جهان موازی (Parallel Universes) و یا واقعیت جایگزین نظریه‌ای است که به واقعیت‌هایی ورای واقعیت کنونی می‌پردازد. جهان هایی که می‌توانند وقایع طبیعی و قوانین فیزیک متفاوتی با جهان ما داشته باشند. جهان های موازی درواقع تئوری وجود واقعیت های جداگانه در کنار واقعیت کنونی را تعریف می‌کند.

آیا جهان ما منحصر به فرد است؟ از تخیلات آمیخته با علم گرفته تا حقایق اثبات شده علمی، پیشنهاد‌های زیادی وجود دارد که از حضور یک جهان در کنار جهان ما سخن می‌گوید؛ جایی که هر تصمیمی که شما اکنون در زندگی‌تان می‌گیرید، به نوعی دیگر و در یک واقعیت جایگزین نیز در حال رخ دادن است.

تصور کنید شغلی به شما پیشنهاد شده است که به دلیل آن تصمیم گرفتید از ایران به آلمان نقل مکان کنید؛ در جهان جایگزین می‌توان فهمید که اگر به جای آلمان به نقطه دیگری از اروپا بروید، خروجی تصمیم شما چه خواهد بود.

چنین ایده‌هایی به وفور در کتاب‌ها و فیلم‌های کمیک دیده می‌شوند. به عنوان مثال در فیلم “پیشتازان فضا” (Star Trek 2009) تصور بر این است که شخصیت‌های کاپیتان کرک و افسر اول سفینه یا همان آقای اسپاک در یک دنیای کاملا مجزا وجود دارند.

مفهموم شناخته شده دنیاهای موازی اساسا صورتی‌ است از نظریات نجومی جهان های چندگانه یا مولتی‌ورس. واقع‌بینانه‌ این است که شواهد بسیاری کمی برای اثبات وجود نظریات جهان‌های چندگانه وجود دارد. اما درک چیستی جهان ما با نگاه از بیرون، نکته‌ای بسیار کلیدی خواهد بود.

اثبات جهان‌های چندگانه

اگر قرار باشد به زبان ساده بگوییم، تمام آن چیزی که تحت عنوان جهان پیرامونمان می‌شناسیم، در یک ذره با چگالی بی‌نهایت قرار داشته و سپس بر اساس نظریه مه‌بانگ (بیگ بنگ) که یک راه‌انداز ناشناخته اولیه است، منجر به گسترش و انبساط آن در یک فضای سه بعدی شده است.

در ادامه، انرژی عظیم این انفجار اولیه رو به سردی گذاشت و نور شروع به درخشیدن کرد. سرانجام قطعات کوچک شروع به شکل دادن مواد بزرگتر کردند، موادی نظیر کهکشان‌ها، ستارگان و سیاراتی که می‌شناسیم.

حال، سوال بزرگی که به ذهن می‌رسد این است؛ آیا این تنها جهان موجود است؟ محدودیت‌هایی که تکنولوژی در  مشاهده اطرافمان ایجاد کرده است، به قدری زیاد است که حتی توانایی رصد بخش اعظمی از آنچه درون همین جهان به سر می‌برد را نداریم، چه برسد به مشاهده آن چیزی که شاید در خارج از جهان ما  وجود داشته باشد!

۵ نظریه در اثبات وجود جهان های متعدد

۱. ما از شکل دقیق منحنی فضا-زمان آگاهی چندانی نداریم. یک نظریه قابل توجه این  است که فضا زمان مسطح بوده و تا بی‌نهایت ادامه دارد. چنین تعبیری از فضا – زمان، امکان وجود جهان‌های دیگر را ممکن می‌داند. با چنین نگرشی امکان وجود جهان های تکرار شونده نیز وجود دارد، به این دلیل که ذرات، تنها به روش‌های محدود امکان گرد‌همایی دارند.

۲. اساس نظریه دیگر، جهان های متعدد “انبساط دائمی” است که توسط الکساندر ویلنکین، کیهان‌شناس دانشگاه تافتس ارائه شد. وقتی به طور کلی به فضا-زمان نگاه کنیم، انبساط برخی مناطق که در نتیجه بیگ بنگ رخ داده است، در نهایت جایی متوقف شده است.
این در حالی است که در سایر مناطق، انبساط کماکان ادامه دارد. بنابراین اگر ما جهان خود را بعنوان یک حباب تصور کنیم، اینطور به نظر می‌رسد که جهان ما حبابی در میان شبکه‌ای از حباب‌ هاست. نکته جالب اینجاست که بدلیل عدم ارتباط میان این حباب‌ها، قوانین فیزیکی می تواند در سایر جهان‌ها کاملا با آن چیزی که در جهان ما وجود دارد متفاوت باشد.

۳. اگر بنا باشد مکانیک کوانتوم و نحوه رفتار زیرواحد‌های اتمی ذرات را چارچوب مطالعه خود در حول مولتی‌ورس قرار دهیم، سرانجام به نظریه “جهان های خواهر” خواهیم رسید. با پیروی از قوانین احتمال، باید گفت تعداد احتمالاتی که برای هر تصمیم و فعل در نظر می‌گیریم، تنوع جهانی را شکل می‌دهد.
به عبارت بهتر، برای هر حالت ممکن از کارهای ما، جهانی برای نمایش آن وجود دارد. بنابراین اگر شما تصمیم گرفته‌اید آلمان را به عنوان مقصد کاریتان انتخاب کنید، احتمالا در دنیای دیگر سوار بر هواپیما و در انتظار مقصد دیگری هستید و یا حتی در جهان دیگری تصمیم گرفته‌اید در شهر خود بمانید و قصه همینطور ادامه دارد. یعنی برای هر تصمیم شما دو جهان خلق می‌شود، در یکی شما آن کار را انجام داده‌اید و در جهانی دیگر تصمیم دیگری گرفته‌اید. حال این موضوع را به کلی زندگی خود و البته تمام موجودات کره زمین بسط دهید!

