به رغم مفاهيمى كه هفتاد سال پيش مطرح و پذيرفته شدند، امروز پژوهشگران عقيده دارند كه عالم به سرعت در حال گسترش است. آنها اين انرژى تسخيرناپذير دافعه را شاهدى بر وجود نوعى انرژى ناشناخته و داراى قدرت و حضور مطلق مى دانند...
An extrasolar planet, or exoplanet, is a planet beyond the Solar System. As of December 2007, the count of known exoplanet candidates has reached 268.[1] The vast majority have been detected through various indirect methods rather than actual imaging.[1] Most of them are massive giant planets likely to resemble Jupiter.According to the International Astronomical Union's working definition of "planet," a planet must orbit a star.[2] There have also been reports of free-floating planetary-mass objects (sometimes called "rogue planets" or "interstellar planets"): that is, ones not orbiting any star. Since such objects are outside the working definition of "planet," they are not discussed in this article. For more information, see rogue planet.Extrasolar planets became a subject of scientific investigation in the mid-nineteenth century. Astronomers generally supposed that some existed, but how common they were and how similar they were to the planets of the Solar System remained mysteries. The first confirmed detections were finally made in the 1990s; since 2000, more than fifteen have been discovered every year with 2007 so far the most. It is now estimated that at least 10% of sunlike stars have planets, and the true proportion may be much higher.[3] The discovery of extrasolar planets further raises the question of whether some might support extraterrestrial life.[4]Currently Gliese 581 d, the third planet of the red dwarf star Gliese 581 (approximately 20 light years from the Earth), appears to be the best example yet discovered of a possible terrestrial exoplanet which orbits close to the habitable zone of space surrounding its star. Going by strict terms, it appears to reside outside of the "Goldilocks Zone", but the greenhouse effect may raise the planet's surface temperature to that which would support liquid water.Unconfirmed until 1988, extrasolar planets have long been assumed as plausible, and speculation on planets circling around the fixed stars dates to at least the early 18th century, with Isaac Newton's General Scholium (1713), which has "And if the fixed Stars are the centers of other like systems, these, being form'd by the like wise counsel, must be all subject to the dominion of One" (trans. Motte 1729).Claims about detection of exoplanets have been made from the 19th century. Some of the earliest involve the binary star 70 Ophiuchi. In 1855, Capt. W. S. Jacob at the East India Company's Madras Observatory reported that orbital anomalies made it "highly probable" that there was a "planetary body" in this system.[5] In the 1890s, Thomas J. J. See of the University of Chicago and the United States Naval Observatory stated that the orbital anomalies proved the existence of a dark body in the 70 Ophiuchi system with a 36-year period around one of the stars.[6] However, Forest Ray Moulton soon published a paper proving that a three-body system with those orbital parameters would be highly unstable.[7] During the 1950s and 1960s, Peter van de Kamp of Swarthmore College made another prominent series of detection claims, this time for planets orbiting Barnard's Star.[8] Astronomers now generally regard all the early reports of detection as erroneous.
آيا آلبرت اينشتين، پدر عالم شناسى مدرن، اشتباه مى كرد؟ آيا نظريه نسبيت اش خطا بود؟ امروز جامعه اخترشناسان جملگى بر اين موضوع توافق دارند. مسلماً اينگونه نتيجه گيرى خالى از عيب و ايراد نيست. ولى ظاهراً هيچ چيز مانع حيات دوباره و باشكوه اين علم نيست. ظرف چند سال ديدگاه فيزيكدانان اخترشناس به عالم شاهد دگرگونى هاى شگرفى بود. هفتاد سال است كه همواره يك سخن را از فيزيكدانان مى شنويم: انبساط عالم به كندى مى گرايد. به دليل جاذبه ناشى از جرم بين كهكشان ها در عمل از سرعت دور شدن آنها از يكديگر كاسته مى شود. با اين حال، پديده مذكور آثار و نتايج چندانى ندارد. بنابراين به رغم آنچه كه انتظار مى رود انبساط جهان هردم سرعت بيشترى مى گيرد. يك نتيجه گيرى شگفتى آور اين واقعيت آن است كه نظريه پردازان ناچار شدند وجود نوعى «انرژى سياه» اسرارآميز را كه قدرت دافعه فعال در سرتاسر عالم است فرض كنند.ميشل كاسه از بخش فيزيك اخترشناسى وزارت انرژى اتمى فرانسه با شوق و شور ورود اين تازه وارد را جشن مى گيرد. «اين يك انقلاب است.» كتاب اوليه ژاكوب تحت عنوان ماده سياه، انرژى سياه روز 27 سپتامبر بر روى پيشخوان كتابفروش ها بود. نويسنده با لحنى حماسى از انرژى تازه متولد شده تعريف و تمجيد مى كند: «رحمت، صعود، پرواز بر فراز چتر نجات، ضد جاذبه!» به قول نويسنده به شكرانه چنين پديده اى مى توان تصويرى معقول از عالم پديد آورد. تصوير به غايت زيباتر از تمام آنچه كه الهيون و اساطير مذهبى به دست دادند.
ماجرا در سال 1988 آغاز شد. در اين سال سول پرل موتر از دانشگاه هاى هاروارد و بركلى، پژوهشگر 28 ساله بسيار درخشان كه به تازگى فارغ التحصيل شده بود، مبلغى بابت اندازه گيرى ميزان كاسته شدن از سرعت انبساط جهان دريافت كرد. گروه كوچك چهار نفره وى براى آن كه بتواند از عهده انجام اين وظيفه برآيد ناچار بود كه يكى از تماشايى ترين پديده هايى را كه در آسمان رخ مى دهند- انفجار سوپرنوا- دنبال كند. هنگامى كه عمر سوپرنوا به سر مى رسد، بزرگ ترين ستارگان به شدت درخشان و پرنور مى شوند و انرژى نورانى معادل يك ميليارد ستاره را به داخل فضا رها مى كنند. صحنه اى ديدنى ولى در عين حال نادر، ماجرايى كه در طول يكصد سال در هر كهكشان حداكثر دو تا سه بار اتفاق مى افتد. مشاهده انفجار سوپرنوا براى پروژه سول پرل موتر لزوم صددرصد داشت. بدين ترتيب سوپرنواى مذكور تنها جسمى در عالم هستى است كه «امكان اندازه گيرى دقيق فاصله اش با زمين وجود خواهد داشت، درست شبيه فانوس دريايى كه آنقدر از ما دور است كه نورش به صورت لكه اى تيره در مى آيد.»
