شاتر انجام دهید زیرا این قسمت از کار حتی برای حرفه ای ترین عکاسان هم لازم است. در ضمن هرگز به نورسنجی دوربین اطمینان نکنید زیرا در عکاسی نجومی معمولاً با خطاهای جدی مواجه است.

۴ - اگر استفاده از لنزهای تله قوی و یا تلسکوپ برای شما مقدور نیست ناامید نشوید زیرا با لنزهای نرمال و حتی واید هم می توان عکسهای کم نظیری را تهیه کرد.

فیلمبرداری ازکسوف: برای ثبت کسوف و حتی بعضی ازتحقیقات خاص علمی هیچ چیز بهتر از فیلم برداری نیست از این رو قسمتی از مطلب هم به فیلمبرداری از خورشید گرفتگی اختصاص دارد.امروزه در بیشتر دوربین های فیلمبرداری برای ثبت اطلاعات از تراشه CCD و یا MOS (اکسید فلز نیمه هادی) استفاده می شود که برای ضبط نورخورشید هر دو از توانایی های نسبتاً مساوی برخوردار هستند برای انتخاب نوع فیلم هم یادآور می شوم که فیلم های Hi-۸ یا S-VHS دارای وضوح بیشتری نسبت به انواع قدیمی تر خود یعنی نوارهای VHS-C یا VHS برخوردار است.گروهی از دوربین های فیلمبرداری خانگی (هندی کم ها) دارای قدرت زوم اپتیکی ۳۲ برابر و یا حتی ۳۳۰ برابر زوم دیجیتال هستند که برای تنظیم روی خورشید بدون تلسکوپ یا تله کانورتور ایده آل به نظر می رسد ولی اگر قدرت زوم اپتیکی دوربین شما کمتر است می توانید آن را به وسیله DG-Adap در پشت دوربین یا تلسکوپ مستقر سازید. البته در صورتی که قصد فیلمبرداری از کسوف به صورت مستمر دارید باید بدانید که خورشید بعد از گذر چند ثانیه از میدان دید شما خارج می شود لذا مجبورید تا از موتورهای ردیاب مخصوص استفاده کنید که این روش علاوه بر صرف زمان زیاد از جذابیت فیلم شما خواهد کاست بنابراین توصیه می کنم اگر قصد فیلمبرداری از کسوف را دارید بهتر است بعد از شروع کسوف هر ۳ یا ۴ دقیقه یکبار چندثانیه فیلمبرداری کنید و بقیه مدت کسوف را صرف لذت بردن از این واقعه و یا ثبت به روشهای دیگر یاد شده باشید در انتهای این قسمت هم به شما یادآوری می کنم که قبل از شروع کسوف برنامه دوربین را فعال کنید و زوم آن را یا به حالت دستی درآورید یا به صورت زوم و فوکوس روی بی نهایت قرار دهید امیدوارم که با خواندن این بخش بتوانید نهایت استفاده را ببرید و در طول کسوف هم مشکل خاصی برای ابزار شما پیش نیاید و در نهایت بتوانید فیلم جذابی را تهیه کنید.

کسوف در باور گذشتگان هنگامی که مردم با جنبه های علمی نجوم و در نتیجه کسوف آشنا نبودند دیدگاه های مختلفی را برای بروز کسوف مطرح می کردند به عنوان مثال گروهی از مردم معتقد بودند اژدهایی قصد بلعیدن خورشید را دارد البته باید گفت که این تصور بیشتر کشورها شکل گرفته بوده است از این رو در گروهی از کشورها معابدی ساخته شد که به خورشید معروف بودند به این منظور هم ساخته شده بودند که در هنگام بروز کسوف به قید قرعه انسانی را درمعبد به قتل می رساندند و جگر او را از بدنش بیرون می آوردند و به طرف خورشید می گرفتند تا خورشید با سرخی خون و جگر آن فرد مرده دوباره نیروی خود را بازیابد وخود را از چنگال اژدها برهاند عده ای هم بروز کسوف را خوش یمن می دانستند وبعضی آن را عامل بدبختی تصور می کردند حتی در بعضی موارد با شروع یک کسوف بین دو ملت جنگ در می گرفت و یا جنگ چندین ساله به صلحی درازمدت بدل می شد.کسوف در ادبیات و اساطیر معمولاً به معنی و هم، ترس، شیطان و اژدها بوده است کلمه eclipse هم که ترجمه انگلیسی این واژه است از واژه ای یونانی به معنای رها کردن آمده است و منظور از این رها کردن آزاد شدن خورشید از دست اژدها است. سالخوردگان کشور چین در اکثر موارد هنوز هم بر اعتقادات خود استوارند و در هنگام بروز کسوف با نواختن طبل و دهل و کوبیدن روی هر وسیله ای که در نزدیکی آن هستند سعی در فراری دادن اژدهای شیطان صفت هستند این باور و آداب و سنن در میان تمدن اینکاها که در آمریکا زندگی می کرده اند هم رواج داشته است ولی در هند وضع فرق می کند آنان در هنگام هر گرفتن اعم از خورگرفت وماه گرفت وارد آب می شوند و خود را تا گردن در آب فرو می برند و با انجام حرکات خاصی که ریشه مذهبی دارد وخواندن دعا از خدایان درخواست می کنند تا به کمک خورشید بشتابند و خورشید را از چنگال اژدها بیرون بیاورند این خرافات در میان مردم شرقی رایج بوده است ولی خالی از لطف نیست که بدانید اروپاییان حتی تا حدود ۲۰۰ سال پیش که ایرانیان با جنبه های علمی موضوع آشنا بودند باوری داشتند که بیشتربه کتاب های علمی تخیلی شبیه است. آنان معتقد بودند یک گاوچران زبردست در حال جنگیدن با اژدهاست و آن را از پای درخواهد آورد. آنان ستارگانی را که در زمان کسوف کامل ظاهر می شدند به تیرهای خارج شده از تفنگ آن گاوچران می دانستند، آنان برای سپاس و قدردانی از این شجاعت او مقدار زیادی پول و البسه ومواد غذایی در جایی از جنگل پنهان می کردند تا وقتی که او از آسمان به زمین باز می گردد فرصت وغذای کافی برای استراحت داشته باشد و باز هم مانند این دفعه اگر اژدها قصد بلعیدن خورشید را داشت وارد عمل شود و داستان دوباره تکرار شود. حتی زمانی که دیدگاه اروپاییها از این هم علمی تر شده بود یعنی آنان به ثبت این پدیده ها روی کاغذ می پرداختند و می دانستند ماه است که جلوی نور خورشید را می گیرد برای ترسیم صورتکهایی را استفاده می کردند که نمونه هایی از آن هنوز پابرجاست.

یافته های جدید در خصوص فورانهای خورشیدی:

محققان فیزیک خورشید سرنخهای جدیدی به دست آورده اند که آنها را در درک فورانهای خورشیدی یاری می بخشد. دانشمندان در آزمایشگاه علوم فضایی ملارد (MULLARD) در دانشگاه لندن (MSSL-UCL) موفق به کشف سرنخهایی در خصوص فورانهای خورشیدی شدند. این فورانها ناشی از انفجارهای عظیمی هستند که می توانند توده ای از گازهای باردار (پلاسما) را با جرمی معادل کوه اورست به سوی زمین پرتاب کند. این جریان مواد هنگام نزدیک شدن به زمین اثرات بسیار مخربی را برروی ماهواره ها ایجاد می کنند. این فورانها ناشی از فعالیت نواحی بسیار فعال سطح خورشید است که به شکل زبا نه های عظیم که سرشار از پلاسما است آشکار می شود و اندازه آنها به 50000 کیلومتر می رسد.

البته گاهی نواحی فعال در اطراف قرص خوشید به وسیله ابر زبانه هایی که اندازه آنها حتی از قطر خورشید نیز بیشتر است به یکدیگر وصل می شوند.تا مدتها گمان می رفت این ساختارهای عظیم ، نواحی بی آزاری و بدون فعالیتی هستند. در حالیکه مطابق تحقیقات اخیر که نتیجه آن ماه گذشته در نشریه ژورنال نجوم و اخترفیزیک انتشا یافت، این ساختارها خود حاوی مولفه های انفجاری بسیار قوی هستند.نمونه ای از یکی از این حلقه ها در تصویر فوق مشخص شده است . در این تصویر طول پیکان نشانگر قطر کره زمین است. این زبانه ها حدود 450000 کیلومتر طول دارند و می توانند 40 کره زمین را در خود جای دهند.برای درک بزرگی این ساختارها تصور کنید که می خواهید با یک هواپیمای کنکورد از یک سوی این ساختار به سوی دیگر آن بروید ، در این صورت سفر شما 9 روز به طول می انجامد.

