|
موفقیم ما |
|||
|
به نام او....
مقدمه:
فلاسفه یکی از اهداف آدمی را حل معمای هستی می دانند.انسان همواره در تمام طول تاریخ به دنبال پیشرفت بوده و منطقی است گاهی در این مسیر اشتباهاتی هم کرده باشد.
جادوگران و طالع بینان دیروز با آنکه در پی خرافه پرستی بودند اما پیشگامان علم بودن و اگر آنان جسارت اولین آزمون و خطاها را نمی کردند شاید اولین جرقه های پیشرفت بشر برای یافتن نادانسته ها هرگز صورت نمی گرفت.
خداوند این جهان را با این عظمت و بزرگی خلق نکرده است که فقط از آن استفاه کنیم بدون آنکه توجهی به آن داشته باشیم .خداوند انسان را جانشین خود روی زمین آفریده پس ما جانشینان باید به درستی به وظیفه خود عمل کنیم .اولین مرحله رسیدن حقیقی به این مقام این است که خلق خداوند را بفهمیم . فهم این دنیای بزرگ جز با قدرت علم ، میسر نمی شود.
در این مقاله جزئی کوچک از آفرینش را بررسی می کنیم .
1- شکل گیری ستاره:
شکل گیری ستاره هااز ابرمولکولی بزرگی آغاز می شود.اول باید بدانیم این ابر بزگ همان ماده ای است که در انفجار بزرگ تولید شده اما چگونه این ابرمولکولی می تواند به پیش ستاره تبدیل شود؟
این ماده چگالی1/0 تا 10 اتم در هر سانتی مترمکعب ودمای متوسط 100درجه کلوین دارد ، که در این شرایط انقدر ذرات تند حرکت می کنندکه احتمال بسیار کمی وجود دارد گرانش حرکتشان را متوقف کند.برای افزایش این احتمال باید چگالی ماده بیشتر و دمای آن کمتر شود. برای آغاز این فرآیند ابرمولکولی باید به قدر کافی متراکم شود تا نیروی جاذبه گرانشی و فشارهای پاشنده داخلی خنثیء شوند به شکل زیر توجه کنید:
پاره های تاریکی که دربرابرسحابی درخشان دیده می شوند گویچه نام دارند. این گویچه ها عمدتاً به این دلیل تاریک اند که هم غلظت بیشتری دارند و هم دارای ذرات غبار است که اثر نور فرابنفش ستارگان مجاور را می پوشاند ، دمای این قسمت های تاریک فقط 10 درجه است در داخل این توده ابری تیره، نقاط خاصی هستند که از سایر نفاط دمایشان اندکی بیشتراست به این نقاط خاص هسته می گویند.
حالا چگونه این توده باید رمبیده شود؟رمبش تنها زمانی اتفاق می افتد که تعادل بین گرانش و فشار خارجی به نفع گرانش یک سویه شود.ستاره شناسان راههای زیادی برای توضیح این مطلب ارائه داده اند.یک نیروی خارجی مانند نیروی ناشی از انفجاره ابر نو اختری در مجاورت این گویچه میتواند توده را فشرده کند و یا به دلیل کاسته شدن مقدار فشار در نتیجه پراکنده شدن میدان مغناطیسی و یا گرما ، این رمبش به وجود بیاید .پس از رمبیده شدن هر تکه هسته تبدیل به یک جنین ستاره میشود و هر کدام گاز و غبار را به داخل خود میکشد.
چگونه این جنبش های پیش ستاره ای روی هم تأثیر می گذارند؟
در این رابطه دو نظریه وجود دارد ،نظریه اول به برهم کنش های موجود بین هسته های مجاور این ستاره اهمیت می دهند و در نظریه دوم چنین بیان می کنند که این جنین هایی که در ابرها شکل گرفته اند به سرعت در میان گازها وغبارها حرکت می کنند و برای جذب گاز باهم رقابت می کنند ، در این میان هسته های بازنده ای هم وجود دارند که به کوتوله های ستاره ای تبدیل می شوند و از خوشه به بیرون پرتاب می شوند و در کهکشان پرسه می زنند.
2-میلاد ستاره:
اگرچه می توان وجود یک پیش ستاره را قبل از درخشش آن آشکار کرد ولی وقتی ستاره ای به تولد حقیقی می رسد که چرخه پروتون_پروتون آن آغاز شده باشد.