۴.راه ممکن دیگر، قائل بودن به تنوع جهان‌ها بر اساس ساختار ریاضیات است. به بیان ساده‌تر، جهانی که شما در  آن ساکن هستید، ساختاری ریاضیاتی را شامل می‌شود که در دنیاهای دیگر ممکن است که تغییر کند. مکس تگمارک، ایده‌پرداز این نظریه، در مقاله خود در سال ۲۰۱۲ نوشته است:
یک ساختار ریاضیاتی، چیزی است که می‌توانید آن را به طور کاملا مستقل از انسان شرح دهید. من به شدت معتقدم جهانی دیگر در خارج و کاملا مستقل از من، می تواند وجود داشته باشد. و ادامه و بقای این جهان، مستقل از وجود و یا عدم وجود انسان در آن است.

۵. آخرین نظریه، جهان های موازی است. باید به همان ایده مسطح بودن منحنی فضا-زمان بازگردیم؛ در اینجا پیکربندی‌های ممکن برای ذرات در دنیاهای چندگانه به تعداد ۱۰^۱۰^۱۲۲ گزینه متمایز محدود می‌شود. بنابراین با در نظر گرفتن بی‌نهایت قطعه در جهان، ترکیب ذرات در آنها بایستی به تعداد بی‌نهایت در آنها تکرار شود. به بیان ساده‌تر بی‌نهایت جهان موازی وجود دارد که از قطعات کیهانی کاملا یکسان تشکیل شده که حتی وجود شما نیز در آنها تکرار شده است.
همچنین قطعاتی کیهانی وجود دارد که تنها در موقعیت یک ذره متفاوت هستند. قطعاتی که از موقعیت ذره‌ای متفاوت تشکیل شده‌اند و همین طور به ترتیب الی آخر قطعاتی تشکیل می‌شوند که تفاوت‌های چشمگیری نسبت به ما دارند.

استدلال‌ برای عدم وجود جهان های موازی

با همه این تفاسیر، همه نظریه پردازان با تئوری جهان های موازی موافق نیستند. اتان سیگال، اخترفیزیکدان، در سال ۲۰۱۵ در مقاله‌ای عنوان کرد که منحنی فضا-زمان می‌تواند تا بی‌نهایت ادامه داشته باشد، اما معتقد است محدودیت‌هایی نیز همراه با این ایده وجود دارد.

مشکل کلیدی این است که ۱۴ میلیارد سال از عمر جهان ما می‌گذرد و این موضوع به وضوح نشان می‌دهد که حد و مرز‌هایی برای عمر دنیای ما وجود دارد. این محدودیت‌ها، تعداد حالات ممکن برای بازآرایی ذرات را نیز دربر می‌گیرند و متاسفانه این احتمال کمتر از آن است که بدل شما در دنیایی دیگر سوار هواپیما شود و از سرنوشت خود مطلع باشد.

سیگال معتقد است که انبساط ابتدایی جهان امری مستقل از زمان نبوده و با گذشت زمان رو به کاهش می‌گذارد. چرا که نیازمند انرژی است و این انرژی با گذشت زمان به جای جای فضا منتقل و به نوعی تلف می‌شود. بنابراین ذراتی که در نتیجه بیگ بنگ بوجود آمده‌اند برای همیشه گسترش پیدا نمی‌کنند.

با توضیحات آقای سیگال، چنین برداشت می‌شود که دنیاهای چندگانه، نرخ انبساط و زمان‌های متفاوتی دارند (که می‌تواند بیشتر یا کمتر باشند) و این موضوع احتمال وجود جهان‌هایی مانند خودمان را کاهش می‌دهد.

سیگال می‌افزاید:

واقعیت این است که حتی با چشم پوشی از مسائلی نظیر تعداد نامحدود مقادیر ممکن برای ثابت‌های بنیادین، ذرات و برهم‌کنش‌های میان آنها و نیز کنار گذاشتن تفاسیر این مسائل، مانند چیستی قوانین فیزیکی حاکم بر سایر جهان ها و درجه اهمیت مطالعه آنها در جهت فهم بیشتر قوانین حاکم بر جهان ما، خروجی‌های احتمالی بسیار زیاد است. مگر آنکه انبساط حاکم بر جهان را روی محوری از زمان منتهی به بی‌نهایت متصور شویم که در این صورت وجود جهان موازی با چنین جهانی ممکن نخواهد بود.

با این همه حتی اگر مفهومی به نام مولتی ورس وجود نداشته باشد، این یک محدودیت برای ما به شمار نمی‌رود نباید حسرت آن را بخوریم. به جای آن باید با این فلسفه نگریست که ما چقدر مهم و منحصر به فرد هستیم. نباید به دنیای رویایی دیگری چشم امید داشت تا نتیجه انتخاب‌هایمان را در آن بنگریم؛ بلکه باید با دقت و حساسیت بسیار انتخاب کرد تا از بروز پشیمانی جلوگیری کنیم. همه‌ این مباحث نباید این واقعیت را کنار بگذارد که “ما” تنها کسی هستیم که انتخاب می‌کنیم و انتخاب‌ها را به فعلیت می‌رسانیم.

از اصطلاحاتی همچون جهان‌های جایگزین، جهان‌های کوانتومی، گاه‌شمارهای جایگزین، دنیاهای موازی، واقعیت‌های جایگزین، ابعاد موازی، صفحات بُعدی و ابعاد نفوذی نیز برای این تئوری استفاده می‌شود.

 

بیشتر بخوانید:

• سیاهچاله چیست؟
• نظریه ریسمان چیست؟
• پروژه هارپ چیست

 

منبع: Space

مطلب جهان های موازی چیست؛ نظریات و شواهدی پیرامون جهان‌های چندگانه برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است.

سیاهچاله ‌(Black hole) یکی از حیرت‌انگیزترین و عجیب‌ترین اجرام شناخته شده در کائنات است. آنها اجرامی هستند با چگالی بسیار زیاد و چنان قابلیت جذب گرانشی بالایی دارند که حتی پرتو های نور‌ هم، اگر به حد کافی نزدیک باشند، نمی‌توانند از چنگ‌ آنها بگریزند.

آلبرت اینشتین نخستین کسی بود که در سال ۱۹۱۶ در تئوری نسبیت عام، وجود سیاهچاله‌ها را پیش‌بینی کرد. نخستین بار در سال ۱۹۶۷ جان ویلر، فضانورد، از واژه سیاهچاله استفاده کرد. همچنین اولین نمونه سیاه‌چاله کشف شده به سال ۱۹۷۱ بازمی‌گردد.