محققان در تحقیقات جدید خود که با بررسی و تحلیل داده های ماهواره های رصد گر خورسید سوهو و یوکو(SOHO & Yohkoh) به انجام رسد دریافتند که نه تنها این زبانه ها ، ابزاری برای پراکنده کردن مواد در فضا است بلکه دمای آن به شکل فوق العاده ای بالا رفته و به حدود 16 هزار برابر دمای آب جوش می رسد. این کشف نخستین گام از مجموعه تحقیقاتی است که باید برای جمع آوری مدارک لازم جهت توضیح نحوه انفجار و فوران این زبانه ها و چگونگی تشکیل حلقه های بزرگتر به انجام رسد.الکسی گلوور ، یکی از محققان آژانس فضایی اروپا در خصوص این یافته جدید می گوید:"ما سالها است که این زبانه ها را بررسی می کنیم اما ارتباط آن با فورانهای جوی مواد (cronal mass ejection)موضوعی است که به تازگی قدم در راه درک آن گذاشته ایم هدف نهایی ما این است که بتوانیم این فورانها را قبل از وقوع پیش بینی کنیم" . این فورانها غیر ازآنکه موجب شکل گیری شفقهای قطبی می شود موجب وارد آمدن خسارتهای جبران ناپذیری را بر ماهواره های مخابراتی ، امنیتی ، ارتباطی و مکان یابی وارد می کند. از سوی دیگر بررسی آب و هوای فضایی یکی از کلیدی ترین راهها برای پی بردن به ساختار فیزیک حورشید است.

لکه سرخ مشتری ناپدید خواهد شد:

با استفاده از قیاس این گردباد و گردبادهای کوچکتر، آقای مارکوس از دانشگاه کالیفرنیا با توجه رصدهای اخیرش و تحقیقات انجام شده روی این گردبادها به این نتیجه رسیده است که لکه بزرگ مشتری مثل لکه های کوچکتر در حال ناپدید شدن است. بر طبق گفته های مارکوس این رویداد قریب الوقوع، پایان دوره‌ی هفتاد ساله‌ی آب و هوایی اخیر مشتری است.جو طوفانی مشتری حداقل یک دو جین گرباد دارد که در مسیرهای متغییری حرکت می کنند، از شرق تا غرب و حدود۳۳۰ مایل در ساعت سرعت دارند.گردبادهای مشتری در نیمکره ی شمالی در جهت چرخش عقرب های ساعت حرکت می کنند و گردبادهای خارجی یا هوایی نامیده می شوند، آنهایی که در خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت می کنند گردبادهای موسمی یا زمینی هستند.خلاف آن در مورد نیمکره جنوبی صادق است، یعنی آنهایی که در جهت عقربه های ساعت حرکت می کنند، طوفان موسمی هستند و آنهایی که در جهت عقربه های ساعت حرکت می کنند گردبادهای خارجی هستند.لکه‌ی سرخ، در نیمکره‌ی جنوبی واقع شده است، که نام بزرگترین گردباد مشتری را یدک می کشد و حدود دوازده هزار و پانصد مایل قطر دارد و می تواند سه زمین را ببلعد.بر خلاف گردبادهای موسمی مشتری، تند باد های زمینی با سیستم کم فشار همراه است و بعد از چند روز یا چند هفته از بین می روند، اما در مقابل لکه بزرگ مشتری یک سیستم پر فشار است که ۳۰۰ سال عمر دارد و هیچ اثری از محو شدن ندارد. حدود ۲۰ سال پیش، مارکوس یک مدل کامپیوتری ساخت که نشان می داد، چگونه لکه‌ی سرخ، از جو آشفته‌ی مشتری تشکیل شده است.تلاش های او برای شرح انرژی جنبشی حاکم بر لکه ی سرخ وسایر گردبادها، باعث بوجود آمدن چنین پروژه ای برای بررسی تغییرات آب و هوای این سیاره‌ی غول پیکر شده است. چرخه ۷۰ ساله ی اخیر مشتری با تشکیل سه گردباد خارجی شاخص شروع شده است(لکه ی تخم مرغی شکل سفید که جنوب لکه‌ی سرخ را گسترش داد.)این لکه سفید رنگ از روی زمین قابل مشاهده است و مارکوس معتقد است که یک پیشامد مشابه در ۱۰ سال آینده خواهیم داشت.اولین مرحله چرخش آب و هوایی با تشکیل خط های کردبادی همراه بود که میان گردبادهای غربی قرار داشتند.گردبادهای هوایی در یک طرف این خط تشکیل شده ان، در حالیکه، گردبادهای موسمی در آن طرف خط تشکیل شدند. .اکثر گردبادها به طور آرام و نا منظم از بین می روند. در مرحله دوم چرخش ، چند تندباد به اندازه کافی ضعیف میشوند تا در دام سنگاب‌های مقطعی و یا امواج قوی که در سایر گردباد‌ها تشکیل می شوند، بیافتند. وقتی چنین شود، حرکت آنها یکسان می شود و بی نظمی می تواند آنها را به راحتی با هم ترکیب کند. وقتی گردبادها ضعیف هستند، ترکیب آنها ادامه پیدا می کند تا فقط یکی از آنها در خط گردبادها باقی می ماند. مدارک ناپدید شدن دو لکه سفید در سالهای ۱۹۹۷ و ۱۹۹۸ و ۲۰۰۰، مثالهایی هستند از ترکیب دو گرباد در مرحله‌ی دوم و نشان دهنده‌ی علائمی از شروع دوره های پایانی چرخه‌ی کنونی آب وهوای مشتری هستند.


چرا ترکیب دو گردباد بر چرخه تاثیر می گذارد؟ مارکوس دلیل آن را به فرم وشکل دمای مشتری نسبت می دهد، به طوریکه دمای استوا تقریبا با دمای قطبین یکسان است و به ترکیب گرما وجریان هوای حاصل از تشکیل گردبادها بستگی دارد.اگر یک ردیف از گرد بادها از بین برود، ترکیب دما و جریان هوا می ایستد ، این پدیده یک دیوار عظیم ایجاد می کند و مانع انتقال گرما از استوا به قطبین می شود.وقتی گردبادهای کافی از بین رفتند، جو سیاره در استوا گرم و در قطبین سرد می شود(چیزی حدود ۱۰ درجه سانتیگراد)که مرحله‌ی سوم چرخه‌ی آب وهوای سیاره می باشد. این تغییر دما باعث بی ثباتی گردباد ها می شود که در نتیجه باعث متلاطم شدن جو می شود. این امواج سرازیر شده و می شکنند،درست مثل امواج دریا در کنار ساحل، اما آنها گردبادهای بزرگتری در مرحله چهارم چرخه چهارم چرخه هستند. در مرحله پنجم وپایانی، گردبادهای جدید، بزرگ می شوندو در خط گردبادها قرار می گیرند و چرخه‌ی جدید شروع می شود.



تضعیف ن گردبادها به بی نظیمی سیاره بستگی داردو به تدریج صورت می گیرد و حداقل نیم قرن طول می کشد تا این چرخه تکمیل شود. این نظریه در مورد چرخه ‌آب و هوایی مشتری بر تعداد گردبادهای موسمی و هوایی تکیه دارد. مارکوس یک شبیه ساز کامپیوتری ساخته است که نشان می دهد چگونه مرکز داغ و پیرامون یک طوفان موسمی ابرهای رشته ای را می سازند.در مقابل، گردبادهای هوایی مراکزی سرد سرد و پیرامونی گرم دارند. کریستالهای یخی که در گربادهای هوایی تشکیل می شوند متورم می شوند و به کنار می روند ودر جایی مذاب می شوند ویک گرداب تیره حول یک مرکز رنگی نورانی بوجود می آیند. تحقیقات مارکوس بوسیلهِ‌ی ناسا)بخش نجوم و فیزیک پلاسما(و همچنین لابراتوار ملی لوس آلاموس پشتیبانی می شود.

مبنای علمی تقویم شمسی

نمی دانم تا حالا به دقت و مبنای علمی تقویم شمسی توجه کرده این یا نه.تا حالا فکر کردید چرا ما فصل های مختلف داریم ودر برخی از اوقات سال روز ها طولانی تر یا در برخی اوقاتی دیگر کوتاه تر می شوند.می دانیم که خورشید بر روی یک مسیر بیضی شکل که خورشید در یکی ازکانون های آن قرار دارد به دورخورشید می گردد که به طبع در مدتی از این مسیر حرکت، فاصله زمین تا خورشید در حال کم شدن است و در قسمت دیگری از مسیر در حال دور شدن از خورشید است .با توجه به این که محور حرکت دورانی زمین به دور خودش با مسیر حرکت آن به دور خورشید دارای زاویه در حدود ۵/۲۳ درجه است. در دو نقطه از مسیر حرکت زمین به دور خورشید زمین در وضعیتی قرار می گیرد که طول شب با طول روز مساوی می شود - صفحه استوا و صفحه حرکت زمین به دور خورشید در وضعیتی قرار میگیرد که انحراف ۲۳.۵ درجه ای تاثیری ندارد - و متقابلا در طی مسیر حرکت زمین به دور خورشید زمین در دو نقطه در شرایطی قرار می گیرد که دارای حداکثر اختلاف زاویه تمایل محور زمین و مسیر حرکت زمین به دور خورشید می شود که در آن حالت در یکی از نیم کره ها طول مدت روز حداکثر خواهد شدو در نیم کره دیگر طول مدت شب حداکثر می شود.