آغازاین چرخه دالّ بر این نیست که ستاره دیگر منقبض نشود بلکه ستاره تا هنگامی که به تعادل هیدروستاتیکی برسد منقبض می شود.
ستارگانی که به مرحله رشته اصلی می رسند انرژی آنها را همجوشی هیدروژنی تأمین می کند و انقباض آنها متوقف می شود. به نظر می رسد ستارگان تقریباً 95% از عمر قابل دیدنشان را در رشته اصلی می گذرانند ، خورشید ستاره ای است با مشخصه رشته اصلی است .
بعد از تمام این توضیحات چیزی که مهم است بدانیم مسیرهای تحول ستارگان به جرمشان بستگی دارد یعنی تحول برای پیش ستارگانی که سنگین تراند متفاوت است به همین دلیل بحث درباره ی تحول ستارگان به دودسته تقسیم می شود: 1-پیش ستارگان با جرم خورشیدی و2- پیش ستارگانی با جرم بیشتر از یک جرم خورشیدی،بر خلاف این تفاوت این دو دسته درسه مورد تفاهم دارند 1- فروپاشی 2-یکنواخت نبودن این فرآیند 3- ستاره در هر دو گروه به یک نحو قابل دیدن می باشند.
حال با دانستن این موضوع مطالب قبلی را تصحیح می کنیم ، تمام آنچه قبل گفتیم درباره پیش ستاره های با وزن خورشیدی درست است و پیش ستارگان با وزن بیشتر از 1 جرم خورشیدی همین روند را طی می کنند اما با دو فرق : 1-این پیش ستارگان پرجرم تمام ماده ابر اولیه خود را جمع نمی کنند ، کمی از آنرا به بیرون می رانند 2-واکنش های همجوشی قبل از این که کار الحاق و یکتا سازی[1] پوشش
متوقف گردد شروع می شوند .
اما یک نکته جالب آنچه تا کنون بررسی کردیم ابرها را بدون چرخش در نظر می گرفتیم،لیکن ابرهای میان ستاره ای احتمالاً کمی می چرخند ،یک ابر چرخنده باید اندازه ی حرکت زاویه ای را القا کند درهمان حال که ابر فرو می ریزد هر ذره به محور چرخش نزدیکتر می شود و در نتیجه ابر باید سریعتر بچرخد بالاخره در مکانی که سرعت چرخشی آنقدر زیاد است که که شتاب جانب به مرکز با نیروی گرانشی برابر است وفروپاشی برای مدت کوتاهی متوقف می شود، قسمت هایی از ابر که در ابتدا در نزدیکی محور چرخش قرار دارند بیش از قسمت هایی که در نزدیکی استوا هستند فرو خواهند وابر به شکل یک قرص مسطح خواهد شد. اضافه کردن اسپین به الگوهای نظری فروپاشی پیش ستاره هم محاسبات را پیچیده می کند و هم نتایج زیاد قانع کننده و دارای قطعیت نیست. در بعضی حالات یک هسته قرص مانند از حلقه های مادی نتیجه می شود، در بعضی موارد معلوم می شود که این حلقه ها ناپایدار بوده و به چندین لکه تجزیه می شود، اگر هر لکه سرانجام به یک ستاره تبدیل می شود آنگاه توضیح طبیعی برای وقوع سیستم چند ستاره ای خواهیم داشت .
3-ستارگان رشته اصلی:
ستاره ای که به این مرحله می رسد یک هسته هلیمی می سازد، وقتی ذخیره هیدروژن موجود در ستاره نقصان می یابد سرعت تولید انرژی کاهش می یابد ، در این هنگام ستاره دستخوش تغییراتی می شود . با کم شدن سوخت هیدروژن ستاره منبع پشتیبانی داخلی آن رو به ضعف می گذارد و بنابراین هسته هلیمی ستاره تحت فشار وزن لایه های بالاتی منقبض می شود. کاهش انرژی گرانشی ناشی از این انقباض به صورت گرما ظاهر شده و دما را افزایش می دهد. این افزایش دما سبب برانگیخته شدن پوسته هیدروژنی اطراف می شودانرژی اضافه از سوختن صرف انبساط لایه های خارجی می شود که نتیجه همه ی اینها افزایش درخشندگی کلی است.
