سیاهچاله چیست

کره زمین و دیگر کرات و سیارات تشکیل دهنده جهان ما همگی دارای نیرویی هستند که اشیاء را به سوی خود جذب می کنند

● گرانش :

كره زمین و دیگر كرات و سیارات تشكیل دهنده جهان ما همگی دارای نیرویی هستند كه اشیاء را به سوی خود جذب می‌كنند این نیرو را گرانِش یا جاذبه می‌‌نامیم، كه نیوتن آن را كشف كرد. از دیر باز همواره دو مسئله مورد توجه بود: تمایل اجسام به سقوط به طرف زمین هنگام رها شدن. حركات سیارات،از جمله خورشید و ماه كه در آن زمان سیاره بشمار می‌آمدند. در گذشته این دو موضوع را جدا از هم میدانستند.یكی از دستاوردهای بزرگ آیزاك نیوتن این بود كه نتیجه گرفت: این دو موضوع در واقع امر واحدی هستند و از قوانین یكسانی پیروی می‌كنند. در سال ۱۶۶۵ ،پس از تعطیلی مدرسه به خاطر شیوع طاعون، نیوتن، كه در آن زمان ۲۳ سال داشت،از كمبریج به لینكلن شایر رفت.او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:....در همان سال (۱۶۶۵) این فكر به نظرم آمد كه نیروی لازم برای نگه داشتن ماه در مدارش و نیروی گرانش در سطح زمین با تقریب خوبی با هم مشابهند. ویلیام استوكلی، یكی از دوستان جوان ایزاك نیوتن می‌‌نویسد، وقتی با آیزاك نیوتن زیر درختان سیب یك باغ مشغول صرف چای بوده است نیوتن به او گفته كه ایده گرانش در یك چنین حایی به ذهنش خطور كرده است. استوكس می‌‌نویسد:«او در حالی كه نشسته و در فكر فرو رفته بود سقوط یك سیب توجهش را جلب می‌كند و به مفهوم گرانش پی می‌‌برد. پس از آن به تدریج خاصیت گرانش را در مورد حركت زمین و اجسام سماوی به كار می‌‌برد........» البته باید گفت: اینكه سیب مذكور به سر آیزاك نیوتن خورده است یا خیرمعلوم نیست! آیزاك نیوتن تا سال ۱۶۷۸ ،یعنی تقریبا تا ۲۲ سال پس از درك مفهوم اساسی گرانش نتایج محاسبات خود را به طور كامل منتشر نكرد. در این سال دستاوردهایش را در كتاب مشهور اصول كه از آثار بزرگ اوست منتشر كرد. از دلایلی كه باعث می‌‌شد او نتایج خود را انتشار ندهد، می‌توان به دو دلیل اشاره :یكی شعاع زمین ،كه برای انجام محاسبات لازم بود و آیزاك نیوتن آن را نمی‌دانست و دیگری، آیزاك نیوتن به طور كلی از انتشار نتایج كار خود ابا داشت زیرا مردی كمرو و درونگرا بود واز بحث و جدل نفرت داشت. راسل در مورد او می‌‌گوید:«اگر او با مخالفت‌هایی كه گالیله با آن‌ها مواجه بود ،روبرو می‌‌شد، شاید هرگز حتی یك سطر هم منتشر نمی‌كرد. در واقع ،ادموند هالی(كه ستاره دنباله دار هالی به نام اوست) باعث شد آیزاك نیوتن كتاب اصول را منتشر كند. آیزاك نیوتن در كتاب اصول از حد مسائل سیب-زمین فراتر می‌‌رود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعمیم می‌دهد. گرانش را می‌توان در سه قلمرو مطالعه كرد: جاذبه بین دو جسم مانند دو سنگ و یا هر دو شیئ دیگر.اگر جه نیروی بین اجسام به روش‌های دقیق قابل اندازه گیری است ولی بسیار ضعیف تر از آن است كه ما با حواس معمولی خود آن را درك كنیم.

جاذبه زمین بر ما و اجسام اطراف ما كه یك عامل تعیین كننده در زندگی ماست و فقط با اقدامات فوق العاده می‌توانیم از آن رهایی پیدا كنیم. مانند پرتاب فضاپیماهایی كه باید از قید جاذبه زمین رها شوند. در مقیاس كیهانی یعنی در قلمرو منظومه خورشیدی و بر هم كنش سیاره‌ها و ستاره ها،گرانش نیروی غالب است. آیزاك نیوتن توانست حركت سیارات در منظومه خورشیدی و حركت در حال سقوط در نزدیكی سطح زمین را با یك مفهوم بیان كند.به این ترتیب مكانیك زمینی و مكانیك سماوی را كه قبلا از هم جدا بودند در یك نظریه واحد با هم بیان كند.از نظریه‌های دیگر می‌توان به نظریه گرانش اینشتین یا همان نسبیت عام و همچنین نظریه‌های كوانتومی اشاره كرد كه در اكثر آنها (نظریه‌های كونتومی) عامل انتقال گرانش ذرات بوزونی بنام گرویتون (Graviton) هستند....... ..... تئوری نسبیت عام انیشتین: نیوتون فرض می كرد كه نیروی گرانش به طور لحظه ای عمل می كرد . نظر او این بود كه اعمال شدن كشش خورشید بر روی زمین محتاج زمان نیست ، و بر هم كنش های گرانشی ، حتی در فواصل نامحدود ستارگان ، در آنی روی می دهد . انیشتین به نادرست بودن این نظر پی برد ، چرا كه هیچ بر هم كنشی ( و همچنین هیچ جسمی ) نمی تواند سریع تر از سرعت نور منتشر شود .