«اشتباه بزرگ» آلبرت اينشتين
به گفته سول پرل موتر، كه هم اكنون استاد فيزيك در دانشگاه بركلى است پروژه ظرف سه سال آينده به نتيجه خواهد رسيد. در واقع تاكنون حدود ده سال است كه پروژه مذكور به طول انجاميده است. «لازم است دوربين هاى الكترونيك كاملاً مدرن در اختيار داشته باشيم و نرم افزارى را براى آن كه بتوانيم تصاوير را در قوى ترين كامپيوترها به هر سو كه بخواهيم بچرخانيم طراحى كنيم، تا 42 سوپرنوا تحت عنوان SNIa قابل بررسى باشند. با گذشت ساليان و انباشته شدن مشاهدات گروه سول پرل موتر، پروژه شناسايى سوپرنوا، و فيزيك پروژه ديگر تحت عنوان تيم جست وجوى سوپرنواى High-z كه روى همين غبارها كار مى كرد. ناچار با نتيجه اى غير منتظره روبه رو گرديد. دورترين سوپرنواهاى SNIa رنگ پريده تر از آن كه انتظار مى رود به نظر مى رسند. پس آيا انبساط عالم سرعت مى گيرد؟ در واقع «هنگامى كه به سوپرنوا در جهانى كه به سرعت در حال بزرگ تر شدن است مى نگريم، مى بينيم فوتون هايى كه به ما مى رسند بايد فاصله مكانى بيشترى از گذشته را طى كنند و بدين ترتيب خود سوپرنوا از نظر ما درخشندگى كمترى خواهد داشت. اين آن چيزى است كه پژوهشگران تصور مى كنند و روبرت كريشن عضو تيم High-z در كتاب خودش «عالم بدون مرز» انتشارات دانشگاه پرينستون 2002 آورده است.«ما شايد بهترين راه نزديك شدن به خدا را در فيزيك يافته ايم.»هيچ يك از اين دو گروه، كه هردو هم آمريكايى هستند نمى تواند تصميم بگيرد كه اطلاعات مذكور را بپذيرد چه واژگون كننده تمام عقايد كنونى شان است. آنها از بيم آن كه در صورت اشتباه مورد تمسخر ديگران قرار گيرند، محاسباتشان را از سر گرفتند و ماه ها حتى سال ها تلاش كردند كه تصويرى را كه ساخته بودند، بهبود بخشند. اين تصوير علاوه بر آن كه مفاهيم كاملاً جاافتاده را در ده جهانشناسى زير و رو مى كند بلكه مى توان گفت تصور «جهان در حال گسترش هرچه سريع تر سوء قصد به جان اعليحضرت است. «در سال هاى دهه ،1910 آلبرت اينشتين اصطلاح ثابت جهانى را وارد نظريه نسبيت كرد تا وفادارى خويش را به عقايد رايج در آن زمان نشان دهد. جهان ثابت بدون هيچ انبساطى» اين سخن پير آنيتلوگوس پژوهش گر «آزمايشگاه فيزيك هسته اى و انرژى هاى عالى» است ليكن در سال 1929 ادوين هابل فيزيكدان و ستاره شناس كشف كرد كه كهكشان ها از يكديگر دور مى شوند و لذا عالم منبسط مى شود. بلافاصله آلبرت اينشتين، طبق داستانى كه از آن زمان سينه به سينه جهان شناسان منتقل شده، ثابت فوق را با گفتن اين كه «بزرگ ترين خطا»يى است كه وى هيچ گاه حاضر به ارتكاب آن نيست، رد كرد پير آنيتلوگوس مى گويد: «زمان درازى است كه ما فيزيكدان ها كه اساتيد خويش را گرامى مى داريم نتوانسته ايم اين ثابت را زير سئوال ببريم، به همين سادگى»بالاخره در سال 1998 دو گروه آمريكايى مذكور بر آن شدند كه كشف خويش را در مورد اين كه جهان همواره و با سرعتى فراتر از آن كه «ثابت از عهده توصيف و توضيح آن برآيد در حال گسترش است، اعلام كنند. امروزه تمامى جامعه علمى با اين واقعيت وفق يافته اند. ميشل كاسه كه خود با بازگشت به ايده ثابت جهانى آتش بحث و مباحثه را دامن زد. به حرف يونانى لاندا (ى) اشاره مى كند كه سمبل رياضى پرواز عالم است، آنچه كه امروز نمادى از انفجار عالم است. عنصر خالق ناپيدا و جهانى كه هم اكنون پرده از رويش برداشته شده همانا لاندا است [...] بهترين راه نزديك شدن به خدا در فيزيك.بايد گفت كه تاكنون شواهد و قرائن نيز به نفع تز سرعت گرفتن انبساط عالم به دست آمده است. در ابتدا مشاهده صدها سوپرنواى مكمل آن را تصديق كرد. مهم تر از آن به نوشته ميشل كاسه «انسجام نتايج آن اندازه خيره كننده است كه مى توانيم به حق اعلام كنيم كه سرانجام مدلى باوركردنى از عالم در اختيار داريم.» و بالاخره جامعه علمى پى به مزاياى عظيم آن برده است. برخى معماها كه از سال هاى دهه 1990 مطرح شده اند به لطف اين تز راه حلى هايى براى خود پيدا كرده اند. به عنوان مثال، سن عالم ديگر تناقضى با سن برخى ستارگان، كه به نحو شگفت آورى پيرتر از آن به نظر مى رسند، ندارد.
بنابراين انرژى سياه در آينده قطعه گم شده اى خواهد بود كه دانشمندان براى بازسازى پازل بزرگ خويش از عالم در پى آنند تا بدان جا كه اين تز در مطالعاتى كه توسط بالون هاى استراتوسفر مجهز به تلسكوپ و ماهواره اى آمريكايى موسوم به Wilkinson Microwave Anisotropy Probe به عمل آمده، مورد تاييد قرار گرفته است تمام اين پروژه يك ماموريت دارند. «اندازه گيرى» عالم و نتيجه گيرى شان تا حدى شگفت آور است. براساس نتايج حاصل از اين ابزارهاى اندازه گيرى، ماده اى كه مى شناسيم (ستارگان، سيارات، موجودات زنده يا اتم) در واقع نماينده تنها 5 درصد كل انرژى موجود در عالم است. اكنون مى توانيم حدود 25 درصد «ماده سياه» را نيز به آن بيافزاييم. اين احتمالاً از ذرات مجزايى تشكيل شده كه اگر چه آثار حاصل از آنها قابل رويت است ولى تاكنون نتوانستيم خودشان را پيدا كنيم. در واقع جاذبه ايجاد شده به وسيله ماده كلاسيك قادر به توضيح دليل حفظ ساختمان هاى عظيمى چون كهكشان ها يا لايه هاى كهكشانى در عالم نيست. بايد ماده اى نامريى و ناشناخته، اعمال كننده چنين جاذبه اى باشد.خوب 70 درصد بقيه چه؟ قطعاً نمى تواند انرژى سياه باشد، و اين كه بالاترين وزن را در صورتحساب عالم دارد. روشن است كه قدر قدرت است، چرا كه بر عالم حاكميت مى كند و حتى سرعت گام هايش را نيز او تحميل و ديكته مى كند. همه جا حاضر و محيط بر ماست و قوانين ماده اى را كه ما جزء كوچكى از آن هستيم او تعيين مى كند و به قول ميشل تورنه جهان شناس در دانشگاه شيكاگو و مبتكر اصطلاح «انرژى سياه»: «با اين همه هيچ چيز از آن نمى دانيم.» ماهيت آن براى ما ناشناخته است آيا اين «انرژى خلأ» است؟ فيزيكدان ها دوست دارند اين طور باشد چرا كه خلأ كه عالم را «پر مى كند» اصلاً نمى تواند وجود نداشته باشد. به عنوان مثال ذرات موسوم به «مجازى» مى توانند از آن به وجود آيند، به سرعت به صورت ذرات مادى درآيند و سپس نابود شده و به جايى كه از آن جا آمده اند، بازمى گردند ولى اين «خلاء كاذب» آن گونه كه ميشل كاسه آن را مى خواند، مى تواند پر از انرژى سياه باشد.