- ستارگان پرجرم درحالت پایدار(رشته اصلی): هسته ی این ستارگان پرجرم بیشتر از ستارگان خورشیدگون است، در این گونه ستارگان چرخه های تولید انرژی اضافی هم ایجاد می شوند مانند چرخه ی کربن-نیتروژن-اکسیژن. طی تغییرات تکاملی برونداد کل انرژی ستاره ها حدی ثابت است به همین دلیل کاهش دما را با افزایش ابعاد جبران می کند و به غولها و ابر غولها تبدیل می شود.
4-غول سرخ:
این بخش رو با یک مثال شروع می کنیم، به طور مثال ستارگان خوشه ای مسن به نام (NGC5272)را روی نمودار قدر-رنگ رسم می کنیم ، این خوشه دارای ستارگانی باجرم های گوناگون است اما سن همه ی آنها تقریباً یکسان[2] است بیشتر
ستاره های پرجرم بالای این نمودار هستند و از نمودار این خوشه معلوم می شود که بیشتر ستارگان تکامل یافته اند.در این مسیر تکامل بعضی از ستارگان ممکن است به شکل های دیگر تکامل یافته باشند.تکامل ستاره هایی باجرم خورشیدی چنان کند پیش می رود که حتی در یک خوشه مسن هنوز رشته اصلی وجود دارد.
یک غول سرخ هسته ی پنهانی دارد.که با انقباض بیشتر دمای آن افزایش می یابد وقتی دمای این هسته به 100 میلیون کلوین میرسداتفاقات جالبی درون ستاره رخ میدهد همجوشی هلیم شکل میگیرد طی عملیات این همجوشی ستاره دو منبع تولید انرزی می یابد 1- پوسته هیدرژن سوز 2-هسته هیلم سوز که این فرآیند ممکن است سبب ایجاد یک هسته آهنی شود ادامه ماجرا در ستارگان هم جرم خورشید به این گونه پیش میرود که هسته گازی ستاره منقبض و گرم میشود حال یک هسته فشرده از پروتون و الکترون داریم که مانند یک گلوله فولادی سخت است اگر این هسته،گاز بود به خاطر افزایش دما منبسط و با منبسط شدن سرد می شد ولی هسته دیگر گاز نیست و به خاطر ماهیت متراکمش مانند گازها برخورد نمی کند، که در این شرایط گرم شدن هسته آنقدر ادامه پیدا می کند تا فرآیند گرما هسته ای به یکباره به راه می افتد و یک انفجار به نام درخش هلیمی رخ می دهد ،این درخش هلیمی قابل دیدن نیست.دلیل دیده نشدن این درخش این است که بخش بزرگی از انرژی در انبساط هسته و بازگشت به ماهیت گازی آن جذب می شود، هنگام رخ دادن درخش هلیمی برونداد انرژی یک افت موقتی پیدا می کند،اما دوباره هسته تحت اثر گرانی منقبض می شود و دمای آن بالا می رود تا حدی که سوختن هلیم به منبع اصلی انرژی ستاره ای تبدیل شود و اما ستارگان سنگین تر از خورشید :
اتفاقاتی که برای این گروه از ستارگان می افتد بسیار جالب است، در این مرحله فرآیند با سوختن هلیم تمام نمی شود زیرا اگر گرما کافی باشد سوختن کربن و اکسیژن باز هم به عناصر سنگین تری تبدیل می شود و در آخر یک هسته آهنی باقی می ماند که در هر مرحله هم جوشی ، به جرم تبدیل می شود.
اگر فرآیند هم جوشی باز هم بخواهد ادامه پیدا کند انرژی باید از منبع دیگری تأمین شود، در این لحظه از تکامل جذاب ترین رویداد رخ می دهد، در هسته آهنی نیروی داخلی که فشار رو به خارج وارد می کرد صفر می شود و گرانی نیروی مختار است. دراین لحظه کل ستاره مچاله می شود اما این مچاله شدن تاحدی پیش می رود که هسته ستاره بسیار سخت شود و در برابر انقباض بیشترمقاومت کند،در این حالت رمبش به درون ماده معکوس می شود و انفجار بزرگی رخ می دهد که در نتیجه آن ستاره 85% جرم خود را به بیرون می راند ؛در این لحظه می گوییم ستاره ابرنواختر شده است .
