شعاع شوارتزشیلد ، تبدیل شدن به سیاهچاله

شعاع شوارتزشیلد شعاعی است که بر طبق معادلات متریک برای سیاهچاله‌ها تعیین می‌شود. شعاع شوارتزشیلد نام شعاعی در فیزیک است که تمام اجسام با هر جرمی که در آن وارد می‌شوند در یک جا جمع می‌شوند که به آن نقطه تکینگی گفته می‌شود و به منطقه‌ای با شعاع شوارتزشیلد افق رویداد گفته می‌شود. به بیان ساده تر هرجسمی با هر جرمی وارد کره ای با شعاع شوارتزشیلد شود ، سرعت فرار آن با سرعت نور برابر شده و تبدیل به سیاهچاله میگردد

ستاره‌شناس آلمانی کارل شوارتزشیلد پاسخی برای نظریه نسبیت عام انشتین یافت که نشانگر یک سیاهچاله کروی بود. او نشان داد که اگر جرم یک ستاره در ناحیه به اندازه کافی کوچک متمرکز شود، میدان گرانشی در سطح ستاره چنان قوی می‌شود که حتی نور توان گریز از آن را ندارد. همان چیزی است که هم‌اکنون سیاهچاله می‌نامیم، ناحیه‌ای از فضازمان که به افق رویداد محدود شده‌است و امکان ندارد از آن، چیزی از جمله نور به ناظری دوردست برسد.

مدت‌ها غالب فیزیکدان‌ها که انیشتین نیز در میانشان بود، تردید داشتند که آیا چنین پیکربندی غیرعادی ماده، می‌تواند در جهان واقعی روی دهد؟ اما بعدها روشن شد که هرگاه ستاره ناچرخان به اندازه کافی سنگینی، هر اندازه که شکل و ساختار درونیش پیچیده باشد، سوخت هسته‌ای خود را به پایان رساند، به ناچار فرو خواهد پاشید و سیاهچاله کاملاً کروی شوارتزشیلد زاده خواهد شد.

بر طبق متریک شوارتزشیلد هرگاه یک جسم درون کره ای با  شعاع شوارتزشیلد قرار بگیرد به یک سیاهچاله تبدیل شده‌است. یعنی اجسام دیگر پیش از رسیدن به سطح جسم در شعاع شوارتزشیلد گرفتار جاذبهٔ خیلی شدیدی می‌شوند؛ ولی اگر شعاع شوارتزشیلد درون جسم قرار بگیرد یعنی کوچک‌تر از شعاع آن باشد، آن جسم خواص سیاهچاله را ندارد. شعاع شوارتزشیلد از رابطهٔ بالا به دست می‌آید: که در آن r شعاع شوارتزشیلد ، m جرم جسم مورد نظر ، G ثابت گرانشی و c سرعت نور است

اگر جرم خورشید را 10³⁰×3 کیلوگرم در نظر بگیریم و در معادله بالا بگذاریم ، شعاع شوارتزشیلد برای خورشید تقریبا 3 کیلومتر میشود ، یعنی اگر خورشید را فشرده کنیم تا در کره‌ای به شعاع 3 کیلومتر جا شود ، خورشید به سیاهچاله تبدیل خواهد شد !! این محاسبات را میتوانید برای یک انسان انجام دهید