اگر وضع از اين قرار است، پس عواقبى هم در تاريخ انبساط عالم بر جاى خواهد گذاشت. دنياى ما 7/13 ميليارد سال پيش به وجود آمد، زمان، مكان و انرژى به ناگهان دستخوش جنبش انبساط عمومى گرديدند. به همان اندازه كه ماده در اين فضاى همواره در حال حجيم تر شدن رقيق تر مى شود از قدرت جاذبه اش كاسته مى شود در حالى كه انرژى خلأ باقى مى ماند. هر چند كه 7 ميليارد سال است كه اين انرژى سياه جاى خالى جاذبه را پر كرده است اين درست زمانى است كه انبساط عالم سرعت مى گيرد.
جهانى داراى پنج بعد
با اين حال، اين گزينه مشكل كوچكى نيز دارد: اين فرضيه توضيح نمى دهد كه در پى چه رويداد شگفتى آورى سرنوشت هاى انرژى ماده و انرژى سياه يكى مى شوند. ده ميليارد سال است كه ماده برترى خود را به عالم تحميل كرده؛ حالا ديگر نوبت انرژى سياه است با اين حال معجزه اى باعث خواهد شد كه بتوانيم لحظه اى را كه جنگ بر سر برترى بين اين دو دشمن ديرينه مغلوبه خواهد شد، بيابيم؟عالم شناسان علاقه اى به همزمانى ندارند. از اين روست كه برخى به فرضيه جوهر سره (اشاره به عنصر پنجم «اتر» كه سابقاً تصور مى شد عالم از آن ساخته شده) روى آورده اند براساس اين فرضيه انرژى سياه نه «از» مكان بلكه «در» مكان است. انرژى سياه مى تواند شكل خاصى باشد كه تا زمانى كه به صورت جرم درنيايد متوجه آن نمى شويم هر چند كه تمامى همين جرم از آن تشكيل شده است. با اين حال اين جوهر سره اين مزيت را دارد كه مى توانيم شاهد تحول و تكامل انرژى آن در طول زمان باشيم طورى كه به قول پير آنتيلوگوس «شمايل موجود تعادل نسبى (70/30) ديگر يك استثناى لحظه اى نيست بلكه يك نتيجه گيرى منطقى صرف نظر از آن است كه نقطه عزيمت ما كجا باشد.»يك امكان ديگر نيز وجود دارد هم اكنون فيزيكدان جوان از «انستيتو فيزيك اختر شناسى پاريس»، سدريك دفايه آن را مورد بررسى قرار مى دهد. يك تز سنت شكن كه شامل حال تمامى انرژى خارجى مى شود و به تغيير نظريه نسبيت عمومى آلبرت اينشتين مى پردازد. بايد ديد چه مى كند! سدريك دفايه با كار هايش، كه با همراهى و همكارى دانشمندان برجسته در دانشگاه نيويورك شروع كرد در تلاش است بعد پنجمى را به دنياى چهار بعدى آلبرت اينشتين (سه بعد مكانى و يك زمانى) در چارچوب مفهوم مكان _ زمان بيفزايد در واقع در دنياى پنج بعدى، خود مفهوم جاذبه دستخوش تغيير مى شود تغييرى كه مى تواند توجيه كننده سرعت انبساط عالم كه شاهدش هستيم باشد.اگر چنين بعد پنجمى وجود داشته باشد اين بعد مكمل به نوعى و در مقياسى كاملاً پايين تر از بعدى كه در آن زندگى مى كنيم «به خود برخواهدگشت»، كه احتمالاً دليل آن است كه تاكنون از حواس ما پنهان مانده است. سدريك دفايه توضيح مى دهد: «دقيقاً شبيه طناب كشيده اى كه از نظر بندبازى كه روى آن پيش مى رود جسمى است كه تنها يك بعد دارد؛ در حالى كه از نظر مورچه جسمى دوبعدى است، حيوان مى تواند هم در طول آن حركت كند و هم در عرض آن.»در ميان اين فرضيات، كدام يك بهتر از همه است؟ پيش از آنكه پاسخى براى اين پرسش پيدا شود، قطعاً بحث هاى طولانى در پيش خواهند بود. تا آن زمان اتفاقات عظيمى در آن سوى اقيانوس اطلس در شرف وقوع است. سول برلموتر قصد دارد با ماهواره اى به ارزش يك ميليون دلار به نام Supernova Acceleration Probe به فضا رود. در آن مكان كه مشاهده هزاران سوپرنواى بسيار دور ميسر است، پى بردن به تاريخ انبساط عالم هستى آسان تر خواهد بود و البته با شگفتى هاى بسيار. هيچ كس نمى تواند بگويد كه در آن سوى انبساط عالم، وراى جاذبه و دافعه كه ماده و انرژى سياه اعمال مى كنند نيرو هاى پنهان و راز آميز ديگرى وجود ندارند. مسلما اين دنيايى به مراتب اسرار آميزتر است.
آسمان
انسانهای باستانی به این نکته پی برده بودند که آسمان به صورت کرهای میماند که در درون آن ستارگان (ثوابت) حضور دارند، در حالی که اجزاء منظومه شمسی در این صحنه جابجا میشوند. هنوز بسیاری از یافتهها و ادراکات آن زمان ، برای علاقمندان به ستاره شناسی در دنیای امروز هم بکار برده میشود.