5-ابرنواختر(نوع دو):
دو نوع ابر نواختر وجود دارد، ابرنواختر نوع دو این گونه که در بالا ذکر کردیم تشکیل می شود ، چون تشکیل ابرنواختر نوع یک در بحث ما جایی ندارد از آن صرف نظر می کنیم .
روشن شدن ناگهانی ستاره که در مدت یک روز چند میلیارد برابر روشنایی قبلیش می شود بیانگر تشکیل ابرنواختر نوع دو است.
اگر ابر نواختری در کهکشانی با درخشندگی متوسط ظاهر شود کل آن کهکشان را درخشانتر می کند.امروزه بقایای چنین رویدادی را در سحابی خرچنگ می توان دید، درقسمت قبل گفتیم که برای همجوشی عناصر سنگین انرژی لازم است، رمبش گرانشی و واکنشهای همراه آن که مربوط به ابر نواختر است منبع انرژی بزرگی است که طی همجوشی آهن عنصرهای سنگین تری بوجود می آید. بنظر بسیاری از دانشمندان تمام عناصر سنگین به این طریق بوجود آمده اند همانطور که دراول گفتیم موج شوک ابر نواختر سبب پراکندگی عناصر و مخلوط شدن با گازهای میان ستاره ای می شوند که این گازها ستارگان نسل آینده را پدید می آوردند ، احتمالاً خورشید و سیارات آن هم محصول تشکیل نسل ستاره از این ابرهای گازی غنی است که اتمها ی خود ما هم از ذرات این ستارگان پر جرم ساخته شده است .
6-مرگ ستاره:
مرگ یک ستاره با جرم آن رابطه تنگاتنگی دارد .
-کوتوله سفید:در این مرحله ستاره ای با جرم خورشیدی دستخوش مرگ ناگهانی نمی شود ، تا وقتی که فرآیند گرما هسته ای ستاره در برابر نیروی گرانی متقابل است. اما اگر فشار ناشی از این فرآیند متوقف شود آنچه سبب می شود که نیروی گرانی ستاره را به کلی خرد نکند فشاری است که طبیعت فراهم میکند که به آن فشار الکترونی می گویند . دراین موقع ستاره به اندازه زمین کوچک میشود که در این حالت اتمها به سوی هم می روند و آنقدر بهم نزدیک میشوند که اوربیتالهای الکترونی ازبین میرود و گوی پروتون و نوترون در دریایی از الکترون قرار دارند که گازی در این شرایط را گاز تبهگن می گوییم . هنگامی که ستاره ای با جرم 4/1 خورشیدبه این مرحله میرسد چگالی آن به 2 میلییارد گرم بر سانتی مترمکعب میرسد هسته چنین ستاره ای در آخرین مرحله انقباض با از دست دادن انرژی پتانسیل گرانشی گرم میشود و این گرما سریع به سطح آن میرسد در این لحظه ستاره داغ، سفید و کوچک است از این رو به آن کوتوله سفیدمی گویند .
حالت کوتوله سفید نشانگرتغییرات شدیدی ازحالت پیشین است زیرا جو رقیق آن جدا شده است . کوتوله های سفید با پوسته گازی احاطه شده اند که این پوسته به کندی در حال انبساط هست این پوسته را سحابی سیاره ای می گویند ، این گونه سحابی تا حدی شبیه به یک حلقه است اما این خطای دید است در واقع این سحابی کروی است.
توزیع آنان در کهکشان راه شیری شبیه به یک کره پهن شده به دور هسته است که این امر حاکی از آن است که سحابی سیاره ای و ستاره های وابسته به آن در امتداد توسعه تکاملیشان اشیای مسن تری هستند.
حال به ستارگانی با بیشتر از4/1 جرم خورشیدی بازمی گردیم.