حال جالب این است که هر چهار نقطه خاص تعریف شده در بالا در تقویم شمسی مصادف با شروع یکی از فصل ها است .یعنی در اول بهار و اول پاییز زمین در یکی از نقاطی که طول شب و روزبا هم مساوی اند و خورشید به صورت عمودی بر محور استوای زمین می تابد قرار می گیرد و اول تابستان مصادف با نقطه ای از مسیر حرکت زمین است که طول روز برای نیم کره شمالی طولانی ترین روز سال است و اول زمستان مصادف با نقطه ای از مسیر حرکت زمین به دور خورشید است که در نیم کره شمالی کوتاه ترین روز سال به وقوع می پیوندد.



حالا آدم می ماند که قدمای ما که نه کامپیوتر داشتن و نه هزار یک امکان دیگر که ما در حال حاضر در اختیار داریم چطور این نقاط را تشخیص دادن و تقویم شمسی را با این دقت طراحی کرده اند. - کاری که مطمئن ام که در حال حاضر با تمام امکانات موجود از عهده افرادی انگشت شماری بر می آید - روحشان شاد مردان بزرگی بودند


هر چند تقویم شمسی توسط خیام به شکل امروزی آن در آمده است ولی این تقویم با اندک تفاوت های خیلی پیش از خیام در ایران مورد استفاده قرار می گرفته است و کسی از زمان ابداع آن اطلاع دقیقی ندارد.راستی جالب است که بدانید که بر خلاف انتظار ما که فکر می کنیم چون تابستان گرم تر از زمستان است پس باید زمین به خورشید نزدیک تر باشد در آن اوقات زمین در دورترین نقطه از خورشید قرار دارد - دلیل این امر هم این است که مسیر حرکت زمین به دور خورشید هر چند یک مسیر بیضوی است ولی میزان فشردگی آن خیلی ناچیز است و میزان فاصله زمین از خورشید تاثیر زیادی بر درجه حرارت زمین ندارد و عملا به دلیل همان اثر طول مدت روز است که تغییرات فصلی بوجود می آید.

سیاه چاله (BLACK HOLE):

سیاه چاله تمرکز عظیمی از جرم است که نیروی جاذبه آن مانع عبور اجسامی که از افق رویداد آن-نه آنهایی که از تونل کوانتومی(شعاع هاوکینگ) می گذرند-می شود. نیروی گرانش آن قدر شدید است که سرعت گریز از افق رویداد آن بیشتر از سرعت نور است. این مطلب بر این دلالت دارد که هیچ چیز حتی نور در افق رویداد سیاهچاله قادر نیست از جاذبه آن فرار کند. هر چند ، این تئوری وجود دارد که کرم چاله باعث می شود که جسمی بتواند از سیاه چاله بیرون آید. واژه سیاه چاله گسترده است، بنابراین به یک چاله در معنای حقیقی اشاره نمی کند بلکه به مکانی از فضا اشاره می کند که هیچ چیز از آن مکان بیرون نمی آید. وجود سیاه چاله در جهان توسط مشاهدات نجومی به خصوص مطالعه اشعه X بیرون آمده از تششعات فعال کهکشانی و تششعات دودوئی به طور کامل به اثبات رسیده است.



● تاریخچه

مفهوم جسمی عظیم که حتی نور نیز نمی تواند از آن فرار کند توسط زمین شناس انگلیسی جرج مایکل در سال ۱۷۸۳ در برگه ای که به جامعه سلطنتی فرستاده شد بیان شده است. در آن زمان نظریه ی گرانشی نیوتون و مفهوم سرعت گریز قطعی و واضح بود. مایکل محاسبه کرد که روی سطح جسمی با شعاع۵۰۰ برابر بزرگتر از شعاع خورشید با همان چگالی خورشید سرعت گریز برابر سرعت نور است بنابر این چنین جسمی غیر قابل دیدن می باشد.

طبق گفته ی خود او : اگر شعاع کره ای با چگالی برابر چگالی خورشید ۵۰۰ برابر شود و جسمی از ارتفاع نا محدود بر روی آن سقوط کند سرعت سقوط بر روی سطح آن از سرعت نور نیز بیشتر خواهد بود. اگر نور نیز به تناسب جرم سکونش توسط این نیرو (در مقایسه با نیروی سایر اجسام) کشیده می شد تمام نوری که از جسم ساطع می شد به سبب گرانش زیاد به جسم باز می گشت.

هر چند تفکر او بعید بود اما مایکل بر این عقیده بود که اجسام غیر قابل رؤیت بسیاری در کیهان وجود دارند.

در سال ۱۷۹۶ ریاضی دان فرانسوی پیر سامون لپیس مشابه چنین عقیده ای را در کتاب اول و دوم خود سیستم جهان ترویج داد. این عقیده در کتاب های بعدی تکرار نشد. تمام عقیده ای که در قرن ۱۹ توجه اندکی به آن شد این بود که از آن جایی که گمان می رفت نور دارای جرمی اندک است نیروی جاذبه تداخلی در آن ندارد.

در سال ۱۹۱۵ انیشتین نظریه ی جاذبه خود را با نام نظریه ی جاذبه عمومی انتشار داد. قبل از آن وی نشان داد که جاذبه در نور تداخل دارد. چند ماه بعد کارل شوارتسشیلد راه حلی برای مبحث جاذبه چنین اجرامی ارائه داد که نشان می داد آنچه را ما اکنون به نام سیاه چاله می شناسیم به طور تئوری امکان وجود دارد. شعاع شوارتسشیلد همان شعاع افق رویداد سیاه چاله های ساده است که در گذشته به درستی درک نمی شد.خود شوارتسشیلد وجود آن را به طور فیزیکی قبول نداشت.

در سال ۱۹۲۰ سابراهمان چانداراشکار به این نتیجه رسید که نظریه ی نسبیت خاص بیان می کند که یک جسم غیر چرخان که جرم آن ۱.۴۴ بار بیشتر از جرم خورشید است ( اکنون با نام حد شوارتسشیلد شناخته شده است) از آنجائی که در ان زمان چیزی شناخته نشده بود که مانع آن شود، متلاشی می شود . این نظریه با نظریه ی آرتور ادینگتون که چیزی اجتناب ناپذیر مانع این متلاشی شدن است در تضاد بود. هر دو نظریه درست بودند. ار آنجایی که جرم کوتوله ی سفید از حد چاندارشکار بیشتر بود متلاشی می شد و یک ستاره ی نوترونی را بوجود می آورد. هر چند یک ستاره نوترونی با جرم بیشتر از سه برابر جرم خورشید نیز در برابر متلاشی شدن ناپایدار است.

در سال ۱۹۳۹ رابرت آفنهیمر و اچ-سنیدر پیش بینی کردند که ستارگان سنگین می توانند دستخوش یک تلاشی گرانشی مهیج شوند. بر این اصل سیاه چاله ها می توانند در طبیعت شکل بگیرند.این اجسام از آنجایی که تلاشی می تواند به سرعت کاهش یابد و در نزدیکی شعاع شوارتسشیلد به قرمز میل کند زمانی ستارگان یخ زده نمامیده میشدند .ریاضیات نشان می دهند که بیننده خارجی می تواند سطح ستاره را زمانی که از آن شعاع عبور می کند در یک لحظه یخ زده ببیند.هر چند که این اجسام نظری تا اواخر سال ۱۹۶۰ آن قدر ها مورد علاقه افراد نبود ، بسیاری از فیزیک دانان بر این عقیده بودند که این ویژگی عجیبی از راه حل متانسب پیدا شده توسط شوارتسشیلد است و این اجسام متلاشی شده در طبیعت سیاه چاله را بوجود نمی آورد.

علاقمندی به سیاه چاله در سال ۱۹۶۷ به علت فعالیت های تجربی و نظری دوباره بالا گرفت. استفان هاکینگ و راجر پنرز ثابت کردند که سیاه چاله ها خصوصیتی عام در نظریه ی گرانشی انیشتین است و نمی توان از اجسام متلاشی شونده دوری جست . علاقمندی ها در کمیته نجومی با کشف تپ اخترها دوباره تازه شد. مدت کوتاهی پس از آن استفاده از بیان سیاه چاله توسط جان ویلر ابداع شد.اشیاء کهن تر نیوتونی مایکل و لاپلاس با نام ستارگان تاریک شناخته می شوند تا آن ها را از سیاه چاله ها س نسبیت عام باز شناسیم.



● شواهد

یک سیاه چاله (شبه آن) با جرم ۱۰ برابر خورشید که از ۶۰۰ کیلومتری راه شیری دیده شده است. ( دوربین افقی با زاویه باز ۹۰ درجه)



● شکل

نسبیت عام( مانند سایر نظریه های استاندارد در مورد جاذبه) تنها وجود سیاه چاله ها را اعلام نمی کند بلکه در واقع ایجاد آن ها را در طبیعت زمانی که جرم کافی در قسمتی از فضا طی عملی با نام تلاشی جاذبه ای فشرده شود ، پیش بینی می کند . به عنوان مثال اگر شما خورشید را طوری فشرده کنید که شعاع آن به ۳ کیلومتر یعنی جهار میلیونیم اندازه اکنونش برسد به سیاه چاله تبدیل می شود.هنگامی که جرم در مکانی از فضا افزایش می یابد جاذبه ی آن هم شدیدتر می شود - یا در زبان نسبیت فضا در اطراف آن با افزایش ناموزونی همراه خواهد شد. سرانجام جاذبه آن چنان شدید خواهد شد که چیزی قادر به گریز از آن نخواهد بود ، یک افق رویداد تشکیل می گیرد و ماده و انرژی به اجبار در طی یک تلاشی تکینه می شوند.