کره سماوی
کره سماوی عبارت است از یک کره تخیلی بزرگ بی انتها که «زمین» را در برگرفته و به نظر میرسد که کلیه اجرام آسمانی به آن چسبیدهاند. «استوای سماوی» نیز تصویری است از استوای زمین روی کره سماوی ، به همین ترتیب «قطبین سماوی» تصویری از قطب شمال و جنوب جغرافیایی زمین ، بر روی کره سماوی میباشد. «دایرة البروج» یا دایره گرفتگی میتواند تصویر مدار گردش زمین بر روی کره سماوی باشد و یا به تعبیری ، مسیر عبور سالیانه خورشید در آسمان (این مسیر دارای انحراف 4/23 درجهای نسبت به استوای سماوی است، که خود معلول انحراف 4/23 درجهای محور زمین میباشد). «قطبین دایرة البروج» محل تلاقی کره سماوی و خط فرضی است که عمود بر مرکز دایرة البروج ترسیم شده است.
منطقة البروج و دایرة البروج
یکی از اولین مناطقی که شما ممکن است مایل باشید در آسمان شب مورد شناسایی قرار دهید، منطقة البروج و خط مرکزی آن یعنی دایرة البروج است که در درون آن نوار زمین ، خورشید ، ماه و سیارات عبور مینمایند. ضمن این که کره زمین گردش سالانه را در مدار خود انجام می دهد، به نظر می رسد که خورشید مسیری را نسبت به آسمان پشت سر خود در درون ستارگان می پیماید. این مسیر ظاهری را اصطلاحاً دایرة البروج یا دایره گرفتگی گویند و سطحی شامل 8 درجه شمال و جنوب آن، منطقه البروج می گویند. از آنجا که تمام سیارات (به جز پلوتو) کم و بیش در صفحه ای هم خوان با زمین حرکت می کنند، لذا همه در درون نوار دایرة البروج هستند.
در حدود قرن پنجم قبل از میلاد، اخترگویان بابلی (و شاید یونانی) ، دایرة البروج را به 12 قسمت که هر کدام حدود 30 درجه اند، تقسیم و هریک را با نام یک صورت فلکی شناسایی می کردند. نام تمام 12 برج به جز یکی (صورت فلکی میزان) از اسامی جانداران گرفته شده و به همین دلیل نام منطقه البروج در اصل «دایره ی حیوانات» بوده است.
دایرة البروج
زمین در یک سال شمسی یک بار به دور خورشید در جهت مغرب به مشرق می چرخد. در نتیجه ، چنانکه یک ناظر زمینی بتواند وضعیت خورشید را نسبت به ستارگان آسمان ، در مدت یک سال در نظر داشته باشد، ظازرا چنین خواهد پنداشت که این خورشید بوده که در مدت یکسال شمسی یک بار به در زمین گشته است. مسیر حرکت ظاهری سالانه خورشید به دور زمین را دایرة البروج می نامند. به عبارت دیگر دایرة البروج ، دایره عظیمه ای است که بر روی کره سمای قرار دارد و حرکت ظاهری سالانه خورشید به دور زمین ، بر روی آن ، صورت می گیرد. همچنین چنانکه ناظری فرضی در خورشید ، بتواند نظاره گر زمین باشد ، مسیبر حرتکت انتقالی زمین زمین به دور خورشید را در مسی همان دایرة البروج خواهد دید . به هیمنه علت ، دایرة البروج بصورت دیگری نیز تعریف می شود: بدین ترتیب که محل تلاقی صفحه مسیر حرکت انتقالی زمین با کره سماوی را نیز دایرة البروج می گویند.
از آنجایی که محور چرخشی زمین بر سطح مدار حرکت انتقالی آن عمود نیست ، لذل تصویر این مسیر بر کره سماوی ، یعنی دایرة البروج ، بر محور سماوی ، عمود نمی باشد بلکه نسبت به آن متمایل است. زاویه بین صفحه دایرة البروج و دایره استوا ، در حدود 23 درجه و 27 دقیقه است و به نام تمایل نامیده می شود. اندازه این زاویه در طول یک قرن به اندازه 47 ثانیه کم می شود. اندازه متوسط تمایل در سال 1972 برابر 23 درجه و 26 دقیقه و 34.52 ثانیه بوده است. محوری که از مرکز کره سماوی گدشته و بر سطح دایرة البروج عمود باشد، کره سماوی را در دو نقطه به نامهای قطب شمال دایرة البروج و قطب جنوب دایرة البروج قطع می کند.
مختصات استوایی
یکی از مجموعههای عمومی که برای معرفی مختصات سماوی بکار گرفته میشود، به نام مختصات استوایی است که بر اساس استوای سماوی بنا نهادهاند. مختصات شمال جنوب که معادل سماوی برای عرض روی «زمین» محسوب میشود به نام «میل» است و مانند عرض بر حسب درجه ( ۫ ) ، دقیقه ( ' ) و ثانیه ( " ) از صفر بر روی استوای سماوی تا 90 درجه در جنوب بر روی قطبین سماوی ، اندازه گیری میشود. کل دایره سماوی به 360 درجه تقسیم میگردد. یک درجه میتواند به 60 دقیقه کمانی ( َ' 60) و یک دقیقه کمان به 60 ثانیه کمانی ( " ) تقسیم شود.
مختصات شرقی ، غربی که معادل طول جغرافیایی بر روی زمین است به نام «بعد» ، خوانده شده که معمولاً در جهت شرقی به دور آسمان و بر حسب ساعت (h) ، دقیقه (m) و ثانیه (s) زمانی است که گاهی بر حسب درجه هم اندازه گیری میشود. از آنجا که زمین هر 360 درجه را در 24 ساعت طی میکند، لذا یک ساعت (1h) از بعد و از زمان ، معادل 15 درجه کمان ، یک دقیقه (1m) از بعد معادل 15 دقیقه ( '15 ) کمان و یک ثانیه ("ً1) بعد ، مساوی با 15 ثانیه ( "15) کمان است. «نقطه صفر» نقطهای است که خورشید (و در نتیجه دایرة البروج) استوای سماوی را درجریان عبور از جنوب به شمال در هر بهار قطع میکند که آن را «نقطه اعتدال بهاری» یا «ابتدای حمل» نیز گویند، زیرا در دوران یونان باستان خورشید در این زمان در صورت فلکی حمل بوده است.
این نقطه شباهت به گرینویچ روی زمین و نصف النهار دارد که از آن میگذرد و مبنای اندازه گیری طول جغرافیایی محسوب میشود. سامانه مختصات استوایی معمولاً برای بیان موقعیت اجرام ثابت فلکی بکار برده میشود. ستارگان و اجرام عمق آسمان در کاتالوگها با همین بعد و میل نسبت به یک زمان یا دوره معین ، نشان داده میشوند. این مختصات دارای تغییرات بسیار جزئی ، آن هم به علت حرکت تقدیمی زمین است . به یاد داشته باشید که سمت «شمال» و «جنوب» در کره سماوی به مفهوم در جهت شمال و جنوب قطبین سماوی قرار گرفتن است. «شرق» هم همیشه به معنای افق شرقی است.