سیاهچاله چیست و به چند دسته تقسیم می‌شود؟

سیاهچاله ها بر سه قسم هستند‌:

• سیاهچاله‌های ستاره‌ای
• سیاهچاله‌های کلان جرم
• سیاهچاله‌های جرم متوسط

سیاهچاله های ستاره ای؛ کوچک اما مر‌گبار

شاید ساده‌ترین بیان در تعریف سیاهچاله های ستاره‌ای اینگونه باشد؛ وقتی یک ستاره به سال‌های پایانی عمر خود می‌رسد و در حال سوزاندن ذخایر پایانی سوخت خود است و عمدتا سرنوشتی جز درون ریزی گرانشی نخواهد داشت. هسته ستاره‌های کوچک که جرمی بیش از ۳ برابر جرم خورشید دارند، در پایان عمر بستری برای تشکیل یک ستاره نوترونی و یا یک کوتوله سفید خواهند شد، اما وقتی درون‌ریزی گرانشی در پایان عمر یک ستاره‌ بزرگتر رخ دهد، سرانجام به یک سیاهچاله ستاره‌ای تبدیل می‌شود.

سیاهچاله ها درنتیجه درون‌ ریزی ستاره‌های نسبتا کوچک، ولی با چگالی بسیار بالا تشکیل می‌شوند. تصور کنید ستاره‌ای را که جرمی معادل سه برابر جرم خورشید و یا بیشتر را در حجمی به وسعت یک شهر جا داده است.

چنین جرمی نیروی گرانشی عظیمی خواهد داشت و اجرام اطراف خود را به سمت خودش خواهد کشید. سیاهچاله با تغذیه غبار و گاز‌های کیهانی کهکشان‌ میزبانش رشد می‌کند. بر اساس یافته‌های مرکز اخترفیزیک هاروارد، صد‌ها میلیون سیاهچاله ستاره‌ای در کهکشان راه شیری وجود دارد.

سیاهچاله های کلان جرم؛ تولد غول پیکرها

با اینکه سیاهچاله های کوچک تعدد بیشتری در کهکشان‌ها دارند، اما این عموزاده‌های آنها، سیاهچاله های کلان جرم هستند که حکمرانی می‌کنند. یک سیاهچاله کلان جرم میلیون‌ها و یا حتی میلیارد بار جرم بیشتری نسبت به خورشید دارد، اما حیرت انگیز اینجاست که شعاع آن تقریبا با شعاع ستاره میزبان سیاره ما برابری می‌کند. گمان برده می‌شود که سیاهچاله ها تقریبا در مرکز هر کهکشانی، همانند کهکشان راه شیری ما، آرام گرفته باشند.

دانشمندان از چگونگی تولد سیاهچاله های عظیم اطمینان ندارد. یکی از فرضیات این است که آنها با جمع‌آوری غبار و گاز‌های کیهانی که در مرکز کهکشان‌ها به وفور یافت می‌شوند، موفق شده‌اند تا چنین اندازه‌های عظیمی رشد کنند.

همچنین ممکن است سیاهچاله‌های کلان جرم در نتیجه ادغام صدها و شاید هزاران سیاهچاله کوچک شکل گرفته‌ باشند. ابرهای گازی بزرگ نیز به نوبه خود می‌توانند در چنین برخورد‌هایی میان کهکشان‌های کوچک و تسریع افزایش جرم کلان جرم‌ها سهم زیادی داشته باشند.

عامل سوم در پیدایش سیاهچاله‌های کلان جرم می‌تواند درون‌ریزی یک خوشه ستاره‌ای باشد، به عبارت دیگر دسته‌ای از ستاره‌ها که زمان تولد یکسانی داشته‌اند، همزمان با یکدیگر فرو می‌ریزند.

سیاهچاله جرم متوسط؛ یک نوعِ سردرگم

دانشمندان مدت‌ها پیش سیاهچاله‌ها را تنها در دو نوع بزرگ و کوچک دسته بندی می‌کردند. اما یافته‌های اخیر نشان می‌دهد که امکان وجود سیاهچاله‌هایی با اندازه متوسط (IMBHs) نیز وجود دارد. چنین اجرامی می‌توانند هنگام تصادم بین خوشه‌های ستاره‌ای و در طول یک سری واکنش‌های زنجیره‌ای تشکیل شوند.

تعداد زیادی از چنین سیاهچاله هایی در یک ناحیه مشخص سرانجام می‌توانند در مرکز کهکشان با یکدیگر ادغام شده و یک سیاهچاله کلان جرم را پدید آورند.

در سال ۲۰۱۴، ستاره‌شناسان دریافتند که سیاه‌چاله های جرم متوسط در بازو‌های کهکشان‌های مارپیچی جا خوش می‌کنند. تیم رابرت، رهبر این مطالعات از دانشگاه دورهام انگلستان، طی بیانیه‌ای عنوان داشت:

ستاره‌شناسان به سختی درصدد هستند تا سیاهچاله‌های جرم متوسط بیشتری را رصد کنند. نکاتی وجود دارد که در اثبات وجود سیاهچاله های جرم متوسط راهگشا هستند. اما آنها چنان پیچیدگی دارند که پی بردن به راز‌های وجودشان کار ساده‌ای نیست.

نظریه سیاهچاله

سیاهچاله ها به طرز حیرت‌انگیزی پرجرم هستند، اما تنها منطقه کوچکی را پوشش می‌دهند. بدلیل رابطه‌ای که میان جرم و گرانش وجود دارد، این اجرام کوچک به نیروی گرانش فوق‌العاده‌ای مجهز هستند، به طوری که بعید است چیزی در میدان گرانشی آنها قرار بگیرد و بتواند از چنگ آنها بگریزد. جالب است حتی اگر بر اساس قوانین فیزیک کلاسیک نیز پیش برویم، حتی نور نیز نمی‌تواند از دام سیاهچاله‌ رهایی یابد.

در حین رصد آسمان وقتی به سیاهچاله‌ها می‌رسیم، بدلیل این نیروی گرانش عظیم به یک مشکل برمی‌خوریم. ستاره شناسان با آن روشی که اجرامی مانند ستاره‌ها را می‌بینند، قادر به رصد سیاه‌چاله‌ها نیستند. به‌ جای آن دانشمندان باید برای مشاهده آنها به تشعشعات منتشر شده از آنها و غبار‌های کیهانی جذب شده به سمتشان، که ناشی از چگالی بالای آنهاست، تکیه کنند. سیاهچاله های کلان جرم که در مرکز کهکشان‌ها قرار دارند را لایه‌ای ضخیم از گاز‌ها و غبار‌های کیهانی احاطه کرده است. این لایه تشعشعات منتشر شده سیاهچاله را مستور می‌کند.