تحلیل مقداری از این نظریه ما را به این پیش بینی می رساند که بازمانده یک شبه ستاره که جرمی بیشتر از ۳ تا ۵ برابر خورشید داشته باشد ( حد تولهام-آفنهیمر-ولکاف) به علت فشار تبهگنی قادر به ماندگاری به صورت ستاره نوترونی نیست و به ناچار در پی یک تلاشی به سیاه چاله تبدیل می شود. پیش بینی می شود که این بازمانده های شبه ستاره ها با چنین جرمی سرانجام ستاره هایی با جرم ۲۵-۳۰ برابر خورشید است یا توسط افزایش جرم برای تبدیل به یک ستاره نوترونی تولید می شود.

تلاشی شبه ستاره ها میتواند سیاه چاله هایی را بوجود آورد که حداقل ۳ برابر جرم خورشید جرم دارند.سیاه چاله های با جرم کمتر از این مقدار فقط زمانی شکل می گیرند که جرم آن ها تحت فشار کافی از منبعی جز جاذبه خودشان قرار گیرد. فشار زیادی که در مراحل اولیه ی خلقت جهان گمان می شد احتمالاً نخستین سیاه چاله ها را بوجود آورد که جرمی کمتر از جرم خورشید داشتند.

این باور وجود دارد که سیاه چاله های بسیار پر جرمتر در مرکز اکثر کهکشان ها شامل کهکشان راه شیری خودمان قرار دارند.این گونه سیاه چاله ها دارای جرمی معادل میلیون تا بیلیون برابر جرم خورشید هستند و چند راه برای تشکیل این گونه سیاه چاله ها وجود دارد. یک راه از طریق تلاشی ستارگان خوشه ای چگال است. راه دوم به وسیله ی مقدار زیادی از جرم است که در حجم کوچک مثل دانه ی سیاه چاله تشکیل یافته از شبه ستاره ها متراکم می شوند . سومین راه از طریق تکرار ترکیب سیاه چاله های کوچکتر است.

سیاه چاله های با جرم متوسط دارای جرمی بین سیاه چاله های پر جرم و سیاه چاله های تشکیل یافته توسط شبه ستاره ها یعنی در حدود هزار برابر جرم خورشید هستند. سیاه چاله های با جرم متوسط به عنوان منبع احتمالی اشعه های بسیار درخشان ایکس پیشنهاد شده است و در سال ۲۰۰۴ اکتشاف به نقطه رسید که یک سیاه چاله های با جرم متوسط به دور سیاه چاله پر جرم صورت فلکی قوس ۱ ( (Sagittarius A* در وسط کهکشان راه شیری می چرخد. این اکتشاف انکار شد.

مدل های قطعی یکپارچه شده ی چهار نیروی بنیادی به اطلاعات در مورد میکرو سیاه چاله ها در شرایط آزمایشگاهی امکان می دهد. این ادعا که جاذبه با سایر نیرو ها یکپارچه شده با یکپارچگی سایر نیروهااز آنجا که با انژی پلانک ( که خیلی بیشتر است) در تضاد است قابل مقایسه است. این به ما امکان تولید سیاه چاله های بسیار کوتاه عمر در شتاب دهنده های کوچک زمینی را می دهد. هیچ گونه مدرک قطعی از تولید این گونه سیاه چاله در دست نیست در حالی که یک نتیجه منفی محدودیت فشرده سازی برای اجسام بزرگ ابعاد را از نظریه های طولانی و مدل های فیزیک بیرون خواهد آورد.



● مشاهدات

- اطلاعات در مورد تابش بیرونی از دیسک به هم فشرده یک سیاه چاله:

در نظریات ، هیچ جسمی حتی نور قادر به عبور به بیرون از افق رویداد یک سیاه چاله نیست هر چنر سیاه چاله ها می توانند با مقایسه پدیده های اطراف آن مانند جاذبه های ذره بینی ، تابش های کیهانی و ستارگانی که به دور فضایی غیر قابل رؤیت می چرخند مشاهده شوند.

اثر بسیار آشکار از اجسامی است که درون سیاه چاله می افتند که پیش بینی می شود این اجسام در دیسکی به هم پیوسته بسیار داغ و چرخان جمع می شوند. این چسبندگی داخلی دیسک ها سبب گرمای بالا و خروج مقدار عظیمی از اشعه های ایکس و فرا بنفش می شود . این عمل بسیار مناسب است و ۵۰ درصد انژی جرم سکون را برخلاف ترکیبات هسته ای که مقدار اندکی از جرم را به انژی تبدیل می کنند ، به تششع تبدیل می کند. اثر قابل مشاهده دیگر تابش های باریک ذرات در سرعت های نسبیتی بر فراز محور های دیسک است.

هر چند دیسک های به هم پیوسته و اشیای چرخان تنها به دور سیاه چاله ها شناخته نشدند و وجود آنها در اطراف اشیایی مثل ستارگان نوترونی و کوتوله های سفید هم مشاهده شده است ، مکانیک حرکت این اشیاء نزدیک جذب کننده های غیر سیاه چاله ها بسیار شبیه مکانیک حرکت اشیا نزدیک سیاه چاله هاست.این اکنون یکی از فعالترین و پیچیده ترین مباحث تحقیقی در فیزیک پلاسما و مغناطیس برای پی بردن به آنچه می گذرد است. از این رو برای بیشتر قسمت ها ، مشاهده دیسک های به هم پیوسته و حرکت های مداری به ندرت نشان دهنده ی اجسام فشرده با چنان جرم هایی است در حالی که در مورد طبیعت آن شیء بسیار اندک سخن می گوید. تشخیص یک شیء به عنوان سیاه چاله به فرضیات بیشتری نیاز دارد زیرا اشیای دیگر( یا سیستم مرزی اشیاء) نمی وتناد این چنین پر جرم و فشرده باشد. بیشتر متخصصین اخترفیزیک این مورد را از آنجایی که بر اساس نسببت عام هر جرم متمرکز با چگالی کافی در اثر تلاشی به سیاه چاله تبدیل می شود ، قبول دارند .

یکی از مهمترین تفاوت های مشاهدات سیاه چاله و سایر اشیای پر جرم فشرده این است که هر ماده سقوط کننده به درون سرانجام در حالی که سرعتی نسبیتی دارد در پی تصادم انتشار می کند همان طور که انرژی جنبشی به گرمایی تبدیل می شود . به علاوه سوختن گرما هسته ای ممکن است بر روی سطح ساخته شده اجسام رخ دهد. این عمل اشعه های غیر عادی بسیار درخشان ایکس و سایر تششعات شدید را تولید می کند. بدین گونه نداشتن چنین درخشندگیهایی به دور دیسک های به هم پیوسته ی جرم بدون سطح که ماده در آن جا جمع می شود به عنوان مدرکی دال بر وجود سیاه چاله است.

اکنون یک اندازه در شواهد تقریبی ستاره شناسی برای طبقه یندی جرمی سیاه چاله ها وجود دارد:

ـ سیاه چاله های با جرم شبه ستاره ای با جرم یک ستاره معمولی ( ۴ تا ۱۵ برابر جرم خورشید)

ـ سیاه چاله های پر جرم با جرمی بین ۱۰۵ تا ۱۰۱۰ جرم خورشید.

در واقع شواهدی هم برای سیاه چاله های با جرم متوسط که جرمی بین چند صد تا چند هزار برابر جرم خورشید دارند وجود دارد . این سیاه چاله ها احتمالاً از منابع انتشار تششعات بسیار درخشان ایکس است

نمونه های سیاه چاله های با جرم شبه ستاره ها عمدتا با دیسک های به هم پیوسته ی با اندازه و سرعت طبیعی و بدون وجود روشنایی غیر عادی به جر برای دیسک های اطراف اشیای فشرده ، شناخته می شوند. سیاه چاله های با جرم شبه ستاره ها ممکن است عامل نشر اشعه گاما متوالی باشند ،این باور وجود دارد که اشعه گاما متوالی کوتاه عمر به سبب تصادم ستاره های نوترونی که با ادغام شدن آن ها سیاه چاله ها شکل می گیرند، نشر می شوند. مشاهده اشعه گاما متوالی کوتاه عمر بلند با حضور ابرنواخترها موجب نیل به این نتیجه می شود که اشعه گاما متوالی کوتاه عمر بلند به سبب ستارگان تلاشی شونده - ستارگانی پر جرم که هسته آن ها برای تشکیل دادن یک سیاه چاله از طریق کشش ماده احاطه کننده آن متلاشی می شود- نشر می شوند.

بنابراین اشعه گاما متوالی کوتاه عمر نشان دهنده تولد یک سیاه چاله جدید است که آن کمکی برای جستجوی سیاه چاله هاست.