نقاط اعتدال
دایرة البروج و کره سماوی بر روی کره سماوی همدیگر را در دو نقطه به نام نقاط اعتدال قطع میکنند. میل خورشید به هنگام عبور از نقاط اعتدال برابر صفر درجه میشود. یکی از نقاط اعتدال به اعتدال بهاری موسوم بوده و میل خورشید بعد از عبور از آن از جنوبی به شمالی و یا از علامت منفی به مثبت تغییر مییابد. فصل بهار در لحظه عبور خورشید از نقطه اعتدال بهاری آغاز میگردد. گر چه میتوان نقطه اعتدال بهاری بر روی کره سماوی را نقطه ثابتی فرض کرد، اما محل آن بر روی دایرة البروج سالیانه به اندازه 50.26 ثانیه قوسی به طرف مغرب تغییر مکان میدهد و در نتیجه این تغییر خود موجب تغییر مختصات ستارگانی که نسبت به این نقطه سنجیده میشوند، میگردند. نقطه دیگر به اعتدال پاییزی موسوم است و میل خورشید بعد از عبور از آن از شمالی به جنوبی و یا علامت آن از مثبت به منفی تغییر میکند. فصل پاییز در لحظه عبور خورشید از نقطه اعتدال پاییزی شروع میشود. فاصله زمانی بین دو نقطه اعتدال در حدود شش ماه است.
نقاط انقلاب
نقاط انقلاب بر روی دایرة البروج دو نقطهای است که میل خورشید به هنگام عبور از آنها بیشترین اندازه شمالی و یا جنوبی (مثبت و یا منفی) را داراست. زمانی که خورشید دارای بیشترین میل به طرف شمال است به نام انقلاب تابستانی معروف است. عبور خورشید از این نقطه ، سرآغاز فصل تابستان در نیمکره شمالی (فصل زمستان در نیمکره جنوبی) است. وقتی خورشید دارای بیشترین میل به طرف جنوب بوده به انقلاب زمستانی موسوم است. این دو حالت عکس هم هستند
سياه چاله ها
گرانش :
كره زمين و ديگر كرات و سيارات تشكيل دهنده جهان ما همگي داراي نيرويي هستند كه اشياء را به سوي خود جذب ميكنند اين نيرو را گرانِش يا جاذبه ميناميم، كه نيوتن آن را كشف كرد. از دير باز همواره دو مسئله مورد توجه بود: تمايل اجسام به سقوط به طرف زمين هنگام رها شدن. حركات سيارات،از جمله خورشيد و ماه كه در آن زمان سياره بشمار ميآمدند. در گذشته اين دو موضوع را جدا از هم ميدانستند.يكي از دستاوردهاي بزرگ آيزاك نيوتن اين بود كه نتيجه گرفت: اين دو موضوع در واقع امر واحدي هستند و از قوانين يكساني پيروي ميكنند. در سال ۱۶۶۵ ،پس از تعطيلي مدرسه به خاطر شيوع طاعون، نيوتن، كه در آن زمان ۲۳ سال داشت،از كمبريج به لينكلن شاير رفت.او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:....در همان سال (۱۶۶۵) اين فكر به نظرم آمد كه نيروي لازم براي نگه داشتن ماه در مدارش و نيروي گرانش در سطح زمين با تقريب خوبي با هم مشابهند. ويليام استوكلي، يكي از دوستان جوان ايزاك نيوتن مينويسد، وقتي با آيزاك نيوتن زير درختان سيب يك باغ مشغول صرف چاي بوده است نيوتن به او گفته كه ايده گرانش در يك چنين حايي به ذهنش خطور كرده است. استوكس مينويسد:«او در حالي كه نشسته و در فكر فرو رفته بود سقوط يك سيب توجهش را جلب ميكند و به مفهوم گرانش پي ميبرد. پس از آن به تدريج خاصيت گرانش را در مورد حركت زمين و اجسام سماوي به كار ميبرد........» البته بايد گفت: اينكه سيب مذكور به سر آيزاك نيوتن خورده است يا خيرمعلوم نيست! آيزاك نيوتن تا سال ۱۶۷۸ ،يعني تقريبا تا ۲۲ سال پس از درك مفهوم اساسي گرانش نتايج محاسبات خود را به طور كامل منتشر نكرد. در اين سال دستاوردهايش را در كتاب مشهور اصول كه از آثار بزرگ اوست منتشر كرد. از دلايلي كه باعث ميشد او نتايج خود را انتشار ندهد، ميتوان به دو دليل اشاره :يكي شعاع زمين ،كه براي انجام محاسبات لازم بود و آيزاك نيوتن آن را نميدانست و ديگري، آيزاك نيوتن به طور كلي از انتشار نتايج كار خود ابا داشت زيرا مردي كمرو و درونگرا بود واز بحث و جدل نفرت داشت. راسل در مورد او ميگويد:«اگر او با مخالفتهايي كه گاليله با آنها مواجه بود ،روبرو ميشد، شايد هرگز حتي يك سطر هم منتشر نميكرد. در واقع ،ادموند هالي(كه ستاره دنباله دار هالي به نام اوست) باعث شد آيزاك نيوتن كتاب اصول را منتشر كند. آيزاك نيوتن در كتاب اصول از حد مسائل سيب-زمين فراتر ميرود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعميم ميدهد. گرانش را ميتوان در سه قلمرو مطالعه كرد: جاذبه بين دو جسم مانند دو سنگ و يا هر دو شيئ ديگر.اگر جه نيروي بين اجسام به روشهاي دقيق قابل اندازه گيري است ولي بسيار ضعيف تر از آن است كه ما با حواس معمولي خود آن را درك كنيم. جاذبه زمين بر ما و اجسام اطراف ما كه يك عامل تعيين كننده در زندگي ماست و فقط با اقدامات فوق العاده ميتوانيم از آن رهايي پيدا كنيم. مانند پرتاب فضاپيماهايي كه بايد از قيد جاذبه زمين رها شوند. در مقياس كيهاني يعني در قلمرو منظومه خورشيدي و بر هم كنش سيارهها و ستاره ها،گرانش نيروي غالب است. آيزاك نيوتن توانست حركت سيارات در منظومه خورشيدي و حركت در حال سقوط در نزديكي سطح زمين را با يك مفهوم بيان كند.به اين ترتيب مكانيك زميني و مكانيك سماوي را كه قبلا از هم جدا بودند در يك نظريه واحد با هم بيان كند.