_ستارگان نوترونی:تصور کنید ستاره با جرم 4جرم خورشیدی نصف جرمش را به نوعی از دست داده و فقط یک هسته با 2جرم خوشیدی برایش مانده است در چنین شرایطی دیگر فشار الکترونی کارساز نیست و رمبش نهایی هسته را نمی تواند متوقف کند،این ستاره تا قطری حدود 32کیلومتر منقبض می شود، حال تصور کنید جرمی برابر 2جرم خورشیدی در کره ای با شعاع 32کیلومتر ؛چگالی این ستاره در حدود 200تریلیون گرم برسانتی تر مکعب خواهد بود.
-تپ اختر ها:جالب است بدانید که توجه ستاره شناسان در اول به ستارگان نوترونی جلب نشده بود تا آنکه تپ اخترها در رصدی تصادفی کشف شدند .تپ اخترها تابش های تپی با بازه های زمانی کوتاه و منظم گسیل می کنند .مشهورترین تپ اختر در مرکز سحابی خرچنگ ،به جا مانده ی یک ابرنواختر قرار دارد. تپ اختر ها منابع گسیل امواج رادیویی هستند ، تپ اختر ها پدیده های طبیعی تپنده ای هستند که سیگنال های رادیویی گسیل می کنند.
بیشتر نظریه ها حاکی از یک ستاره تپنده یا یک منظومه چرخان بود، مدلهای نظری برای توجیه بازگشت سریع سیگنال ها ابداع شده غالب این مدل ها از منظومه یا ستاره های بسیار کوچک چگال بودند اما هیچ یک از این نظریه ها کشف تپ اختر بعدی را توجیه نمی کرد.
-سیاه چاله ها:دوباره به ستارگان نوترونی باز می گردیم، این ستارگان پایان کار نیستند.
وقتی یک ستاره پرجرم منفجر می شود هسته ستاره فرو می ریزد و یک ماده کوچک و پرجرم و چگال تشکیل می شود.نیروی جاذبه چنین جرم کوچک و چگالی بسیار زیاد است که حتی نور هم نمی تواند بگریزد .
اما اگر واقعاً یک سیاه چاله سیاه است و حتی نورهم از آن خارج نمی شود چگونه می توانیم آنرا ببینیم ؟
اولین بار ستاره شناسان چیز غیر عادی در صورت فلکی دجاجه کشف کردند،آنان دیدن که ستاره آبی گون پیرامون چیز نامرئی گردش می کند،تحقیقات بیشتر نشان داد که این جرم نامرئی بسیار چگال است و سیاه چاله نام دارد.
نسبیت عام:اینشتین امکان چنین رمبشی را (رمبش سیاه چاله )را پیش گویی کرده بود، طبق این نظریه نیروی گرانش زمان و فضا را تغییر می دهد و هرچه جاذبه بیشتر باشد این تأثیر بیشتر است. حالا با یک مثال این نظریه را بررسی می کنیم :یک تکه پارچه را در نظر بگیرید که از دو طرف آنرا محکم نگه داشته ایم ، گویی را وسط آن می اندازیم ، فرورفتگی کوچکی روی آن ایجاد می شود حال اگر یک کره سنگین را بیاندازیم فرو رفتگی بیشتر می شود . دانشمندان بر این باورند که سیاه چاله حفره ی عمیقی در زمان و فضا است.
اگر فردی شمار را در حال سقوط به درون سیاه چاله ببیند آنچه رخ می دهد با آنچه ناظر می بیند کاملاً متقاوت است، هنگامی که به افق رویداد[3] نزدیک
می شویداحساس می کنید که به جای شتاب رفتن
کندتر می شوید و وقتی که وارد این محدوده شوید حس می کنید متوقف شده اید و از نظرتان ناظرین بسیار تند حرکت می کنند و از نظر ناظرین شما بسیار کند حرکت می کنید اما در واقعیت آنچه کندتر می شود نور است ، نوری که از شما بازتاب می کند کندتر است،وقتی وارد محدوده ی افق رویداد می شوید سرعت نور آنجا به دلیل گرانش قوی کاهش می یابد ومدت زمان بیشتری طول می کشد تا نور به ناظر برسد وهمچنین این نیرو برروی بعد زمان تأثیر می گذارد.