سیاهچاله‌ها نواحی بسیار عجیبی هستند با چنان گرانش بالایی که آنان را قادر می‌سازد تا پرتو‌های نور را خم کنند و صفحه فضا زمان را از حالت طبیعی‌اش خارج کنند.

گاهی اوقات که یک جرم به سمت یک سیاهچاله جذب می‌شود، به جای آنکه به درون آن کشیده شود، با کمانه کردن از افق رویداد آن به سمت خارج پرتاب می‌شود. در این حالت جت‌هایی نورانی از مواد مختلف با سرعت‌های نسبی برابر ایجاد می‌شوند. اگرچه سیاهچاله ها به خودی خود غیر قابل مشاهده هستند، اما این جت‌های درخشان حتی از فواصل بسیار دور نیز مشاهده می‌شوند.

سیاهچاله‌ از سه لایه تشکیل شده‌ است:

• لایه‌های درونی
• لایه بیرونی افق رویداد (Event horizon)
• لایه تکینگی مرکزی

افق رویداد هر سیاهچاله مرزی است در اطراف دهانه سیاهچاله که پرتو‌های نور امکان گریز ندارند و ناچار هستند به سمت مرکز آن حرکت کنند. هنگامی که یک ذره از افق رویداد گذر کند، امکان ترک این ناحیه را نخواهد داشت؛ چرا که در سراسر ناحیه افق رویداد نیروی گرانش ثابت است.

از ناحیه درونی سیاهچاله جایی که بخش عمده جرم‌ آن وجود دارد، تحت عنوان تکیینگی یاد می‌شود. نقطه‌ای مجرد در فضا- زمان که جرم سیاهچاله در آن متمرکز شده است.

براساس قوانین فیزیک مکانیک کلاسیک، هیچ چیز نمی‌تواند از دام سیاهچاله ها خارج شود، اما وقتی پای مکانیک کوانتوم به این قضیه باز می‌شود، همه چیز تغییر می‌کند.

بر اساس مکانیک کوانتوم، برای هر ذره یک پادذره تعریف می‌شود؛ پادذره، خود ذره‌ای است که جرم برابر و بارالکتریکی مخالف با ذره متناظرش دارد. وقتی این دو به هم می‌رسند، مجموعه‌ای خنثی را بوجود می‌آورند.

اگر یک مجموعه ذره-پادذره به افق رویداد یک سیاهچاله برسند، این امکان وجود دارد که یکی به درون سیاهچاله جذب و دیگری به بیرون رانده شود. نتیجه این می‌شود که افق رویداد سیاهچاله کاهش پیدا می‌کند و سیاهچاله رو به تجزیه شدن می‌رود. حال آنکه چنین فرآیندی در فیزیک کلاسیک پذیرفته نیست.

دانشمندان هنوز در حال مطالعه بر روی معادلاتی هستند که بوسیله آن به نحوه عملکرد سیاهچاله پی برند.

سیاهچاله های دوتایی

در سال ۲۰۱۵ محققان با استفاده رصدخانه موج گرانشی تداخل لیزری لایگو (LIGO)، موفق شدند برای نخستین بار امواج گرانشی را ثبت کنند. از آن زمان تا کنون با استفاده ابزارهای مشابه، چندین برخورد دیگر نیز ثب شد. امواج گرانشی که توسط رصدخانه لایگو ثبت شد حاصل از برخورد میان دو سیاهچاله ستاره‌ای بود.

دیوید شوماکر، سخنگوی مرکز همکاری‌های علمی لایگو و از دانشگاه ام‌آی‌تی، معتقد است:

ما شواهد زیادی مبنی بر وجود سیاهچاله‌های ستاره‌ای داریم که جرمی بیش از ۲۰ برابر جرم خورشید دارند. اینها اجرامی بودند که قبل از یافته‌های لایگو از وجودشان بی‌خبر بودیم.

مرکز همکاری‌های علمی لایگو (LSC)، اجتماعی از بیش از ۱۰۰۰ دانشمند از سراسر جهان است که همکاری‌هایی با رصد‌خانه ویرگر نیز دارند.

مشاهدات لایگو همچنین از راز جهت چرخش سیاهچاله ها نیز پرده برداشت. هنگامی که دو سیاهچاله به طور مارپیچی به دور یکدیگر در حرکت هستند، می‌توانند هم جهت با یکدیگر و یا در خلاف جهت یکدیگر چرخش داشته باشند.

بانگالور ساتیاپراکاش، از محققان ارشد لایگو و از دانشگاه کاردیف، می‌گوید:

برای اولین بار است که ما شواهدی مبنی بر عدم هماهنگی در چرخش سیاهچاله‌ها بدست می‌آوریم و این موضوع می‌تواند سرنخی هرچند کوچک در نحوه شکل گیری خوشه‌‌های ستاره‌ای از سیاهچاله‌های دوتایی باشد.

در مورد نحوه شکل گیری سیاهچاله های دوتایی دو نظریه وجود دارد. نظریه اول مدعی است که سیاهچاله‌های این مجموعه‌ها، در یک زمان یکسان و از ستارگانی با طول عمر یکسان منشاء می‌گیرند که طی یک انفجار در زمانی مشخص سیاهچاله‌های دوتایی را پدید آورده‌اند.

اما نظریه دوم بیان می‌کند که سیاهچاله‌های یک خوشه ستاره‌ای به سمت مرکز آن فرو رفته و سرانجام جفت می‌شوند. سیاهچاله‌ها در مقایسه با یکدیگر بصورت تصادفی جهت‌گیری می‌کنند. مشاهدات رصدخانه لایگو از سیاهچاله‌های دوتایی و جهت گیری‌های متفاوت آنها، شواهدی محکم‌تر برای تایید این نظریه به شمار می‌آیند.