از نظريههاي ديگر ميتوان به نظريه گرانش اينشتين يا همان نسبيت عام و همچنين نظريههاي كوانتومي اشاره كرد كه در اكثر آنها (نظريههاي كونتومي) عامل انتقال گرانش ذرات بوزوني بنام گرويتون (Graviton) هستند....... ..... تئوري نسبيت عام انيشتين: نيوتون فرض مي كرد كه نيروي گرانش به طور لحظه اي عمل مي كرد . نظر او اين بود كه اعمال شدن كشش خورشيد بر روي زمين محتاج زمان نيست ، و بر هم كنش هاي گرانشي ، حتي در فواصل نامحدود ستارگان ، در آني روي مي دهد . انيشتين به نادرست بودن اين نظر پي برد ، چرا كه هيچ بر هم كنشي ( و همچنين هيچ جسمي ) نمي تواند سريع تر از سرعت نور منتشر شود . از اين رو ، انيشتين تكميل نظريه ي جديدي را در باره ي گرانش آغاز كرد كه در آن هم سرعت انتشار گرانش همان سرعت نور باشد و هم بتواند حركت هاي سيارات را به خوبي نظريه ي نيوتون توضيح دهد. به فرجام رساندن اين كار ، نه از نظر فرمول بندي رياضي آسان بود و نه به راحتي در تصور مي آمد . انيشتين مجبور بود كه پيش از ترسيم تصوير كاملي از گرانش ، بعضي از تصورات پيشين درباره ي ماهيت فضا ، زمان و حركت را كنار بگذارد . وي لازم ديد كه منظره ي ساده و به راحتي قابل تصوري كه از فضا داريم ، يعني فضاي مسطح سه بعدي ، را نيز كنار بگذارد . در عوض ، آنچه از جانب انيشتين مطرح و نشان داده شد اين بود كه ميدان گرانشي در فضا ، مثلا ميدان ناشي از وجود خورشيد ، به اعوجاجي در فضا مي انجامد ، كه شدت آن به ميزان جرم جسم بستگي دارد . علاوه بر اين ، انيشتين دريافت كه صرفا در قالب جهان سه بعدي نمي توان به راحتي اين موضوع را درك كرد و از اين رو ، در معادلات خود ، زمان را به منزله ي بعد چهارم به كار برد. ما معمولا فرض مي كنيم كه يك رويداد تنها در فضا روي مي دهد و بنابراين فكر مي كنيم كه هر رويداد را تنها به كمك سه عدد ، كه مختصات فضايي آن را نشان مي دهد ، مي توان وصف كرد . انيشتين رويداد ها را در فضا-زمان توصيف كرد ، اما باز قدمي جلوتر نهاد و فرض كرد كه چهار بعد فضا-زمان مي تواند خميده باشد. سرانجام ، در 1916 ، نظريه ي نسبيت عام به طور كاملا رياضي بسط داده شد ، كه شامل معادلات توصيف كننده ي انحناي فضا-زمان در پيرامون يك جسم پر جرم بود. براي اين كه اين مساله را راحت تر تجسم كنيد ، لحظه اي فكر كنيد كه فضا-زمان ، به عوض چهار بعدي بودن ، دو بعدي است . ما مي توانيم اين فضا-زمان دو بعدي را به صورت يك صفحه ي مسطح ، كه هيچ جسم داراي جرم در مجاورت آن نيست ، نشان دهيم . اما در حضور يك جسم ، مانند خورشيد ، صفحه ي مسطح معوج مي شود . فرورفتگي ظاهر مي گردد كه نشانگر انحناي فضا-زمان در نتيجه ي ميدان گرانشي جسم است . هر چه جرم جسم بيشتر باشد ، به فرورفتگي بزرگتري در فضا-زمان مي انجامد . هر جسمي كه به قدر كافي به اين فرو رفتگي نزديك شود مجبور است كه مسير خود را تغيير دهد . اگر حركت جسم بسيار آرام و كاملا به سمت مركز فرورفتگي باشد ، به درون حفره ي فرورفتگي مي افتد و در ته آن ساكن مي شود . اگر جسم به هنگام حركت به سوي خورشيد ، سرعت كافي داشته باشد ، خورشيد را پشت سر مي گذارد ، اما مسير آن خط راست نخواهد بود . جسم ، موقعي كه از فرورفتگي عبور مي كند ، مستقيم ترين مسير ممكن را طي مي كند ( خط ژئودزيك) ، اما آشكا است كه اين خط نمي تواند خط مستقيم باشد ، زيرا صفحه اي كه جسم در آن حركت مي كند ، خميده است. از اين رو ، جسمي مانند يك دنباله دار ، هنگامي كه از كنار خورشيد مي گذرد ، در اثر گرانش خورشيد چنان تغيير مسير مي دهد كه پس از عبور از مجاورت آن ، راستايي كاملا متفاوت را در پيش مي گيرد . به همين ترتيب ، سياره اي مانند زمين ، علي رغم سرعت بسيار زيادي كه در فضا دارد ، گرفتار فرورفتگي فضا-زمان خورشيد مي شود و در ميان دامنه هاي اين فرورفتگي براي هميشه گردش مي كند. ....... سياه چاله چيست؟: به طور ساده سياه چاله قسمتي از فضا است كه جرم متمركز بسيار زيادي دارد بطوري كه هيچ جسمي شانسي براي فرار از جاذبه ي آن ندارد. تا به امروز بهترين تئوري براي جاذبه تئوري نسبيت اينشتين است و ما بايد در نتايج اين نظريه به اندازه ي كافي د قيق شويم تا بتوانيم سياه چاله ها را در جزئيات اين نظريه پيدا كنيم . فرض كنيد شما روي سطح سياره اي ايستاده ايد و سنگي را به هوا مي اندازيد اگر آنو به اندازه ي كافي با شدت به بالا پرتاب نكنيد آن سنگ به اندازه كمي بالا مي رود اما بعد از مدتي به علت شتاب جاذبه زمين آن سنگ شروع به سقوط مي كنه اگر شما به اندازه ي كافي آن سنگ رو محكم به هوا پرتاب كنيد شما مي توانيد آن رو از دام جاذبه ي آن سياه خارج كنيد و آن تا ابد در حال اوج گيري نسبت به آن سياره به حركت خود ادامه مي دهد به سرعتي كه شما لازم داريد تا سنگ از جاذبه ي آن سياره فرار كند " سرعت گريز " گفته مي شود همان طور كه حدس زده مي شود سرعت گريز به جرم سياره بستگي داره اگر سياره به اندازه ي كافي جرم زياد داشته باشد قاعدتا