شوارتزشیلد:کارل شوارتزشیلد باتوجه به برخی پیامدهای نظریه نسبیت عام پیشگویی کرد که وقتی ستاره ای به اندازه ی مشخصی دچار رمبش شود تابش حاصل از آن به علت نیروی گرانشی نمی تواند خارج شود .مثلاً اگر ستاره با 3جرم خورشیدی به شکل سیاه چاله رمبیده شود این دام اندازی تابش هنگامی رخ می دهد که شعاع ستاره به 9کیلومتر برسد اما از این پس رمبش متوقف نمی شود ،تا نقطه ای که در آن چگالی آن چکالی و نیروهای کشنی بی نهایت است ادامه دارد که به این حالت تکینگی می گویند.
پل اینشتین-رزن:می خواهیم به چیزی عجیب تراز سیاهچاله بپردازیم،لانه های کرمی شکل . یک لانه کرمی شکل دو مکان فضا را نزدیک به یکدیگر ویا مکان هایی که بسیار از هم دورند را بهم نزدیک می کند و می تواند جهان هستی مارا با جهان هستی دیگری که کاملاً متفاوت است به یکدیگر پیوند دهند.
این پل یا همان لانه های کرمی از نظر تئوری اتصال بین دو قسمت از فضا است که یک سر آن سیاه چاله و سر دیگر آن حفره های سفید است ،حفره های که در فضا به همان روشی که سیاه چاله مواد را می مکد ، به بیرون پرتاب می کند .
پس اگر چنین لانه هایی کشف و یا ساخته شوند امکان سفر از مکانی به مکان دیگر میسر می شود براساس نظریه ای که اینشتین و رزن ارائه کردند این لانه های کرمی شکل ناپایدارند و فقط به مدت کسری از ثانیه وجود دارند و پس از آنکه از وسط شکستن دو سیاهچاله ی مجزا را به وجود می آورند.
سیاه چاله های چرخان:از بحثی که تا اینجا داشتیم تصور آنکه سیاه چاله مقداری از انرژیش را به عالم خارج رها کند دشوار است اما سیاه چاله های چرخان این گونه اند.یک ستاره پرخان به هنگام رمبش سریعتر می چرخد در نتیجه این چرخش یک ناحیه اندکی پهن شده به نام ارگوسفر خارج از سیاه چاله ایجاد می شود . ذره ای که به ارگوسفر وارد می شود ممکن است است به دو ذره شکافته شود یکی وارد سیاه چاله و دیگری با جرم و انرژی بیشتر از دره اصلی بیرون افتد که این جرم و انرژی اضافی از چرخش سیاه چاله به دست می آید.
حال با دانستن این مراحل و نحوه ی شکل گیری آنها جالب است بدانید که یک تلسکوپ جدید تولد ستاره بسیار بزرگی را ثبت کرده است، این ستاره به قدری پرجرم است که نباید وجود داشته باشد. شاید آنچه تا الآن بررسی می کردیم اشتباه باشد...
منابع:
نجوم دینامیکی
نجوم و اخترفیزیک مقدماتی
سیاه چاله چیست؟
مجله آسمان شب
مجله نجوم
فیزیک ستاره ها
کلیه حقوق برای گروه آ.ب.ت محفوظ است.
لطفاً با ذکر منبع و اطلاع رسانی به ما کپی کنید.
1-هنگامی که یک پیش ستاره سنگین بدون چرخش باشد یک لایه ضربه ای حول هسته شکل می گیرد که این لایه ضربه ای از الحاق ویکتاسازی ماده هسته را در بر می گیرد.
-چون ستارگان یک خوشه دارای یک منشأ هستند[2]
3- شعاع شوارتزشیلد:محدوده ی سطح بیرونی سیاه چاله است که هرچیزی تا این محدوده سیاهچاله نزدیک شود راه گریز ندارد.
نظرات شما عزیزان:
سلام به شما دوست گرامي
وبلاگتون خيلي قشنگه ولي مطلب كمي داره من مي خواستم بگم كه لطفا براي افزايش بازديد از وبلاگ هردومون وبلاگ منو با نام "تازه هاي تكنولوژي"لينك كن و بعد از آن اسمي را كه دوست اري با آن در وبلاگ من لينك شوي ذو به من اطلاع بده
درباره وبلاگ  آسمان من زیباترین کار خداست... موضوعات آخرین مطالب آرشيو وبلاگ پيوندها
نويسندگان
|
|||
 |
تبادل
لینک هوشمند
