بگذارید بدون مقدمه خیال تان را راحت کنیم. در فضای اطراف ما تا به حال چیزی به اسم کرمچاله پیدا نشده و بعید است که اصلا چنین چیزی در حالت طبیعی وجود داشته باشد. کرم چاله ها پل هایی میان یک مکان-زمان به مکان-زمانی دیگر هستند که در صورت ورود به آن، وارد نقطه ای خواهید شد که می تواند میلیون ها سال نوری اادامه مطلب ...
بگذارید بدون مقدمه خیال تان را راحت کنیم. در فضای اطراف ما تا به حال چیزی به اسم کرمچاله پیدا نشده و بعید است که اصلا چنین چیزی در حالت طبیعی وجود داشته باشد. کرم چاله ها پل هایی میان یک مکان-زمان به مکان-زمانی دیگر هستند که در صورت ورود به آن، وارد نقطه ای خواهید شد که می تواند میلیون ها سال نوری از مکان قبلی دور باشد و زمان در آن به طور دیگری بگذرد.
اما کهسیاهچاله ها یک موضوع کاملا متفاوت اند. تا به حال بی شمار سیاهچاله در سراسر کائنات پیدا شده. در این ناحیه، فضا و زمان شدیدا فشرده شده اند. براساس نظریه نسبیت اینشتین، اجسام می توانند به قدری فشرده شوند خمیدگی فضا-زمان ایجاد کنند.
علت اینکه آن را سیاهچاله می نامند کاملا مشخص است. هر چیزی که وارد سیاه چاله شود راه برگشتی ندارد و نور از این قاعده مستثنی نیست. در حقیقت نوری که وارد سیاهچاله ها می شود هیچ بازتابی از درون آن ندارد، بنابراین جز یک حفره سیاه رنگ هیچ چیزی نمی بینیم. درست همانند ماده تاریک که پیشتر در مورد آن برای تان گفته ایم.
همه این داستان ها از زمانی شروع شد که اینشتین در سال ۱۹۱۵ نظریه نسبیت را مطرح کرد و حالا بیش از صد سال از آن روزها می گذرد اما سیاهچاله ها هنوز برای ما نقطه ای تاریک و مبهم باقی مانده اند، با این حال اطلاعات جالبی از آن ها داریم و در آینده نیز قطعا بیشتر خواهیم فهمید.
سیاهچاله چیست؟
سیاه چاله چیزی است که پس از مرگ یه ستاره عظیم باقی می ماند. ستاره ها رآکتورهای همجوش عظیمی هستند که در خود می جوشند و به دو دلیل تمایل بسیار زیادی برای فروپاشی دارند: به غایت عظیم اند و از گاز تشکیل شده اند. این دو عامل کافی است تا میدان گرانشی شدیدی شکل گرفته و ستاره را از درون منهدم کند. بار دیگر که خورشید را در آسمان دیدید، به این فکر کنید که همان لحظه در سطح خورشید میلیون ها اتم در حال همجوشی با یکدیگر هستند تا هسته ای سنگین تر بسازند. و هر چه این فعالیت ادامه می یابد، خورشید پیرتر و پیرتر می شود تا در نهایت متلاشی شده و از بین برود.
واکنش های همجوشی که در هسته ی ستاره رخ می دهد همانند بمب های هسته ای عظیمی هستند که مرتبا کره را مورد اصابت قرار می دهند. توازن میان نیروی گرانشی ونیروی انفجاری، اندازه یک ستاره را تعریف می کند.
به محض اینکه ستاره از پای در می آید، واکنش همجوشی هسته ای متوقف می شود چرا که سوخت مورد نظر دیگر به اتمام رسیده و چیزی برای سوختن و انفجار وجود ندارد. در همین حال، نیروی انفجاری به صفر می رسد اما نیروی گرانشی سر جای خود باقی است بنابراین با قدرت هر چه تمام تر ستاره را به دورن می کشد.
ستاره که فشرده می شود به ناگه داغ شده و انفجار ابرنواختر صورت می گیرد که طی آن مواد و اشعه ها به درون فضا پرتاب می شوند. آنچه که باقی می ماند، هسته ی بسیار فشرده و عظیم است. گرانش هسته به قدری بالاست که حتی نور هم نمی تواند از آن فرار کند.