● نمایشی هنری از ادغام دو سیاه چاله

نمونه های ستارگان پر جرمتر ابتدا با توجه به تششعات فعال کهکشانی و کوازارها به وسیله ی رادیو نجومی در سال ۱۹۶۰ کشف شد. تبدیل مقدار کافی جرم به انرژی توسط اصطکاک در دیسک های به هم پیوسته ی سیاه چاله می تواند تنها توضیحی برای تولید مقدار زیادی انرژی توسط این اجسام باشد. در واقع مقدمه این نظریه در سال ۱۹۷۰ یک مخالفت عمده - کوازارها کهکشان هایی دور هستند یعنی هیچ دستگاه فیزیکی قادر به تولید چنین انرژی نیست -را رفع کرد.

بر طبق مشاهدات ستاره های محرک به دور مرکز کهکشان در سال ۱۹۸۰ اکنون این باور وجود دارد که در اکثر مراکز کهکشان ها همچنین کهکشان راه شیری ما سیاه چاله وجود دارد. به طور عمده اکنون مورد قبول است که صورت فلکی قوس ۱ ( (Sagittarius A* در مرکز کهکشان راه شیری مکان یک سیاه چاله پر جرم است. مدارهای (ستاره ای) ستارگانی که در فاصله ی حدود ۳ یا ۴ آ. یو ( AU = Astronomical Unit ) از Sagittarius A قرار دارند، عدم وجود هر گونه جسم به جز یک سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری را تایید میکند که ما را بر این گمان میدارد که قوانین استاندارد کنونی فیزیک صحیح میباشند.

تابش های خارج شده توسط کهکشان M۸۷ در این تصویر گمان این را می برد که بر اثر یک سیاه چاله پر جرم در مرکز کهکشان بوجود آمده است.

این تصویر نشان می دهد که ممکن است در مرکز تمام کهکشان ها یک سیاه چاله پر جرم وجود داشته باشد و این سیاه چاله منتشر کننده مقدار عظیمی امواج گاز و غبار را در مرکز کهکشان یکپارچه کرده است. - تا زمانی که تمام جرم فرو برده شود و این عمل پایان یابد. این تصویر به زیبایی نشان می دهد که چرا هیچ کوازاری وجود ندارد.

هر چنر که جزئیات به خوبی مشخص نیست گمان می رود که رشد سیاه چاله به رشد کره ای که سیاه چاله در آن وجود دارد - کهکشان بیضوی یا برآمدگی کهکشان مارپیچی- ارتباط دارد.

در سال ۲۰۰۲ تلسکوپ هابل شواهدی از وجود یک سیاه چاله با جرم متوسط در خوشه های کروی M۱۵ و G۱ بدست آورد . این شواهد برای سیاه چاله ها از سرعت مداری ستاره های خوشه های کروی بدست آمد هر چند گروهی از ستارگان نوترونی هم چنین شواهدی را موجب می شوند.



● اکتشافات کنونی

در سال ۲۰۰۴ منجمان ۳۱ نمونه برای سیاه چاله های پر جرم با مطالعه کوازارهای تاریک بدست آوردند. رهبر گروه بیان داشت که این مقدار ۲ تا ۵ برابر تعداد سیاه چاله های پیش بینی شده بود.

در جون سال ۲۰۰۴ منجمان یک سیاه چاله پر جرم را با نام Q۰۹۰۶+۶۹۳۰ در مرکز کهکشانی در فاصله ۱۲.۷ بیلیون سال نوری از ما کشف کردند. این مشاهده نشان دهنده سرعت تشکیل سیاه چاله های پر جرم را در اوایل خلقت بیان داشت.

در نوامبر سال ۲۰۰۴ گروهی از منجمان اکتشاف اولین سیاه چاله با جرم متوسط را در مرکز کهکشان ما بیان داشتند. این سیاه چاله در فاصله ۳ سال نوری از صورت فلکی قوس ۱ ( (Sagittarius A* قرار داشت. این سیاه چاله با جرمی معادل ۱۳۰۰ خورشیدکه در خوشه ای با هفت ستاره قرار داشت احتمالا بقایای یک ستاره پر جرم خوشه ای است که به وسیله مرکز کهکشانی جداسازی شده است. این مشاهدات می تواند تائید کننده این عقیده باشد که سیاه چاله های پرجرم توسط جذب و بلعیدن سیاه چاله های کوچک تر و ستارگان نزدیک به آن ها رشد می کنند.

در فوریه سال ۲۰۰۵ یک ستاره آبی رنگ بزرگ با نام SDSS J۰۹۰۷۴۵.۰+۲۴۵۰۷ در حالی کشف شد که کهکشان راه شیری را با دو برابر سرعت گریز ( ۰.۰۰۲۲ برابر سرعت نور ) ترک می کند. مسیر این ستاره ممکن است مرکز کهکشان را در پی داشته باشد. سرعت بالای این ستاره نظریه ی وجود سیاه چاله پر جرم را در مرکز کهکشان تائید می کند.

شکل میکروسیاه چاله ها در شتاب دهنده های کوچک به طور تجربی نه به طور قطعی انتشار یافته است. مدت طولانی است که نمونه ای برای نخستین سیاه چاله مشاهده نشده است.



● ویژگی ها و نظریات

سیاهچاله ها به مفهوم نظریه ی عام نسبیت در انحنای فضا-زمان نیاز دارند. ویژگی برجسته آن ها بر اساس انحنای هندسی فضای اطراف آن ها بنا شده است.



● افق رویداد

سطح سیاه چاله با نام افق رویداد که پوسته ای خیالی در اطراف جرم سیاه چاله است ، شناخته می شود. استفان هاوکینگ اثبات کرد که توپولوژی افق رویداد یک سیاه چاله غیز چرخان یک کره است. در افق رویداد سرعت گریز معادل سرعت نور است. از این گذشته هر چیزی حتی یک فوتون به علت وجود جاذبه شدید در درون افق رویداد یک سیاه چاله قادر به گریز از آن نیست. ذرات خارج از این محدوده می توانند به درون آن سقوط کنند ، از افق رویداد بگذرند و دیگر هرگز قادر به بیرون آمدن از آن نیستند.

از آنحایی که بینندگان خارجی به علت نسبیت عام کلاسیک قادر به کاوش درون سیاه چاله نیستند سیاه چاله ها کلا توسط سه پارامتر نشان داده می شوند : جرم ، تکانه زاویه ای و بار الکتریکی. این قوانین توسط جان ویلر در این جمله خلاصه شد: "سیاه چاله مو ندارد. " به این معنی که هیچ ویژگی به جز جرم ، تکانه زاویه ای و بار الکتریکی وجود ندارد که بتوان یک سیاه چاله را از دیگری تمیز داد .



● انحنای فضا-زمان و چهارچوب مراجع

اشیا در میدان های گرانشی کند شدن زمان - اتساع زمان - را تجربه می کنند. این پدیده به طور تجربی در راکت اسکات در سال ۱۹۷۶ تحقیق شد و برای مثال در سیستم GPS محاسبه شد. در نزدیکی افق رویداد اتساع زمان به سرعت رشد می کند. برای بینندگان دور حرکت جسم سقوط کننده کند می شود و به افق رویداد نزدیک می شود اما هیچ گاه به آن نمی رسد. سرعت هیچ فوتون در حال گریزی کاهش نمی یابد یلکه تنها به قرمز میل می کند. از نظر چارچوب مرجع اجسام سقوط کننده جسم از افق رویداد می گذرد و در مدتی محدود به تکینگی مرکز سیاه چاله می رسد.



● درون افق رویداد

فضا-زمان در افق رویداد یک سیاه چاله غیر چرخان پر نشدهبه علت این که تکینگی سرانجام هر چیز است ، دارای ویژگی های عجیب است. ینابراین هر ذره ای بدون استثنا به طرف آن می رود ( پنروز و هاوکاینگ). این به این معنی است که یک اشتباه خیالی در مفهوم غیر نسبیتی سیاه چاله ها همان طوری که جان مایکل در سال ۱۷۸۳ پیشنهاد کرد وجود دارد. در نظریه ی مایکل سرعت گریز برابر سرعت نور است اما هنوز امکان بیرون کشیدن یک جسم با طناب از سیاه چاله وجود دارد. نظریه ی نسبیت عام این روزنه ها را از بین می برد زیرا وقتی جسمی درون افق رویداد قرار دارد خط زمانی آن در بر دارنده ی نقطه ای پایانی است که به خود زمان ختم میشود (یعنی اینکه خط زمانی آن در انتهای خودش دارای نقطه ای به نام زمان هست)، و هیچ یک از خط های جهان ممکن، قادر به بیرون آمدن از افق رویداد (سیاهچاله) نیستند.. یک نتیجه این است که خلبان یک راکت قوی که از افق رویداد عبور کرد و برای گریز از تکینگی تلاش می کند در چهارچوب خود سریع تر به آن می رسد زیرا کوتاهترین خط بین دو نقطه (راه غیر تکینگی) راهیی است که زمان مناسب را بیشینه می سازد.

همان طور که یک جسم به تکینگی می رسد به طور شعاعی به سمت سیاه چاله کشیده می شود و عمود بر این محور فشرده می شود.. این ویژگی که با نام رشته درست کردن (spaghettification )- قسمتی از جسم که نزدیک تر به تکینگی است تمایل بیشتری به آن دارد ( سبب کشیدگی در امتداد آن محورمی شود) و تمام قسمت های جسم در این جهت به تکینگی که تنها در جهت متوسط جسم و درامتداد محور آن جهت گیری می کند( سبب فشردگی در جهت محور می شود ) می رسد - شناخته می شود به علت نیروهای جزر و مدی بوجود می آید .