کیتا کاوابه، از دیگر محققان لایگو و کسی که در رصدخانه هانفورد لایگو مشغول به پژوهش است، می‌گوید:

ما در حال جمع‌آوری آمار‌هایی واقعی در خصوص سیاهچاله‌های دوتایی هستیم. نظریات بسیاری در مورد نحوه شکل گیری سیاهچاله‌‌های دوتایی وجود دارد. جالب است که حتی در حال حاضر نیز برخی از این نظریات نسبت به سایرین برتری‌هایی دارند. به نظر من در آینده، تعدد این نظریات را محدود و محدودتر کنیم.

نکاتی جالب در مورد سیاهچاله ها

• بر اساس نظریات، اگر شما به درون یک سیاهچاله بیافتید، بدلیل نیروی گرانش زیاد آنجا مانند رشته‌های اسپاگتی کشیده خواهید شد. همچنین خیلی زودتر از آنکه به لایه تکینگی برسید باید غزل خداحافظی را بخوانید. اما در سال ۲۰۱۲ مطالعه‌ای در مجله نیچر به چاپ رسید که بر اساس مفاهیم کوانتوم، نحوه کارکرد افق رویداد را مانند یک دیوار آتشین می‌داند؛ بدین معنا که شما در بلافاصله در اثر یک احتراق جزئی به کام مرگ فرستاده خواهید شد.

 

• برخلاف باور‌های موجود سیاهچاله‌ها توانایی مکش ندارند. مکیدن به معنای کشیده شدن چیزی به درون یک فضای خلا است، حال آنکه سیاهچاله‌ها به قطع چنین ساختاری ندارند. به بیان بهتر باید بگوییم اجرام بدلیل جرم بالای سیاهچاله به درون آن می‌افتند.

 

• دجاجه ایکس یک (Cygnus X1) نخستین جرم سماوی‌ بود که عنوان سیاهچاله را یدک کشید. سیاهچاله بودن یا نبودن آن در سال ۱۹۷۱ موضوع شرط بندی استفان هاوکین و کیپ ثورن بود که در آن ثورن معتقد بود این جرم یک سیاهچاله است. البته بعدها و در سال ۱۹۹۰ هاوکینگ این موضوع را تایید کرد. دجاجه ایکس یک منبع سرشاری از پرتو ایکس در فضاست که در صورت فلکی ماکیان قابل مشاهده است. در سال ۱۹۷۱، دانشمندان یک سری تشعشعات رادیویی و همچنین یک همنشین برای دجاجه ایکس یک کشف شد. با این حساب باید این جرم را عضوی از یک مجموعه سیاهچاله‌ دوتایی قلمداد کنیم.

 

• ممکن است سیاهچاله‌های کوچک بلافاصله پس از انفجار مه‌بانگ یا بیگ بنگ شکل گرفته باشند. انبساط سریع فضا ممکن است برخی مناطق را به سیاهچاله‌هایی کوچک و با چگالی بالا تبدیل کرده باشد.

 

• اگر یک ستاره به اندازه کافی به یک سیاهچاله نزدیک شود ممکن است تکه تکه شود.

 

• ستاره شناسان تخمین می‌زنند که در سراسر کهکشان راه شیری، تعدادی در حدود ۱۰ میلیارد تا یک میلیون میلیارد سیاهچاله ستاره‌ای با جرمی حداقل سه برابر جرم خورشید وجود داشته باشد.

 

• تعریف سیاهچاله در نظریه ریسمان به طرز جالبی مطرح شده و موجب می‌شود تا نسبت به نظریه مکانیک کلاسیک، سیاهچاله‌های غول‌آسا یافت شوند.

 

• سیاهچاله‌ها برای کتاب‌ها و فیلم‌های علمی‌ تخیلی بسیاری الهام بخش بوده اند. در همین زمینه می‌توانید به فیلم دیدنی “میان ستاره‌ای” رجوع کنید که به شدت بر مبنای تئوری‌های کیپ ثورن، فیزیکدان نظری، تکیه کرده تا بتواند پای علوم واقعی را نیز به دنیای هالیوود بازکند. در حقیقت، پرداخت‌هایی که جلوه‌های ویژه فیلم‌های پرفروش به مفاهیم علمی می‌دهند سبب می‌شود تا درک بهتری داشته باشیم از نحوه‌ی تعامل بین یک ستاره با سیاهچاله‌ای که در اطراف آن در حال چرخش است.

.

 

بیشتر بخوانید:

• کرم چاله چیست؟
• سیاره کوتوله چیست

 

 

.

منبع : Space

مطلب سیاهچاله چیست؟ تعاریف، نظریات و حقایقی درباره Black hole برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است.

دنباله دار ها اجرامی آسمانی و از جنس یخ هستند که گازو غبار در فضا آزاد می‌کنند. شاید بتوان دنباله دار ها را گوی‌های برفی کثیف خطاب کرد؛ اما مطالعات جدید نشان می‌دهند که آنها در حقیقت گوی‌های کثیف برفی هستند! با تکراتو همراه شوید.

دنباله دار ‌ها از غبار، یخ، کربن دی اکسید، آمونیاک، متان و موادی دیگر تشکیل شده‌اند. ستاره شناسان معتقدند که ستاره های دنباله دار‌ باقی مانده موادی هستند که ۴.۶ میلیارد سال قبل، منظومه شمسی اولیه را شکل داده‌اند.

برخی محققات معتقدند که منشاء حیات امروزی سیاره زمین، آب و ملکول‌های آلی هستند که توسط دنباله دار‌ها به زمین آورده شده‌اند. در ۱۲ نوامبر ۲۰۱۴ کاوشگر رزتا (Rosetta) بر روی یک ستاره دنباله دار فرود آمد. رزتا هسته و محیط اطراف دنباله دار را متناسب با فاصله آن با خورشید مطالعه کرد.

در تصویر زیر دنباله دار هالی را مشاهده می‌کنید. این تصویر با یک تلسکوپ ۱.۵ متری در سال ۱۹۱۰ در رصدخانه مونت ویلسون در کالیفرنیا به ثبت رسیده است. این آخرین باری بود که هالی مشاهده شد (اعتبار: NASA/JPL).

دنباله دار‌ها در مدارهایی به دور خورشید می‌گردند. اما گمان‌های علمی بر این است که بسیاری از دنباله‌ دار‌ها در ناحیه‌ای مشخص بنام ابر اورت (Oort Cloud) وجود دارند؛ ناحیه‌ای در ورای سیاره پلوتو و در فاصله ۵۰ هزار واحد نجومی از ما.