این جسم حالا یک سیاهچاله است و به معنای واقعی کلمه غیر قابل دیدن است، چرا که نوری از آن بازتاب نمی شود. اساس دیدن یک چیزی توسط انسان، دریافت نور تابیده شدن به آن است. اگر خودتان را درون اتاقی که هیچ نوری به آن نفوذ نمی کند حبس کنید، عملا هیچ چیزی مشاهده نمی کنید، دقیقا مثل زمانی که پلک های خود را بسته اید. بنا به همین دلیل، سیاهچاله ها هم اگرچه به نظر ملموس اند اما دیدنی نیستند.
به دلیل فشردگی بیش از حد و جاذبه قوی، هسته از قاعده فضا-زمان گذر می کند و یک چاله در فضا-زمان ایجاد می کند. به این دلیل آن را سیاهچاله می نامند.
هسته تبدیل به مرکز سیاهچاله می شود که آن را سینگولاریتی یا تکینگی می نامند و مرز ورود به سیاهچاله را ایونت هورایزن یا افق رویداد می نامند. افق رویداد جایی است که فضا-زمان در حال تغییر شکل است و اگر چیزی وارد آن منطقه شود به سوی تکینگی کشیده خواهد شد.
در واقع افق رویداد همانند دهان یک سیاهچاله است. اگر چیزی وارد آن شود، همه رویدادهایی که در فضا-زمان رخ می دهند متوقف خواهند شد و هیچ چیز، حتی نور با سرعت عجیب خود هم نمی تواند از آن فرار کند. به شعاع یک افق رویداد، شعاع شوارتزشیلد هم می گویند که بر اساس نام ستاره شناس آلمانی برگزیده شده. کارل شوارتزشیلد در فهم این دانش کمک بسیاری کرد و در حال حاضر نتیجه تحقیقات وی را مطالعه می کنیم.
اولین بار در سال ۱۹۷۵، دانشمندی با نام Pierre Simon Laplace با استفاده از تئوری جاذبه نیوتون محاسبه کرد که اگر جسمی بسیار فشرده شود، سرعت گریز جسم ازسرعت نور نیز بیشتر خواهد شد.
چگونه یک سیاهچاله را تشخیص می دهیم؟
شاید نتوانیم سیاهچاله را همانند تصاویر خیالی فوق ببینیم اما حضور آن را می توان با استفاده از اندازه گیری اثرات آن روی اجسام اطراف می توان متوجه شد. طرق زیر می تواند مورد استفاده قرار بگیرد:
- محاسبه جرم از طریق اجسامی که دور سیاهچاله می چرخند یا به مرکز آن فرو می روند
- اثر همگرایی گرانشی
- تشعشعات خارج شده از سیاهچاله
محاسبه جرم
بسیاری از سیاهچاله ها اطراف شان پر از اجسام دیگر است و با نگاه کردن و بررسی رفتار آن ها می توان به حضور سیاهچاله در آن ناحیه پی برد. سپس با استفاده از سرعت حرکت آن ها در اطراف یک سیاهچاله فرضی، جرم آن را نیز محاسبه می کنیم.
باید به دنبال یک ستاره یا صفحه ای از گازها باشید که در حال کشیده شدن هستند. برای مثال، اگر ستاره ای بزرگ یا صفحه ای از گازها حرکتی لرزشی یا چرخشی داشته باشند و دلیل واضح و قابل دیدنی هم برای حرکت شان دیده نشود، احتمالا یک عامل پنهانی می تواند این اثر را روی ستاره ای به آن عظمت ایجاد کند. پس با محاسبه حرکت ستاره می توان اندازه سیاهچاله را هم حساب کرد.
در مرکز کهکشان NGC 4261، دیسک چرخان و قهوه ای رنگی وجود دارد. این دیسک هم اندازه منظومه شمسی ماست اما وزن آن ۱٫۲ میلیارد برابر خورشید است. حجمی چنین عظیم نشان می دهد که سیاهچاله ای در این ناحیه جای خوش کرده است.