● تکینگی

در مرکز سیاه چاله ، در درون افق رویداد نسبیت عام حضور یک تکینگی ، مکانی که انحنای فضا-زمان و نیروی گرانشی نامحدود می شود ، را پیش بینی می کند.

تغییر دیدگاه در مورد طبیعت درونی سیاه چاله توسط پالایش آینده یا فرماندهی نسبیت عام ( مخصوصا گرانش کووانتومی)مورد انتظار است. اکثر نظریه ها تفسیر می کنند که معادلات ریاضی تکینگی با نظریه های اخیر ناکامل است و باید ویژگی جدیدی وجود داشته باشد که به تکینگی نزدیک شود.

نظریه ی سانسور کیهانی اثبات می کند که تکینگی خالص در نسبیت عام وجود ندارد. این نظریه می گوید که هر تکینگی در یک افق رویداد قرار دارد و نمی تواند کاوش شود.

یک عقیده دیگر این است که تکینگی به علت انحنای حباب شکل موضعی در درون ستاره متلاشی شونده، وجود ندارد .

در حالی که به افق رویداد نزدیک می شویم شعاع از همگرا شدن می ایستد و موازی با افق قرار می گیرد و شروع به انشعاب یافتن در درون آن می کند. علت یک کرم چاله( از بیرون به درون) را در همسایگی افق- در حالی که افق گردنه آن است- به یاد می آورد .



● سیاه چاله های چرخان

تصور هنرمند از سیاه چاله و همدم نزدیک به آن که یک ستاره چرخان است که حد شعاع مداری ستاره (Roche limit ) را افزایش می دهد. اجسام سقوط کننده یک دیسک به هم پیوسته را شکل می دهد که برخی از مواد از آن مانند تابش متقارن پر انرژی خارج می شود.

بر طبق نظریات افق رویداد یک سیاه چاله غیر چرخان یک کره است و تکینگی آن ( به طور غیر رسمی) یک نقطه است. اگر سیاه چاله حرکت مداری داشته باشد ( از ستاره ای در حال تلاشی که به دور خود می چرخد این خصوصیت را گرفته باشد) شروع به کشیدن فضا-زمان به دور افق رویداد -در طی پدیده کشیدن چهار چوب- می کند . این گردش فضا به دور افق رویداد را کره کار(ergosphere ) گویند و شکل بیضوی دارد. از آنجا که کره کار بیرون افق رویداد قرار دارد اشیا می توانند بدون سقوط در درون چاله وجود داشته باشند. هرچند که خود فضا-زمان درون کره کار حرکت می کند اشیا نمی توانند در جایی ثابت حضور داشته باشند. اشیایی که در کره کار وجود دارند میتوانند در برخی محیط ها با سرعت بالا به بیرون پرتاب شوند و انرژی ( و حرکت مداری) از چاله خارج کنند از این رو نام کره کار ( کره ی کار) به علت توانایی در انجام کار انتخاب شده است.

تکینگی درون یک سیاه چاله چرخان مانند یک حلقه است.برای بیننده امکان گریز از آن وجود دارد برای مثال پیشرفت در جهت محورهای سیاه چاله . هر چند گریز از افق رویداد یک سیاه چاله امکان پذیر نیست.



● ترمودینامیک (آنتروپی) و تششعات هاوکینگ

در سال ۱۹۷۱ استفان هاوکینگ نشان داد که کل فضای افق رویداد هیچ سیاه چاله کلاسیکی نمی تواند هیچ گاه کاهش یابد.این گفته مشابه قانون دوم ترمودینامیک است در حالی که فضا نقش متغیر ترمودینامیک ( آنتروپی ) را بازی می کند. کسی می تواند قانون دوم ترمودینامیک را توسط موادی که به سیاه چاله وارد شده و از جهان ما ناپدید می شود و آنتروپی کل جهان را کاهش می دهند ، نقض کند . از این گذشته جاکوب بکنستین وجود یک آنتروپی متناسب با افق رویداد را برای سیاه چاله ها پیشنهاد کرد. از آن جایی که سیاه چاله ها واقعا تششع تابش نمی کنند دیدگاه ترمودینامیک آن تنها یک توافق است. هر چند در سال ۱۹۷۴ هاوکینگ نظریه ی مبدان کووانتومی را برای منحنی فضا-زمان به دور افق رویداد به کار برد و کشف کرد که سیاه چاله ها تششعات هاوکینگ ( نوعی تششع حرارتی) ساطع می کنند با استفاده از قانون اول مکانیک سیاه چاله ها او به این نتیجه رسید که آنتروپی یک سیاه چاله یک چهارم فضای افق است. این یک نتیجه جهانی است و می تواند به سایر افق های کیهان شناسی مانند de Sitter space (در ریاضیات و فیزیک یکی از فضاهای n بعدی هست که به صورت dSn شناخته میشود. این فضا آنالوگی لورنتزی از یک n کره ای نیز هست.) هم اختصاص یابد. یعد ها پیشنهاد شد که سیاه چاله ها اشای ماکزیمم-آنتروپی هستند به این معنی که بالاترین آنتروپی مکانی از فضا اختصاص یه سیاه چاله ای دارد که در آن فضا می تواند قرار گیرد. این پیشنهاد منجر به قانون دست نویس (holographic principle) شد.

تابش های هاوکینگ تنها از بیرون افق رویداد سرچشمه می گیرد و به تازگی درک می شود همچنین این تابش ها هیچ اطلاعیی از درون خود نمی دهند زیرا که تابش هایی گرمایی هستند. این به این معنی است که سیاه چاله ها به طور کامل سیاه نیستند: این اثر نشان می دهد که جرم سیاه چاله با گذشت زمان تبخیر می شود. هر چند که این آثار برای سیاه چاله های نجومی ناچیز است برای سیاه چاله های فرضی خیلی کوچک که اثر مکانیک کووانتومی بر آن حاکم است ، پر معناست. در واقع پیش بینی می شود سیاه چاله های کوچک تبخیر گریزانی را تحمل می کنند و در تابش های متوالی نا پدید می شوند. از این رو سیاه چاله ای که نمی تواند جرم جدیدی را مصرف کند عمر محدودی متناسب با جرمش دارد .



● یگانگی سیاه چاله

یک سوال آزاد در فیزیک بنیادی پارادوکس از دست دادن اطلاعات یا پارادوکس یگانگی سیاه چاله است. به طور کلاسیکی، قانون های فیزیک همان چیزی است که نشان داده میشود یا برعکس. برای این ، اگر اگر مکان و سرعت هر چیزی در فضا اندازه گیری می شد می توانستیم (بدون رعایت بی نظمی) تاریخچه جهان را در هر گذشته دلخواه کشف کنیم. در مکانیک کووانتومی این برابر است با خاصیت حیاتی با نام یگانگی که با محافظت احتمالات عمل می کند. البته سیاه چاله ها از این قانون مستثنی هستند . به علت فرضیه ی بدون مو نمی توانیم هیچ گاه پیش بینی کنیم چه چیزی وارد یک سیاه چاله شد. اطلاعات ظاهرا نابود شده است و راهی برای بازسازی مواد وارد شده به سیاه چاله وجود ندارد. این یکی از مهمترین مسائل تصوری حل نشده در جاذبه ی کووانتومی است.

در ۲۱ جولای ۲۰۰۴ استفان هاوکینگ استدلال جدیدی را ارائه کرد که سیاه چاله ها سرانجام اطلاعاتی در مورد اشیای بلعیده شده توسط خود را یا برگرداندن مکان سابق اشیای تلف شده ساتع می کنند. او پیشنهاد کرد که انحراف کووانتومی افق رویداد که بعد ها تحت تاثیر تششعات هاوکینگ قرار می گیرد ، می تواند به اطلاعات اجازه خروج از سیاه چاله را بدهد. این نظریه تا اکنون توسط انجمن علمی بازبینی نشد و اگر پذیرفته می شد به معنی حل مسئله پارادوکس اطلاعاتی سیاه چاله بود . در ضمن این آگهی توجه بسیاری را در رسانه ها به خود اختصاص داد.



● مدل های دیگر

بسیاری از مدل های دیگر که رفتاری مانند سیاه چاله دارند اما تکینگی در آن ها وجود ندارد ، مورد گمان است. اما اکثر پژوهش گران بر غیر واقعی بودن این عقاید نظر دارند زیرا این عقاید در حین پیچیدگی مفهوم قابل مشاهده متاوتی از سیاه چاله ها بدست نمی دهند. نظریه ی متفاوت برتر نظریه ی گروستار(Gravastar) است.

در مارس ۲۰۰۵ فیزیک دان جرج چاپلین در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور ( Lawrence Livermore ) کالیفرنیا عدم وجود سیاه چاله را پیشنهاد کرد . وی اذعان داشت اشیایی که گمان می شد سیاه چاله هستند در واقع ستاره های با انرژی تاریکند. او این نتیجه را با تجزیه ی مکانیک کووانتومی بدست آورد. هر چند پیشنهاد اخیر وی حمایت اندکی در کمیته ی فیزیک بدست آورد به طور گسترده توسط رسانه ها گزارش شد.