گاهی اوقات یک ستاره دنباله دنباله دار به بخش درونی منظومه شمسی وارد می‌شود. حال یا بطور منظم و کوتاه مدت و یا هر چند قرن یکبار. بسیاری از مردم تاکنون ستاره دنباله داری مشاهده نکرده‌اند اما آنان که موفق به این امر شده‌اند، به سادگی این نمایش زیبای آسمانی را از یاد نخواهند برد.

ویژگی‌های فیزیکی دنباله دارها

بر اساس یافته های ناسا، هسته جامد دنباله دارها عمدتا شامل یخ و غبارهای پوشیده شده از مواد آلی سیاه رنگ است. بخش زیادی از این مواد یخی را آب یخ‌زده تشکیل می دهد. همچنین سایر مواد یخ‌زده مانند آمونیک، کربن دی اکسید، کربن مونو اکسید و متان نیز در آن یافت می‌شود. هسته دنباله دار ها ممکن است بعضا دارای صخره‌های کوچک هم باشد.

هرچه یک دنباله دار به خورشید نزدیکتر می‌شود، یخی که در هسته آن وجود دارد به گازی تبدیل می‌شود که در نهایت بخشی ابرمانند بنام گیسوی دنباله (Coma) را تشکیل می‌دهد.

تشعشعات خورشیدی با جهت دادن به ذرات غبار دنباله دار، به سمت گیسوی آن، دم غباری دنباله‌دار را تشکیل می‌دهند. همچنین ذرات باردار خورشیدی، گاز موجود در ستاره دنباله دار را به یون تبدیل می‌کنند و به این ترتیب دم یونی آن را بوجود می‌‌آورد. از آنجایی که دم‌های دنباله دار تحت تاثیر تابش‌ها و بادهای خورشیدی جهت‌گیری می‌کنند، همواره سمت مخالف خورشید را نشان می‌دهند. دم دنباله دار ها ممکن است بر سیارات نیز اثر بگذارد؛ مثال مهم این موضوع، مورد دنباله دار اسپرینگ و سیاره مریخ است.

در نگاه اول شاید دنباله دارها و شهاب‌ها بسیار شبیه به هم باشند. وجود دم و گیسو در دنباله دارها راه تمییز آنها از یکدیگر است. گاهی این اتفاق رخ داده است که یک دنباله دار به اشتباه به‌عنوان یک شهاب قلمداد شده ولی رصدهای بعدی حداقل یکی از این دو ویژگی دنباله دارها را به ثبت رسانده است.

هسته اکثر دنباله دارها در بزرگترین حالت، اندازه‌ای در حدود ۱۶ کیلومتر دارد. گیسوی برخی دنباله دارها ممکن است تا حدود ۱.۶ میلیون کیلومتر نیز وسعت داشته باشد. همچنین در برخی ستاره های دنباله دار، ممکن است، دم، تا ۱۶۰ میلیون کیلومتر طول داشته باشد.

وقتی دنباله دارها از نزدیکی خورشید عبور می‌کند، به دو دلیل با چشم غیرمسلح قابل مشاهده هستند؛ یکی آنکه بازتاب نور خورشید از گیسو و دم آنها به ما می‌رسد و دیگر آنکه به‌دلیل جذب انرژی خورشید، درخشان شده و قابل رویت می‌شوند. با این حال اکثر دنباله دارها کوچکتر و کم‌ نورتر از آن هستند که بدون استفاده از تلسکوپ بتوان آنها را رصد کرد.

ستاره های دنباله دار، در طی حرکت خود، مجموعه‌ای از خرده اجرامی آسمانی از خود بر جای می‌گذارند که می‌تواند منجر به بارش شهابی در زمین شوند. به عنوان مثال، بارش شهابی پرسید (Perseid) هرساله بین روز‌های ۹ تا ۱۳ آگوست (۱۸ تا ۲۲ مرداد)، زمانی رخ‌ می‌دهد که زمین از مسیر دنباله دار Swift-Tuttle گذر می‌کند.

ویژگی های مدار دنباله دارها

ستاره‌ شناسان دنباله دارها را بر اساس مدت زمان گردش آنها در مدارشان طبقه بندی می‌کنند. دنباله دارهایی که گردش کوتاه مدت دارند، برای پیمودن کامل مدار خود به ۲۰۰ سال یا کمتر زمان نیاز دارند. این زمان برای دنباله دارهایی که گردش طولانی مدت دارند، به بیش از ۲۰۰ سال می‌رسد.

طبق گفته‌های ناسا دسته‌ای از دنباله دارها نیز هستند که مدار گردش آنها مستقل از خورشید بوده و طی مسیر خود به خارج از منظومه شمسی پرتاب می‌شوند. اخیرا دانشمندان دنباله دارهایی را در کمربند اصلی سیارکی کشف کرده‌اند و احتمال می‌دهند که اینها منشا اصلی آب موجود در سیارات درونی منظومه شمسی باشند.

محققان معتقدند دنباله‌دارهایی که گردش کوتاه مدت به دور خورشید دارند (موسوم به دنباله دارهای دوره‌ای) از صفحه‌ای دیسکی شکل از اجرامی یخی، بنام کمربند کوئیپر، در ورای مدار سیاره نپتون، منشاء می‌گیرند. دنباله دار‌های دوره‌ای تحت تاثیر برهم‌کنش‌هایی که با سیارات بیرونی دارند به درون منظومه شمسی پرتاب و به‌عنوان ستاره های دنباله دار فعال شناخته می‌شوند.

گمان برده می‌شود دنباله دارهایی که گردش طولانی مدت به دور خورشید دارند، از ابرهای کروی‌شکل اورت نشات گرفته‌اند و به‌دلیل فشار ایجاد شده در طی فرآیند مرگ ستاره‌ها به درون منظومه شمسی پرتاب شده‌اند. در سال ۲۰۱۷ دانشمندان به این نتیجه رسیدند که احتمالا ۷ برابر بیشتر از آنچه تصور می‌شد، دنباله دارهایی با گردش طولانی مدت وجود داشته باشند.

برخی دنباله دارها که به خورشید-مغذی شهرت دارند، به درون خورشید پرتاب می‌شوند و یا از نزدیکی آن عبور می‌کنند. سرانجام تبخیر شده و از بین‌ می‌روند. بعضی دانشمندان نسبت به خطرات احتمالی این دنباله دارها برای زمین ابراز نگرانی کرده‌اند.