همگرایی گرانشی
نظریه عمومی نسبیت اینشتین پیش بینی می کند که گرانش می تواند در فضا-زمان خمیدگی ایجاد نماید. این بخش از نظر اینشتین بعدها در زمان وقوع یک کسوف خورشیدی به اثبات رسید، زمانی که جایگاه یک ستاره قبل، بعد و هنگام کسوف اندازه گرفته شد. جایگاه ستاره تغییر کرد آن هم به این دلیل که نور دریافتی از ستاره توسط جاذبه خورشید دچار خمش شد
در نتیجه جسمی با جاذبه شدید (همانند یک کهکشان یا سیاهچاله) اگر میان زمین و جسمی درخشان در دوردست قرار بگیرد می تواند در مسیر نور خمیدگی ایجاد کند، دقیقا همانطور که لنزها یا عدسی ها این کار را انجام می دهند. این اثر در تصویر فوق دیده می شود.
در تصویر بالا، همگرایی گرانشی برای MACHO-96-BL5 رخ داد و تلسکوپ هابل که این اتفاق را نظاره گر بود متوجه تفاوت شد. در نتیجه با تحقیق و جستجو محققین متوجه شدند که سیاهچاله ای از آن میان گذر کرده است.
تشعشعات
وقتی که ماده ها درون سیاهچاله می افتند، یک ستاره همراه را به وجود می آورند، گرمای جسم بالا می رود، به میلیون ها درجه کلوین می رسد و شتاب می گیرد. ماده بسیار داغ اشعه اکس از خود به بیرون ساطع می کند که آن را می توان اندازه گرفت.
ستاره Cygnus X-1 یک منبع قوی اشعه اکس است و کاندیدای خوبی برای تبدیل شدن به یک سیاهچاله نیز هست. همانطور که در تصویر فوق می بینید، امواج خورشیدی از ستاره همراه با نام HDE 226868، اجسام بسیاری را وارد دیسک چرخان سیاهچاله می کند. به محض اینکه مواد وارد سیاهچاله شوند، تابش اشعه اکس آغاز می شود.
علاوه بر اشعه اکس، سیاهچاله ها می توانند موادی را با سرعت بالا پرتاب کنند و فواره های اختر فیزیکی را شکل دهند. بسیاری از کهکشان ها با چنین اجرامی دیده شده اند. در حال حاضر باور بر این است که کهکشان های مذکور سیاهچاله های عظیمی در مرکز خود دارند. در تصویر فوق یک نمونه از آن ها را می توانید مشاهده نمایید.
البته، به یاد بسپرید که سیاه چاله ها جارو برقی های فضا نیستند، آن ها هیچ چیزی را مصرف نمی کنند. بنابراین اگرچه ما نمی توانیم آن ها را ببینیم اما شواهد غیرمستقیمی وجود دارد که بودن شان را تایید می کند. بسیاری از دانشمندان، نظریه پردازان و حتی داستان نویسان سیاهچاله را با سفر در زمان و کرمچاله ها مرتبط می دانند و هیچ بعید نیست که چنین نیز باشد.
شاید برایتان این سوال پیش آمده باشد که یک نوازنده برای اینکه به سطح حرفهای برسد، چند ساعت در روز با سازش تمرین میکند؟ نوازندگان حرفهای یک قانون واحد دارند؛ قانون 10 هزارساعته. روانشناسان در سراسر جهان به اندازه عمر یک انسان درگیر بحثی داغ درباره پرسشی بودند که بیشتر ما فکر میکردیم سالهاادامه مطلب ...
روانشناسان در سراسر جهان به اندازه عمر یک انسان درگیر بحثی داغ درباره پرسشی بودند که بیشتر ما فکر میکردیم سالها پیش پاسخ داده شده است؛ اینکه آیا چیزی به نام استعداد ذاتی وجود دارد؟ پاسخ مشخص این است: بله. همانطور که همه بازیکنهای «هاکی» به بازیکن حرفهای تبدیل نمیشوند.
