سیاه چاله چیست ؟

سیاه‌چاله (به انگلیسی: Blackhole ) ناحیه‌ای در فضا-زمان با گرانشی بسیار نیرومند است که هیچ چیز حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی مانند نور نمی‌توانند از میدان گرانش قدرتمند آن فرار کنند

سیاه چاله چگونه تشکیل می شود ؟ سیاه چاله ها براساس جرم و اندازه به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در حالت کلی، سیاهچاله ها از فروپاشی ستاره، ادغام دو سیاهچاله یا یک سیاه چاله و ستاره نوترونی با یکدیگر تشکیل می‌شوند. در ادامه، در مورد تشکیل سیاهچاله، پس از مرگ ستاره صحبت می‌کنیم و سپس انواع آن را توضیح می‌دهیم

سیاه چاله‌های ستاره‌ای وقتی سوخت ستاره‌ای تمام می‌شود دچار فروپاشی گرانشی می‌شود. این فرایند در ستاره‌های کوچک‌تر (با جرمی سه برابر جرم خورشید)، باعث می‌شود هسته جدید به ستاره نوترونی یا کوتوله سفید تبدیل شود؛ اما با فروپاشی ستاره‌های بزرگ‌تر سیاه‌چاله ستاره‌ای به وجود می‌آید. سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای معمولاً بسیار متراکم هستند. این سیاه‌چاله‌ها در فضایی به قطر یک شهر جرمی سه برابر جرم خورشید را جای می‌دهند. بدین‌ترتیب نیروی گرانشی دیوانه‌واری به وجود می‌آید. سیاه‌چاله‌های ستارهای می‌توانند گاز و غبار اطراف خود را جذب کنند و بزرگ‌تر شوند. به نقل از مرکز اخترفیزیک اسمیتسونین هاروارد، راه شیری دارای چند میلیون سیاه‌چاله ستاره‌ای است

درون سیاه‌چاله ها چیست سیاه‌چاله‌ها سه لایه دارند: افق رویداد خارجی و داخلی و تکینگی. افق رویداد: افق رویداد سیاه‌چاله به مرز اطراف دهانه سیاه‌چاله گفته می‌شود که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد. وقتی ذره‌ای از افق رویداد عبور کند دیگر نمی‌تواند از سیاه‌چاله خارج شود. جاذبه در افق رویداد ثابت است. افق رویداد سیاه‌چاله رابطه مستقیمی با سرعت گریز شئ دارد. سرعت گریز به سرعت مورد نیاز برای فرار از کشش گرانشی سیاه‌چاله گفته می‌شود. هرچقدر شخصی به سیاه‌چاله نزدیک‌تر شود به سرعت بیشتری برای فرار از کشش گرانشی عظیم آن نیاز پیدا می‌کند. در افق رویداد سرعت گریز از سرعت نور فراتر می‌رود. بر‌‌‌اساس نظریه نسبیت عام اینشتین هیچ چیز در فضا سریع‌تر از نور حرکت نمی‌کند. درنتیجه افق رویداد را نقطه بی‌بازگشت می‌نامند. وقتی شیئ به افق رویداد نزدیک می‌شود، یک شاهد فرضی می‌تواند محو‌شدن تصویر را مشاهده کند. این محو‌شدن به‌دلیل خم‌شدن نور بر اثر جاذبه به وجود می‌آید. در افق رویداد تصویر شیء به‌سمت نامرئی‌شدن می‌رود. اندازه افق رویداد به جرم سیاه‌چاله وابسته است. اگر زمین به‌قدری فشرده شود که به سیاه‌چاله تبدیل شود، قطر آن به ۱۷.۴ میلی‌متر می‌رسد؛ اما اگر خورشید به سیاه‌چاله تبدیل شود قطر آن ۵/۸۴ کیلومتر خواهد بود که تقریباً هم اندازه با یک روستا یا شهری کوچک است. تکینگی: بخش داخلی سیاه‌چاله که جرم آن را تعریف می‌کند، تکینگی نامیده می‌شود. نقطه‌ای واحد در فضا و زمان که جرم سیاه‌چاله در آن متراکم شده است. بافت فضا زمان در اطراف تکینگی به شکلی نامتناهی خم می‌شود درنتیجه قوانین فیزیکی که می‌شناسیم در این نقطه نقض می‌شوند. دانشمندان نمی‌توانند مانند ستاره‌ها و دیگر اجرام فضایی سیاه‌چاله‌ها را رصد کنند؛ بلکه مشاهدات آن‌ها به کشف پرتوهای منتشرشده از سیاه‌چاله‌ها و همچنین گاز و غبار اطراف آن‌ها وابسته است؛ اما سیاه‌چاله‌های کلان جرم مرکز کهکشان معمولاً با ابری ضخیم و گاز و غبار احاطه شده‌اند که رصد پرتوهای دیگر را دشوار می‌سازند.

اجزای دیگر سیاه چاله قرص برافزایشی: اغلب سیاه‌چاله‌ها با دیسک‌های بسیار داغی از ماده احاطه شده‌اند که بخش زیادی از آن‌ها را گاز و غبار اجرام دیگری مثل ستاره‌ها و سیاره‌ها تشکیل می‌دهند. این مواد در سیاه‌چاله سقوط می‌کنند. این دیسک‌های داغ و متلاطم «قرص برافزایشی» نامیده می‌شوند. سایه سیاه چاله: سایه سیاه چاله منطقه‌ای تاریک و دوبعدی در کره‌ای سماوی است که بر اثر گرانش قوی سیاه‌چاله شکل می‌گیرد. در این منطقه مجموعه‌ای از مسیرهای فوتونی قرار دارند که نتوانستند از سیاه‌چاله فرار کنند و به دام آن افتادند. کره فوتونی: در کره فوتونی جاذبه به‌قدری قوی است که نور می‌تواند در مسیرهای دایره‌ای حرکت کند. فوتون‌ها در فاصله کره فوتونی در اطراف سیاه‌چاله می‌چرخند. اگر شاهدی فرضی در این نقطه حضور داشته باشد می‌تواند پشت سر خود را ببیند. جت نسبیتی: گاهی ماده پس از ورود به سیاه‌چاله از افق رویداد کمانه کرده و به‌سمت بیرون پرتاب می‌شود. در این شرایط جت‌های درخشانی از ماده به وجود می‌آیند که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند. گرچه سیاه‌چاله‌ها نامرئی به نظر می‌رسند این جت‌های قدرتمند را می‌توان از فواصل دوردست رصد