نام گذاری دنباله دارها

به طور کلی نام دنباله دارها یادآور کاشف آنها است. به عنوان مثال، دنباله دار شومیکر-لوی ۹ به این دلیل به این اسم خوانده می‌شود که نهمین دنباله دار دوره‌ای است که نخستین بار توسط کارولین شومیکر و دیوید لوی رصد شد. نام بسیاری از فضاپیماهایی که تاثیرات بسزایی در کشف برخی دنباله دارها داشته‌اند نیز الهام بخش بوده است. در همین رابطه می‌توان از ماموریت های ‌SOHO و WISE نام برد.

تاریخچه دنباله‌ دارها

در گذشته‌های دور، دنباله‌ دارها علامت‌هایی بودند که از ترس و حتی خطر حکایت می‌کردند. ستاره هایی مودار که مانند شمشیرهایی آتشین به طور ناگهانی در آسمان ظاهر می‌شدند. اغلب، دنباله دارها را بعنوان نشانه‌ای برای عذاب‌های در پیش رو قلمداد می‌کردند. شناخته شده‌ترین افسانه عهد قدیم، یعنی حماسه گیلگمش (Epic of GilGamesh)، ازدنباله دارها بعنوان پیام‌آوران آتش‌سوزی، سیل و مرگ یاد کرده است.

نرو، امپراطور روم باستان، برای نجات خودش از نفرین یک ستاره دنباله دار، تمامی جانشین‌های احتمالی تاج و تختش را از لب تیغ گذرانید. ترس از دنباله دارها تنها مربوط به گذشته‌ها نمی‌شود؛ در سال ۱۹۱۰ ،مردم شیکاگو، برای محافظت از خود در برابر آنچه دم سمی دنباله دار از آن یاد می‌کردند، تمام پنجره‌های خانه‌هایشان را مهر و موم کردند.

برای قرن‌ها، دانشمندان تصور می‌کردند که دنباله‌ دارها در درون اتمسفر زمین حرکت می‌کنند. اما در ۱۵۷۷، مشاهدات انجام شده توسط تیکو براهه، ستاره شناس دانمارکی، نشان داد که آنها در حقیقت در جایی حتی در ورای کره ماه در حال حرکت هستند. بعد‌ها آیزاک نیوتون پی‌برد که دنباله دارها در مدارهایی بیضوی به دور خورشید در حال حرکت هستند. او به درستی پیشبینی کرد که این اجرام را می‌توان بارها و بارها مشاهده کرد.

ستاره شناسان چینی برای قرن‌ها رصدهای خود از دنباله دارها را ثبت کردند. از جمله این رصدها، مشاهده‌ی دنباله دار هالی (Halley’s Comet) است که به سال ۲۴۰ قبل از میلاد تعلق دارد. ثبت سالانه رصدی چینی‌ها، گنجینه‌ای با ارزش برای ستاره‌ شناسان نسل بعدی به شمار می‌رود.

تعدادی از ماموریت‌های اخیر به دنباله دارها مربوط می‌شود. در سال ۲۰۰۵، کاوشگر برخورد ژرف (Deep Impact) متعلق به ناسا، با دنباله دار Temple 1 برخورد کرد و با انفجاری چشمگیر، پایانی دراماتیک برای خود رقم زد. او در طول این ماموریت، اطلاعات ارزشمندی از ساختار درونی و ترکیبات هسته این ستاره دنباله دار گزارش کرد. در سال ۲۰۰۹ ناسا اعلام کرد نمونه‌هایی که طی ماموریت خیال (Stardust) از دنباله دار Wild 2 به زمین رسیده است شواهدی از وجود حیات را نشان می‌دهد.

در سال ۲۰۱۴، کاوشگر رزتا (Rosetta) متعلق به سازمان فضایی اروپا (ESA) موفق شد به مدار دنباله دار ۶۷P/Churyumov-Gerasimenko وارد شود. رزتا دستاوردهای بسیاری به ارمغان آورد؛ نخستین کشف مولکول‌های آلی در سطح یک دنباله دار، ارائه دو فرضیه در خصوص شکل عجیب این دنباله دار (که یکی چرخش مجزا آن و دیگری احتمال تشکیل شدن آن در نتیجه برخورد میان دو دنباله دار) و دست آخر این حقیقت که دنباله دارها از پوسته‌ای سخت و شکننده و نیز ساختار درونی نرم و سرد تشکیل شده‌اند، چیزی شبیه به یک بستنی سرخ شده!

در ۳۰ سپتامبر ۲۰۱۶، رزتا بطور عامدانه بر روی این دنباله دار سقوط کرد و به ماموریت خود پایان داد.

دنباله دار هالی (Halley) احتمالا مشهورترین دنباله دار جهان است. جالب است بدانید که در سال ۱۰۶۶، بایو تپستری، نقاش مشهور، در طرحی که از جنگ هاستینگ به تصویر کشید، از دنباله دار هالی نیز استفاده کرد. دنباله دار هالی که هر ۷۶ سال یکبار به دور خورشید می‌گردد، با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. وقتی در سال ۱۹۸۶، دنباله دار هالی به زمین نزدیک شد، ۵ فضاپیما از مقابل آن گذر کردند و اطلاعاتی بی‌سابقه را به ثبت رساندند. هالی در فاصله‌ای کافی از زمین قرار داشت که مطالعه هسته آن امری امکان پذیر بود. در حال عادی مطالعه هسته دنباله دارها بدلیل همپوشانی آن با گیسوی دنباله دار بسیار دشوار است.

 

بیشتر بخوانید: کرم چاله چیست؟ توضیحی بر نظریه نسبیت عام انیشتین

 

دنباله دار هالی با شکلی شبیه به سیب‌زمینی ، ۱۵ کیلومتر وسعت، دارای مقادیر برابری از یخ و غبار است. ۸۰ درصد از یخ موجود در آن حاصل از آب و ۱۵ درصد از کربن مونو اکسید یخ زده تشکیل شده است. محققان معتقد هستند که سایر دنباله دارها نیز از نظر شیمیایی به هالی شبیه هستند. هسته دنباله دار هالی به طرز غیرمنتظره‌ای بسیار تاریک بود. سطح هالی، و احتمالا بسیاری دیگر از دنباله دارها، از پوسته‌ای تیره از جنس غبار و یخ پوشیده شده است. این دنباله دار تنها زمانی از خود گاز منتشر می‌کند که حفره‌هایی در پوسته‌ی یخی آن به‌دلیل قرار گرفتن در معرض خورشید به‌وجود آید.