تنها عدهای به سطح حرفهای میرسند؛ آنهایی که استعداد ذاتی دارند. موفقیت، یعنی استعداد به علاوه آمادگی. اما مشکل این دیدگاه آن است که هرچه روانشناسان بیشتر به مشاغل افراد مستعد نگاه میکردند، کمتر به نظر میرسید که استعداد، در آن شغل تاثیرگذار بوده باشد و بیشتر آمادگی افراد موجب موفقیتشان در آن حرفه شده است.
«ک. آندرس اریکسون» – روانشناس – و همکارش این سوال را مطرح کردند که یک ویلنزن از ابتدای به دست گرفتن ویلن تا تبدیل شدن به یک نوازنده حرفهای، تاکنون چند ساعت تمرین کرده است؟
آنها نوازندگان ویلن را به سه گروه تقسیم کردند؛ در گروه اول درخشانترین نوازندگان قرار داشتند. در گروه دوم کسانی بودند که به عنوان نوازنده «خوب» مورد داوری قرار گرفتند. در گروه سوم دانشجویانی بودند که احتمال نمیرفت هرگز بتوانند به طور حرفهای نوازندگی کنند و قصد داشتند در نظام مدرسههای دولتی به معلمان موسیقی تبدیل شوند.
اریکسون به یک نتیجه جالب رسید. نوازندگان برجسته تا زمان رسیدن به 20 سالگی، هر کدام مجموعا 10 هزار ساعت تمرین کرده بودند. برعکس، هنرجویان «خوب» در کل 8 هزار ساعت و معلمان موسیقی آینده مجموعا 4 هزار ساعت تمرین کرده بودند. همین نتایج در مورد نوازندگان پیانو نیز تکرار شد.
البته آنها نتوانستند، افراد «بیش از حد زحمتکش» را پیدا کنند؛ افرادی که سختتر از دیگران برای نوازندگی تلاش کرده بودند اما نتوانسته بودند، یک پیانیست یا ویلننواز خوب شوند. البته آدمهای موفق، افرادی هستند که خیلی سخت تلاش میکنند.
این عقیده که اجرای عالی یک کار پیچیده به میزان خاص و حساسی از تمرین احتیاج دارد، دوباره و دوباره در تحقیقات کارشناسان آشکار میشود. در واقع دانشمندان به چیزی رسیدهاند که معتقدند عدد جادویی برای کسب مهارت واقعی این عدد است: 10 هزار ساعت کار.
تصویری که از این تحقیقات به دست میآید، آن است که 10 هزار ساعت تمرین برای رسیدن به سطحی از مهارت و تبدیل شدن به یک کارشناس سطح جهانی در هر کاری، لازم است. در بررسیهای پی در پی از نوازندگان موسیقی، بازیکنان بسکتبال، نویسندگان داستانهای تخیلی، اسکیتبازان روی یخ، پیانیستهای کنسرتهای موسیقی، بازیکنان شطرنج، جانیان خطرناک و زیرک و غیره، این عدد بارها و بارها مطرح میشود.
به نظر میرسد که مغز این مدت وقت لازم دارد تا همه چیزهایی را که نیاز دارد کاملا درک کند تا بداند چگونه به مهارت واقعی برسد.
نکته جالب دیگر درباره 10 هزار ساعت تمرین اینکه 10 هزار ساعت واقعا وقت زیادی است. اما این تقریبا ناممکن است که شما به تنهایی بتوانید در سنین جوانی به این عدد برسید. شما باید والدینی داشته باشید که شما را تشویق و حمایت کنند. البته نباید مشکلات مالی نیز داشته باشید، زیرا اگر مجبور باشید برای امرار معاش شغل نیمه وقتی هم بگیرید،وقت زیادی در روز باقی نمیماند که بتوانید به اندازه کافی تمرین کنید. در واقع بیشتر مردم میتوانند به آن عدد برسند تنها در صورتی که خود را با یک برنامه خاص تطبیق دهند.
پینوشت: این متن از کتاب «تافتههای جدا بافته: داستان موفقیت»، نوشته ملکوم گلدول، ترجمهی میترا معتضد برداشته شده است.
کوچک کردن