در میان نمونه های دیگر خوشه های اجرام ابتدایی ( مانند ستاره های بوزونی ، گلوله های فرمیونی ، خود جاذبه ای ، نوترینو های رو به زوال سنگین) و حتی خوشه های اجرام سبک ( کمتر از ۰.۰۴ برابر جرم خورشید) و سیاه چاله وجود دارد.

بلازار؛ پنجره ای رو به تاریکی:

... و جهان زاده شد: نور و گرما. اگر چه آغاز و پیدایش کیهانی که امروز آن را بدین سان سرشار از الماسهایی درخشان می بینیم، پر از نور و درخششی کور کننده بود، اما عمر این نورافشانی آسمانی دیری نپایید و به زودی جهان در خاموشی فرو رفت...هنوز زمان زیادی از تولد این جهان نو زاییده شده، نگذشته بود که تاریکترین عصر همه تاریخ بر عالم حکم فرما شد.

یک میلیون سال بعد از انفجار بزرگ، تمام موادی که هم اکنون در جهان وجود دارند،چیزی بیشتر از ابرهای سترگ و تیره هیدروژن خنثی نبودند. جهانی که به سرعت از هم گشوده و منبسط می شد، کم کم سردتر شد و نور اولیه آن، در نخستین شوربای کیهانی، در تاریکی فرو رفت: "عصر تاریکی" شروع شده بود.هر چند سخن گفتن درباره جهان اولیه بسیار دشوار می نماید و نیز اختلاف نظرها و نظریه ها در مورد آن فراوان است، اما دانشمندان بسیاری با بررسی دقیق نشانه های هر چند کوچک از آن دوران سعی در یافتن رازهای سر به مهر "جهان نوزاد" دارند. در این میان یکی از مبهم ترین مقاطع تاریخ عالم، زمانی ست که به "عصر تاریکی" معروف شده است.

دوره ای در حدود یک میلیارد سال که هیچ جرمی که بتواند از خود نور تولید کند، هنوز به وجود نیامده بود: زمانی که اتمها در حال شکل گیری بودند. و چون نوری از آن دوران در اختیار نداریم، بررسی و قضاوت در موردش بسیار سخت و همراه با گمانه زنی های فراوان خواهد بود. در واقع سلطه تاریکی بر عالم تا هنگام تشکیل نخستین ستاره ها در کهکشانهای اولیه ادامه داشت. بعد از این بود که امواج فرابنفش ستارگان تازه متولد شده، باعث یونیزه شدن گازهای خنثای میان کهکشانها شد و آنها را به درخشش و روشنایی واداشت. با این حال هنوز این " دوران گذار" در تاریخ کیهانشناسی نکات مبهم بسیاری دارد: آغاز این دوره چه هنگام بود و عمرش کی به پایان رسید، این تغییرات چطور رخ دادند، ستارگان اولیه در کجا و به چه هنگام شکل گرفتند و چه بر سرشان آمده است؟...این چنین است که اگر جرمی در لبه این "گودال تاریک" زندگانی عالم یافته شود، آینه ای تمام نما خواهد بود از دوران پیش از خود، و نشانه ای از ابتدای ماده، چیزی که امروز به آن اینگونه می نگریم... .و چنین جرمی یافت شد: کهکشان LALA J۱۴۲۴۴۲.۲۴+۳۵۳۴۰۰.۲ در صورت فلکی عوا. این کهکشان با استفاده از وسیله ای که به اختصار به آن (Large Area Lyman Alpha) "لالا" می گویند، و توسط اخترفیزیکدانان دانشگاه استنفورد کشف شد.گروهی از دانشمندان این دانشگاه موفق شدند جرم بسیار بزرگی را در مرز این دوران تاریخی کشف کنند. آنها اَبَرسیاهچاله ای را در مرکز این کهکشان ابتدایی یافته اند که بیش از ۱۰ میلیارد برابر خورشید منظومه شمسی جرم دارد.

نور این کهکشان جوان و البته بسیار دور، از زمانی به ما رسیده است که جهان تنها ۶ درصد عمر کنونی خویش را داشت. هنگامی که جهان برای نخستین بار، نور ستاره ها و کهکشانها را به خود می دید.کهکشان یاد شده در طرحی که آسمان را برای یافتن اجرامی که خطوط نشری قوی ای در طیف خود دارند، بررسی می کرد، یافت شد. نور ستارگان کهکشانهایی که طیفی تقریبا یکدست و صاف دارند (مثل طیفی که از نور لامپهای سفید بدست می آید) نشان دهنده آن است که آن کهکشانها، محل زایش ستارگان جدیدی هستند که می توانند درصد قابل توجهی از نور خود را در چند طول موج مشخص ساتع کنند. این طول موجها به صورت خطوط پررنگی در طیف شان مشخص می شود. چنین خطوط نشری ای هنگامی در یک طیف بوجود می آیند که هیدروژن ( یا چند عنصر دیگر) میان ستاره ای، بر اثر تابش اشعه فرابنفش ستارگان تازه متولد شده در پشت خود، برانگیخته شوند و انرژی مازاد را در طول موجهای خاصی دوباره بتابانند. (لامپهای نئون نیز رنگهای زیبای خود را از طریق فرآیندی مشابه تولید می کنند.)کار نقشه بردار "لالا" تهیه تصاویری ست از آسمان شب که تنها در رنگهای خاصی قرار دارند. رنگهایی که با استفاده از فیلترهایی مخصوص ، که به محدوده کوچکی از رنگها اجازه عبور می دهد، به دست می آیند.

کهکشانهایی که محل شکل گیری ستارگان جوان است، در تصاویری که بدین صورت تهیه می شوند بسیار درخشانتر از عکسهایی هستند که به صورت معمولی تهیه می شوند.چون سیر نور در جهانی که در حال گسترش است باعث تغییر در رنگ اصلی اش می شود، انتخاب رنگ فیلتر، نشان دهنده میزان فاصله جرم با ما هم خواهد بود. علاوه بر این، این رنگهای ویژه را می توان در "پنجره" های خاصی نیز دید: جاهایی از آسمان شب که به طور خاصی تاریک هستند. این تاریکی باعث می شود که کهکشانهای کم نور دوردست خیلی راحت تر دیده شوند و نتیجه جستجو بهتر و موثرتر باشد.طیفی که با استفاده از تلسکوپ جمینی (دوپیکر) از این جرم تهیه شد خطوط نشری قوی ای از هیدروژن در خود آشکار کرد که با کمک آن فاصله کهکشان در حدود ۱۲.۸ میلیارد سال نوری به دست آمد. ( انتقال به سرخ یا Z = ۶.۵۳۵ چیزی حدود ۸۵۰ میلیون سال بعد از انفجار بزرگ!دورانی که کهکشان LALA J۱۴۲۴۴۲.۲۴+۳۵۳۴۰۰.۲ در آن قرار دارد، همزمان است با پایان عصری که به تاریکی مشهور است. در همین زمانها بود که اشعه فرابنفش ستارگان تازه متولد شده ، هیدروژنی را که فضای میان کهکشانی را پر کرده بود، یونیزه می کرد و در این مرحله به تدریج دمای گازی که تنها ۲۰ درجه بالاتر از صفر مطلق بود (منهای ۲۵۳ سلسیوس) به بیشتر از ۱۰ هزار درجه سلسیوس رسید. فرآیندی که به "بازیونیده شدن"


(reionization معروف است.خطوط نشری ای که در کهکشان لالا دیده شده است جزو خطوط آلفا- لیمان است و بوسیله هیدروژن خنثی تولید می شود. پیش از بازیونیده شدن، هیدروژن خنثی ای که در میان کهکشانها وجود داشت همانند "مه" ای تیره عمل می کرد و باعث پراکندگی در خطوط آلفا - لیمان طیف می شد. این مه تاریک در طول موجی که لالا بر روی آن کار کرد می بایست تاثیر زیادی می گذاشت و تصاویر آن را تار و مبهم می کرد. با این وجود تصویری که از کهکشان فوق تهیه شده است تصویر بسیار واضحی ست و این نشان می دهد در دوره ای که ما به این کهکشان نگاه می کنیم، باز یونیده شدن بطور کامل اتفاق افتاده است.

سیاره نپتون:
مقدمه

نپتون هشتمین سیاره نزدیک به خورشید و چهارمین غول گازی است. از لحاظ اندازه و ساختار شبیه به سیاره همسایه‌اش ، سیاره اورانوس ، می باشد. جو آبی رنگ و درخشان این سیاره بخاطر وجود گاز متان در آن است. شکلهای ابر مانند متعدی روی این سیاره وجود دارند که مهمترین آنها لکه سیاه بزرگ نام دارد. این لکه ، مجموعه طوفانی عظیمی به بزرگی کره زمین است. شکلهای ابر مانند نپتون ، توسط سریعترین بادهای منظومه شمسی با سرعتی معادل 2200 کیلومتر در ساعت (1370 مایل در ساعت) جابجا می‌شوند. زیر این ابرها ، جبه‌ای از یخ و گاز و هسته‌ای سنگی و کوچک قرار دارد.