از این رو ، انیشتین تكمیل نظریه ی جدیدی را در باره ی گرانش آغاز كرد كه در آن هم سرعت انتشار گرانش همان سرعت نور باشد و هم بتواند حركت های سیارات را به خوبی نظریه ی نیوتون توضیح دهد. به فرجام رساندن این كار ، نه از نظر فرمول بندی ریاضی آسان بود و نه به راحتی در تصور می آمد . انیشتین مجبور بود كه پیش از ترسیم تصویر كاملی از گرانش ، بعضی از تصورات پیشین درباره ی ماهیت فضا ، زمان و حركت را كنار بگذارد . وی لازم دید كه منظره ی ساده و به راحتی قابل تصوری كه از فضا داریم ، یعنی فضای مسطح سه بعدی ، را نیز كنار بگذارد . در عوض ، آنچه از جانب انیشتین مطرح و نشان داده شد این بود كه میدان گرانشی در فضا ، مثلا میدان ناشی از وجود خورشید ، به اعوجاجی در فضا می انجامد ، كه شدت آن به میزان جرم جسم بستگی دارد .

علاوه بر این ، انیشتین دریافت كه صرفا در قالب جهان سه بعدی نمی توان به راحتی این موضوع را درك كرد و از این رو ، در معادلات خود ، زمان را به منزله ی بعد چهارم به كار برد. ما معمولا فرض می كنیم كه یك رویداد تنها در فضا روی می دهد و بنابراین فكر می كنیم كه هر رویداد را تنها به كمك سه عدد ، كه مختصات فضایی آن را نشان می دهد ، می توان وصف كرد . انیشتین رویداد ها را در فضا-زمان توصیف كرد ، اما باز قدمی جلوتر نهاد و فرض كرد كه چهار بعد فضا-زمان می تواند خمیده باشد. سرانجام ، در ۱۹۱۶ ، نظریه ی نسبیت عام به طور كاملا ریاضی بسط داده شد ، كه شامل معادلات توصیف كننده ی انحنای فضا-زمان در پیرامون یك جسم پر جرم بود. برای این كه این مساله را راحت تر تجسم كنید ، لحظه ای فكر كنید كه فضا-زمان ، به عوض چهار بعدی بودن ، دو بعدی است . ما می توانیم این فضا-زمان دو بعدی را به صورت یك صفحه ی مسطح ، كه هیچ جسم دارای جرم در مجاورت آن نیست ، نشان دهیم . اما در حضور یك جسم ، مانند خورشید ، صفحه ی مسطح معوج می شود . فرورفتگی ظاهر می گردد كه نشانگر انحنای فضا-زمان در نتیجه ی میدان گرانشی جسم است . هر چه جرم جسم بیشتر باشد ، به فرورفتگی بزرگتری در فضا-زمان می انجامد .

هر جسمی كه به قدر كافی به این فرو رفتگی نزدیك شود مجبور است كه مسیر خود را تغییر دهد . اگر حركت جسم بسیار آرام و كاملا به سمت مركز فرورفتگی باشد ، به درون حفره ی فرورفتگی می افتد و در ته آن ساكن می شود . اگر جسم به هنگام حركت به سوی خورشید ، سرعت كافی داشته باشد ، خورشید را پشت سر می گذارد ، اما مسیر آن خط راست نخواهد بود . جسم ، موقعی كه از فرورفتگی عبور می كند ، مستقیم ترین مسیر ممكن را طی می كند ( خط ژئودزیك) ، اما آشكا است كه این خط نمی تواند خط مستقیم باشد ، زیرا صفحه ای كه جسم در آن حركت می كند ، خمیده است. از این رو ، جسمی مانند یك دنباله دار ، هنگامی كه از كنار خورشید می گذرد ، در اثر گرانش خورشید چنان تغییر مسیر می دهد كه پس از عبور از مجاورت آن ، راستایی كاملا متفاوت را در پیش می گیرد . به همین ترتیب ، سیاره ای مانند زمین ، علی رغم سرعت بسیار زیادی كه در فضا دارد ، گرفتار فرورفتگی فضا-زمان خورشید می شود و در میان دامنه های این فرورفتگی برای همیشه گردش می كند. .......

نویسنده : كویر

---