ستاره دنباله دار شومیکر-لوی ۹، در سال ۱۹۹۴ با سیاره مشتری به شدت برخورد کرد. نیروی گرانشی عظیم غول گازی، باعث شکافتگی این دنباله دار و تبدیل آن به حداقل ۲۱ قطعه قابل رویت شد. بزرگترین برخورد، یک توپ آتشین را بوجود آورد که تا ارتفاع ۳۰۰۰ کلیلومتری بالای ابر یوویان (Jovian Cloud) و نیز لکه تاریک عظیمی با وسعت ۱۲۰۰۰ کیلومتر (تقریبا اندازه سیاره زمین) بالا آمد. تخمین زده می‌شود که این انفجار با نیروی معادل با انفجار ۶۰۰۰ گیگاتن تی‌ان‌تی برابر می‌کند.

دنباله دار هاله‌باپ (Hale-Bopp) در سال ۱۹۹۷ به فاصله ۱۹۷ کیلومتری زمین رسید. این نزدیکترین فاصله‌ای است که در بین دنباله دارهای اخیر وجود داشته و باعث وضوحی بسیار بالا شده است. هسته هاله‌باپ به طور غیرمعمولی بزرگ و سرشار از غبار و گاز بود. همین موضوع عاملی بود که دم هاله‌باپ در حدود ۳۰ تا ۴۰ کیلومتر طول داشته باشد و خودش نیز با درخشندگی بالایش با چشم غیرمسلح قابل رویت باشد.

برخلاف انتظارات، دنباله دار ISON، در سال ۲۰۱۳ نمایشی خیره‌کننده نداشت. هرچند این دنباله دار خورشید-مغذی توانست از عبور نزدیک خود از کنار خورشید جان سالم به در ببرد، اما در ماه دسامبر همان سال زندگی‌اش پایان یافت.

منبع: Space

مطلب دنباله دار چیست و از این اجرام غبارآلود یخی چه می‌دانیم؟ برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است.

این سیاره‌ی سیاه که حداقل ۹۴ درصد از نور ستاره‌ی میزبان خود را جذب می‌کند، توسط تلسکوپ فضایی هابل کشف شده است.

تیلور بل محققی از دانشگاه مک گیل و موسسه تحقیقات سیارات فراخورشیدی کانادا در مونترال، کبک و محقق ارشد مطالعه هابل گفت:

ما انتظار پیدا کردن چنین سیاره‌ی سیاهی را نداشتیم. بیشتر سیارات موسوم به مشتری‌های داغ، حدود ۴۰ درصد از نور ستاره میزبان خود را منعکس می‌کنند.

مشتری‌های داغ به غول‌های گازی ۴۰ برابر بزرگ‌تر از مشتری گفته می‌شود که فاصله بسیار نزدیکی به ستاره میزبان خود دارند.

این سیاره که به طور رسمی «WASP-12b» نام‌گذاری شده است، برای نخستین بار در سال ۲۰۰۸ کشف شد. محققان در مورد این سیاره‌ی خارج از منظومه شمسی یا به‌اصطلاح فراخورشیدی که ۱۴۰۰ سال نوری با زمین فاصله دارد، اطلاعات چندانی ندارند.

سیاره WASP-12b همچون دیگر مشتری‌های داغ، فاصله بسیار نزدیکی به ستاره منظومه خود دارد. به‌طوری که تنها ۱ روز برای گردش به دور آن نیاز دارد. به این ترتیب، یک سال در سیاره WASP-12b به اندازه ۱ روز زمینی است. سیاره‌ WASP-12b، به دلیل نیروی گرانش شدید ناشی از ستاره منظومه خود، به شکل بیضوی در آمده است.

WASP-12b، حدود ۳.۲ میلیون کیلومتر از ستاره‌ منظومه خود فاصله دارد. همچنین این سیاره که ۴۶ برابر کمتر از فاصله زمین به خورشید است، دارای قفل گرانشی دارد، یعنی همیشه روبه‌سوی ستاره‌ی میزبان خود دارد؛ همچون ماه که همیشه یک‌سوی آن از زمین قابل مشاهده است. در مقابل سمت روشن این سیاره، همیشه در معرض پرتوهای شدید ستاره‌ای است.

دمای سطحی این سیاره حدود ۴۰۰۰ درجه فارنهایت (۲۶۰۰ درجه سانتی‌گراد) که به داغی یک ستاره است. از آنجایی WASP-12b دارای قفل گرانشی است، سمت تاریک آن بیشتر نور جو خود را جذب می‌کند. به گفته دانشمندان، WASP-12b یکی از سیاه‌ترین سیارات خارج از منظومه شمسی است که تابه‌حال کشف شده است.

این سیاره به سیاهی آسفالت است که در اطراف ستاره‌ای همچون خورشید ما می‌چرخد. هدف این دست مطالعات مسلما کشف دنیاهای بالقوه قابل سکونت است، اما به نظر نمی‌رسد که WASP-12b سیاره‌ای باشد که مناسب سکونت باشد. تغییرات شدید سیاره WASP-12b نشان می‌دهد که این سیاره ماهیتا نور را به خود جذب می‌کند. اما می‌تواند به محققان در افزایش درکشان نسبت به سیارات مشتری داغ کمک زیادی کند.

تیلور بل گفت:

این مطالعه‌ی جدید هابل نشان دهنده‌ی تنوع بسیار بالای مشتری‌های داغ است. در واقع می‌توان سیاراتی به مانند WASP-12b را مشاهده کرد که بیش از ۲۶۰۰ درجه سانتی‌گراد دما دارند و بعضی از آن‌ها حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد دما دارند که هر دو در دسته سیارات مشتری‌های داغ جای می‌گیرند. مطالعاتی که در گذشته در مورد مشتری‌های داغ انجام گرفته است، نشان می‌دهد که اختلاف دمای بین نیمه‌ی روز و شب، با وجود روزهای گرم افزایش می‌یابد.

.

منبع: inverse

مطلب تلسکوپ فضایی هابل موفق به کشف سیاره‌ای به سیاهی آسفالت شد برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است.