سرعت گريز بيشتري را طلب مي كند البته اين تنها عامل سرعت گريز نيست بلكه فاصله ما تا مركز سياره هم شرط ديگري است كه بر سرعت گريز تاثير مي گذارد رابطه ي فاصله با سرعت گريز رابطه ي عكس است براي مثال سرعت گريز از سطح سياره ي زمين 11/2 كيلومتر بر ثانيه است يا 25000 مايل بر ساعت در صورتي كه سرعت گريز از سطح ماه فقط 2/4 كيلومتر بر ثانيه است يا 5300 مايل بر ساعت (براي تبديل اين سرعت ها از سيستمي كه در پايين صفحه قرار دارد مي توانيد استفاده كنيد) حال تصور كنيد كه جسمي با جرمي فوق العاده زياد و شعاع فوق العاده كم داريم كه سرعت گريز از سطح آن به اندازه ي سرعت نور است سرعت گريز را از رابطه ي زير محاسبه مي گردد : V2=MG/R كه در آن V سرعت گريز از مركز ، M جرم سياره ، G ثابت گرانش و R فاصله ما تا مركز سياره است كه اگر ما روي سطح آن قرار گرفته باشيم برابر با شعاع آن سياره خواهد شد. شروع اوليه ي مطالعه ي چگالي شديد سياه چاله ها در سده ي 18 شروع شد ، تقريبا به فاصله ي كمي از انتشار نظريه ي نسبيت اينشتين كارل شوارتسشيلد موفق به حل معادله اي شد كه در مورد يك شي بحث مي كرد بعد ها اشخاصي مانند اپنهايمر ، ولكف و اشنايدر در سال 1930 متوجه وجود شي اي به نام سياه چاله در جهان شدند (البته واژه ي سياه چاله در سال 1969 توسط دانشمندي به نام جان آرچيبالد ويلر ابداع شد) اين دانشمندان نشان دادند كه وقتي ستارگان پر جرم سوخت خود را به طور كامل از دست مي دهند نمي توانند خود را تحمل كنند و نيروي جاذبه خودشان بر خودشان غلبه مي كند و آنها را به اصطلاح رمبيده مي كند به درون خود. در جهان نسبيت گرانش خود را در لباس خمش فضا و زمان نشان مي دهد . اجرام پر جرم فضا زمان را خميده مي كنند ، به اين دليل است كه هندسه نمي تواند آن را توصيف كند در كنار سياه چاله خمش فضا بسيار شديد است و به همين دليل خصوصيتهاي سياه چاله عجيب به نظر مي رسد سياه چاله ها داراي خصوصيتي به نام افق رويداد است اين افق رويداد سطحي كروي شكل است كه از آن به مرز سياه چاله ها نام برده مي شود شما مي توانيد داخل آن شويد اما نمي توانيد از آن خارج شويد در واقع به محض آنكه شما وارد آن شويد شما محكوم شده ايد كه به سمت مركز تكينگي كه در مركز سياه چاله واقع شده است كشيده شويد . شما مي توانيد فكر كنيد كه افق رويداد مكاني است كه سرعت گريز از آن برابر با سرعت نور است قاعدتا خارج است افق رويداد سرعت گريز كمتر از سرعت نور است براي يك رصدگر وقتي كه به افق رويداد نگاهي مي اندازيم البته نه با امكانات رصد چشمي بلكه راديويي و ... افق رويداد را سطحي كاملا كروي ثابت خواهيم يافت ولي اگر به آن كمي نزديك تر شويم متوجه تندي آن مي شويم در واقع آن دارد با سرعت نور حركت مي كند پس ما براي اينكه بتوانيم از سياهچاله فرار كنيم بايد سرعتي مافوق نور داشته باشيم . هنگامي كه به افق وارد شويد مختصات وضعيت فاصله شما از مركز به طور شتابداري كم مي شود ولي در عوض به خاطر هندسه ي منحصر به فرد سياه چاله ها مختصات زمان شما به طور شتابدار به سمت جلو مي رود به طوري كه شما فلواقع در آينده به سر خواهيد برد . ............
انواع سياهچاله :
شوارتس شيلد: ساده ترين نوع سياهچالههاست، بار و چرخش ندارد، تنها يك افق رويداد و يك فوتون كره دارد، از آن نمي توان انرژي استخراج كرد. شامل تكينگي ، نقطهاي است كه در آن ماده تا چگالي نامحدود در هم فرو رفته است......... رايزنر- نورد شتروم: هم بار دارد وهم چرخش ، مي تواند دو افق رويداد داشته باشد ، اما تنها يك فوتون كره دارد. شامل يك تكينگي نقطه اي است كه وجود آن در طبيعت نامحتمل است، زيرا بارهاي آن همديگر را خنثي مي كنند...... كر: چرخش دارد، اما بار ندارد. بيضي و از بيروني حد استاتيك است. منطقه تيره ميان افق رويداد و حد استاتيك ارگوسفر است، كه مي توان از آن انرژي استخراج كرد. مي تواند دو افق رويداد و دو حد استاتيك داشته باشد. دو فوتون كره دارد. شامل يك تكينگي حلقهاي است........... .. كر- نيومان: هم بار دارد و هم چرخش ، همان سياهچاله كر است، جز اينكه بار دارد، ساختارش شبيه ساختار سياهچاله كر است. ميتوان از آن انرژي استخراج كرد. يك تكينگي حلقهاي دارد... .... به نظر پژوهشگران چهارنوع سياهچاله همچنانكه ذكر شد مي تواند وجود داشته باشند. مهمترين موضوع در باب سياه چاله آنست كه، بدانيم ماده در داخل سياهچالهاي كه حاصل آمده است در نهايت به چه سرنوشتي دچار مي شود؟ اختر فيزيكدانان ميگويند: اگر مقداري ماده به داخل حفره سياه از قبيل آنچه كه از يك ستاره وزين مرده بجاي مانده بيندازيد، نتيجه نهايي همواره الزاما يك چيز خواهد بود و تنها جرم ، بار الكتريكي و اندازه حركت زاويه اي كه جسم با خود حمل مي كند باقي خواهند ماند. اما اگر كل جهان به داخل حفره سياه خود بيفتد، يعني به شكل سياهچاله در آيد، ديگر حتي كمياب بنيادي (جرم) ، بار الكتريكي و اندازه حركت زاويه اي نيز ناپديد مي گردند.