قمرهای نپتون

لکه سیاه بزرگ

لکه سیاه بزرگ و لکه سیاه کوچک واچرخه‌هایی بیضی شکل در جو نپتون هستند که بوسیله سریعترین بادهای منظومه شمسی ، در جهت عکس چرخش نپتون حرکت می‌کنند. ابر کوچکی به نام اسکوتر که از نوع ابر سیروس است، در ارتفاع متفاوتی نسبت به لکه‌ها قرار دارد که باد کمتری در این نقطه می‌وزد. موقعیت این ابر نسبت به هسته نپتون ثابت مانده و در جهت چرخش نپتون ، که مخالف جهت حرکت لکه‌هاست، حرکت می‌کند.



لکه سیاه بزرگ ، انبوهی از گازهای مختلف که در وسعتی به اندازه سطح زمین ، با سرعتی حدود 1000 کیلومتر در ساعت (620 مایل در ساعت) ، معادل سرعت صوت ، روی سیاره نپتون در حرکت است. بادهای نپتون سرعتی دو برابر سرعت فوق دارند که حدوداً 10 برابر سرعت گردبادهای سطح زمین است.


حلقه‌های نپتون

در مدتی کمتر از 100 میلیون سال ، تریتون وارد محدوده روش نپتون (کوتاهترین فاصله از یک جسم اصلی که در آن یک جسم تابع می‌تواند بدون آنکه توسط نیروهای جاذبه متاشی شود، دور بزند) خواهد شد. نیروهای کششی می‌توانند قمرهایی که در این محدوده قرار دارند را بسته به نوع مواد تشکیل دهنده شان متلاشی کنند. احتمال دارد تریتون به سنگریزه‌هایی تبدیل شده و حلقه‌ای زیبا به دور نپتون تشکیل دهد.

حلقه‌های نپتون در فاصله 40000 تا 63000 کیلومتری (25000 تا 39000 مایلی) نپتون گسترده شده‌اند. این حلقه‌ها بسیار تیره هستند، یکی از آنها عریض و سه حلقه دیگر باریک می‌باشند. نام حلقه‌های آدامز و لووریه از نام دو ستاره شناس که وجود و موقعیت سیاره نپتون را پیش بینی کرده بودند، گرفته شده است. نام حلقه گاله از نام ستاره شناس آلمانی ، یوهان گاله (1910-1812) ، که نپتون را کشف نمود گرفته شده است. کاوشگر فضایی ویجر2 انبوهی از مواد حلقوی در حلقه آدامز کشف نمود که ستاره شناسان هنوز توضیحی برای وجود آنها نیافته‌اند.


قمرهای نپتون

قبل از آنکه ویجر2 در سال 1989 به مطالعه نپتون بپردازد، از هشت قمر نپتون فقط تریتون ونیراید شناخته شده بودند. تریتون سردترین جسم شناخته شده در منظومه شمسی است که دمای سطح آن 235- درجه سانتیگراد (391- درجه فارنهایت) است. جو رقیقی از نیتروژن در اطراف این قمر وجود دارد.

.

مدار نامنظم نپتون

ما تا کنون فقط توانسته‌ایم 9 سیاره را در منظومه شمسی شناسایی کنیم، اما آیا سیاره‌های دیگری نیز در این منظومه وجود دارند؟ به نظر بعضی از ستاره شناسان بی نظمی‌هایی که در مدار نپتون مشاهده شده ، ممکن است توسط سیاره دهم که جرم زیادی داشته و خارج از مدار پلوتون قرار دارد ایجاد شده باشند. این سیاره فرضی سیاره ایکس نام گرفته است. مخالفین این فرضیه بر این عقیده‌اند که منظومه شمسی دارای ماده کافی برای تشکیل سیاره علاوه بر 9 سیاره دیگر نبوده و همچنین تشکیل این سیاره در چنین فاصله‌ای مطابق با عمر منظومه شمسی نیست. نپتون بعد از پلوتون ، دورترین سیاره از خورشید و از لحاظ بزرگی چهارمین سیاره منظومه شمسی است. کوچکترین غول گازی بوده و مانند سایر غولهای گازی ، حلقه‌هایی از غبار و ذرات دیگر در اطراف خود دارد.

مقدمه

نپتون هشتمین سیاره نزدیک به خورشید و چهارمین غول گازی است. از لحاظ اندازه و ساختار شبیه به سیاره همسایه‌اش ، سیاره اورانوس ، می باشد. جو آبی رنگ و درخشان این سیاره بخاطر وجود گاز متان در آن است. شکلهای ابر مانند متعدی روی این سیاره وجود دارند که مهمترین آنها لکه سیاه بزرگ نام دارد. این لکه ، مجموعه طوفانی عظیمی به بزرگی کره زمین است. شکلهای ابر مانند نپتون ، توسط سریعترین بادهای منظومه شمسی با سرعتی معادل 2200 کیلومتر در ساعت (1370 مایل در ساعت) جابجا می‌شوند. زیر این ابرها ، جبه‌ای از یخ و گاز و هسته‌ای سنگی و کوچک قرار دارد.

قمرهای نپتون

لکه سیاه بزرگ

لکه سیاه بزرگ و لکه سیاه کوچک واچرخه‌هایی بیضی شکل در جو نپتون هستند که بوسیله سریعترین بادهای منظومه شمسی ، در جهت عکس چرخش نپتون حرکت می‌کنند. ابر کوچکی به نام اسکوتر که از نوع ابر سیروس است، در ارتفاع متفاوتی نسبت به لکه‌ها قرار دارد که باد کمتری در این نقطه می‌وزد. موقعیت این ابر نسبت به هسته نپتون ثابت مانده و در جهت چرخش نپتون ، که مخالف جهت حرکت لکه‌هاست، حرکت می‌کند.



لکه سیاه بزرگ ، انبوهی از گازهای مختلف که در وسعتی به اندازه سطح زمین ، با سرعتی حدود 1000 کیلومتر در ساعت (620 مایل در ساعت) ، معادل سرعت صوت ، روی سیاره نپتون در حرکت است. بادهای نپتون سرعتی دو برابر سرعت فوق دارند که حدوداً 10 برابر سرعت گردبادهای سطح زمین است.



حلقه‌های نپتون

در مدتی کمتر از 100 میلیون سال ، تریتون وارد محدوده روش نپتون (کوتاهترین فاصله از یک جسم اصلی که در آن یک جسم تابع می‌تواند بدون آنکه توسط نیروهای جاذبه متاشی شود، دور بزند) خواهد شد. نیروهای کششی می‌توانند قمرهایی که در این محدوده قرار دارند را بسته به نوع مواد تشکیل دهنده شان متلاشی کنند. احتمال دارد تریتون به سنگریزه‌هایی تبدیل شده و حلقه‌ای زیبا به دور نپتون تشکیل دهد.

حلقه‌های نپتون در فاصله 40000 تا 63000 کیلومتری (25000 تا 39000 مایلی) نپتون گسترده شده‌اند. این حلقه‌ها بسیار تیره هستند، یکی از آنها عریض و سه حلقه دیگر باریک می‌باشند. نام حلقه‌های آدامز و لووریه از نام دو ستاره شناس که وجود و موقعیت سیاره نپتون را پیش بینی کرده بودند، گرفته شده است. نام حلقه گاله از نام ستاره شناس آلمانی ، یوهان گاله (1910-1812) ، که نپتون را کشف نمود گرفته شده است. کاوشگر فضایی ویجر2 انبوهی از مواد حلقوی در حلقه آدامز کشف نمود که ستاره شناسان هنوز توضیحی برای وجود آنها نیافته‌اند.


قمرهای نپتون

قبل از آنکه ویجر2 در سال 1989 به مطالعه نپتون بپردازد، از هشت قمر نپتون فقط تریتون ونیراید شناخته شده بودند. تریتون سردترین جسم شناخته شده در منظومه شمسی است که دمای سطح آن 235- درجه سانتیگراد (391- درجه فارنهایت) است. جو رقیقی از نیتروژن در اطراف این قمر وجود دارد.

.

مدار نامنظم نپتون

ما تا کنون فقط توانسته‌ایم 9 سیاره را در منظومه شمسی شناسایی کنیم، اما آیا سیاره‌های دیگری نیز در این منظومه وجود دارند؟ به نظر بعضی از ستاره شناسان بی نظمی‌هایی که در مدار نپتون مشاهده شده ، ممکن است توسط سیاره دهم که جرم زیادی داشته و خارج از مدار پلوتون قرار دارد ایجاد شده باشند. این سیاره فرضی سیاره ایکس نام گرفته است. مخالفین این فرضیه بر این عقیده‌اند که منظومه شمسی دارای ماده کافی برای تشکیل سیاره علاوه بر 9 سیاره دیگر نبوده و همچنین تشکیل این سیاره در چنین فاصله‌ای مطابق با عمر منظومه شمسی نیست. نپتون بعد از پلوتون ، دورترین سیاره از خورشید و از لحاظ بزرگی چهارمین سیاره منظومه شمسی است. کوچکترین غول گازی بوده و مانند سایر غولهای گازی ، حلقه‌هایی از غبار و ذرات دیگر در اطراف خود دارد.