(شعاع شوارتس شيلد : )
بعد از مدت كمي كه از انتشار نسبيت عام گذشته بود كارل شوارتسشيلد اخترشناس آلماني با بررسي معادلات اين نظريه راه حلي را يافت كه فضاي اطراف جسم فشرده بسيار پر جرمي را كه ميدان گرانشي بسيار شديدي دارد توصيف مي كرد اين نكته مهم است كه بگوييم نيروي گرانش نه تنها به جرم بلكه به فاصله نيز بستگي دارد شوارتسشيلد دريافت كه اگر جرم يك جسم چنان متراكم شود كه در واقع تمام جرم آن در مركزش جاي بگيرد آنگاه فضا-زمان در فاصله ي معيني از جسم كه همان شعاع شوارتسشيلد است هندسه ي خاصي به خود مي گيرد جالب است كه بگوييم كه هيچ چيز نمي تواند از اين شعاع بگذرد و آنرا پشت سر بگذارد آنچه كه در نزديكي شعاع شوارتسشيلد روي مي دهد از ۲ زاويه ديد متفاوت است ۱- از بيرون : از بيرون از شعاع شوارتسشيلد اگر ما در جائي ساكن باشيم خواهيم ديد كه آن فضاپيمائي كه به داخل سياه چاله دارد سقوط مي كند تا بينهايت بايد سفر كند تا به جسم مركزي كشيده شوند ۲- از داخل : به محض اينكه پا به داخل اين شعاع مرگبار بگذاريد دنيا پيش روي شما تيره و تار خواهد شد. ببينيد هر جسمي شعاع شوارتسشيلد مخصوص به خود را دارد نه اينكه بگوييم فقط سياه چاله ها دارند ...شعاع شوارتسشيلد هر جرمي از فرمول زير محاسبه مي شود... توجه داشته باشيد كه r اندازه ي شعاع G ثابت جهاني گرانش M جرم ماده ي مورد نظر و در نهايت C سرعت نور است براي جرم ۳۰ منظومه شمسي شعاع شوارتسشيلد برابر است با ۱۰۰ كيلومتر!!!....... جالب اينجاست كه شخصي با نام جان ميشل در سال ۱۷۸۳ نكته اي جالب را كشف كرد كه سرعت گريز از سطح اين چنين جرمهايي (مانند سياه چاله ها) را اگر در فرمول زير قرار دهيم سرعت نور بدست خواهد آمد يعني سرعت گريز از سطح براي يك همچين جرمهايي سرعت نور است: V2/2=GM/r ............ (V سرعت گريز از سطح است) همان طور كه گفته شد زمان در اين شعاع با زمان جهاني فرق زيادي مي كند و در واقع داخل آن به چشم ناظر خارح آن صفر است و اگر شخصي را در آنجا ببيند در حالت سكون خواهد ديد اين جاذبه كه زمان را در واقع نگه مي دارد كار ديگري را هم انجام مي دهد تا به حال كلمه ي انتقال به رنگ قرمز خطوط طيفي به گوشتان خورده است وقتي جسمي آسماني پر جرم از خود پرتو بلند قرمز ساطع مي كند اين پرتو به دليل گرانش بالاي جرم آسماني و تاثير جاذبه روي نور به رنگ قرمز متمايل مي شود بله در اين جاذبه ي زياد نور يك همچين حالتي را پيدا مي كند.
خصوصيات سياهچاله ها
نيروي گرانش نزديك يك سياهچاله بسيار قوي است چرا كه همه ذرات سياهچاله در يك نقطه در مركزآن متمركز شده اند. فيزيكدانان به اين نقطه، نقطه تمركز (singularity) مي گويند و بر اين باورند كه اندازه آن از هسته يك اتم نيز كوچك تر است.
به سطح يك سياهچاله افق رويداد مي گويند. اين سطح يك سطح معمولي قابل ديدن يا لمس كردن نيست. در افق رويداد، كشش نيروي گرانش بينهايت قدرتمند است. يك شي در اين منطقه تنها براي يك آن مي تواند حضور داشته باشد و سپس در ذرات نورغرق شده و فرو مي رود.
ستاره شناسان براي تعيين اندازه يك سياهچاله شعاع افق رويداد را اندازه مي گيرند. شعاع يك سياهچاله بر حسب كيلومتر برابر است با سه برابر جرم خورشيدي اجرام موجود در سياهچاله. جرم خورشيد برابر است با يك جرم خورشيدي.
هيچ سياهچاله اي به طور دقيق هنوز كشف نشده. دانشمندان براي اثبات اين كه يك جرم فشرده يك سياهچاله است بايستي اثراتي را اندازه گيري كنند كه تنها يك سياهچاله قادر به اعمال و ايجاد آنها مي باشد. انحناي شديد موج نور و كند شدن بيش از حد زمان مي توانند دو نمونه از آثار وجود يك سياهچاله باشند. اما ستاره شناسان اجرام فشرده اي را پيدا كرده اند كه با كمي ترديد مي توان آنها را سياهچاله فرض نمود و ادامه اين مقاله نيز بر اساس اين يافته ها مي باشد.
تشكيل سياهچاله ها
طبق نظريه نسبيت عام، يك سياهچاله زماني ايجاد مي شود كه يك ستاره سنگين سوخت هسته اي خود را به اتمام مي رساند و پس از آن توسط نيروي گرانش خودش فشرده مي گردد. تا هنگاميكه ستاره در حال مصرف سوخت مي باشد، انرﮊي ناشي از آن تعادل ستاره را در برابر نيروي گرانش حفظ مي كند. پس از اتمام سوخت ستاره ديگر قادر به تحمل وزن خود نيست در نتيجه مركز ستاره دچار فروريختگي مي شود. اگر جرم مركز ستاره بيش از سه برابر جرم خورشيد باشد، ظرف كمتر از يك ثانيه درون نقطه تمركز فرو مي ريزد.
سياهچاله هاي كهكشاني
اغلب ستاره شناسان بر اين باورند كه كهكشان راه شيري— كهكشاني كه منظومه شمسي ما در آن قرار گرفته – شامل ميليونها سياهچاله است. دانشمندان تعدادي از آنها را در راه شيري پيدا كرده اند. اين اجرام در ستاره هاي دوتايي كه اشعه ايكس صادر مي كنند مي باشند. يك ستاره دوتايي، يك جفت ستاره اند كه دور يكديگر مي چرخند.
در يك ستاره دوتايي كه شامل يك سياهچاله و يك ستاره معمولي است، ستاره در فاصله نزديكي از سياهچاله در گردش است. در نتيجه، سياهچاله گازهاي ستاره را به شدت به درون خود فرو مي برد. سايش و اصطكاك اتم هاي موجود در اين گازها در منطقه افق رويداد دماي گازها را به چندين ميليون درجه مي رساند. به دنبال آن، انرﮊي به صورت اشعه ايكس از اين گازها متشعشع مي گردد. ستاره شناسان اين تشعشعات را با استفاده از تلسكوپ اشعه ايكس تشخيص مي دهند.
