سیاهچاله چیست و چطوری قابل تشخیصه؟
رمز را فراموش کردید ؟ لطفا ایمیل را وارد کنید تا لینک تغییر پسورد به ایمیل شما ارسال شود
Please briefly explain why you feel this question should be reported.
لطفا به طور خلاصه توضیح دهید که چرا شما احساس می کنید این پاسخ باید گزارش شود.
Please briefly explain why you feel this user should be reported.
بهترین جا برای اشتراک ایده ها و کمک به دیگران برای انتشار بیشتر علم و دانش!!
ساخت یک حساب جدید
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
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.
منبع: HowStuffWorks
کوچک کردنانیشتین در سال 1915 در نظریه نسبیت عام خود از سیاهچالهها سخن گفت. این پدیده مرموز طبیعی کماکان در کانون توجه فیزیکدانان و اخترشناسان است. در کلامی ساده، سیاهچاله چیزی است که از متلاشی شدن یک ستاره بزرگ باقی میماند. اگر با مفهوم "ستاره" آشنا باشید میدانید که ستاره جسم بزرگی است که در داخل آن همجادامه مطلب ...
انیشتین در سال 1915 در نظریه نسبیت عام خود از سیاهچالهها سخن گفت. این پدیده مرموز طبیعی کماکان در کانون توجه فیزیکدانان و اخترشناسان است.
در کلامی ساده، سیاهچاله چیزی است که از متلاشی شدن یک ستاره بزرگ باقی میماند. اگر با مفهوم “ستاره” آشنا باشید میدانید که ستاره جسم بزرگی است که در داخل آن همجوشی در مقیاسی بزرگ و به طور پیوسته انجام میشود.
به دلیل بزرگ بودن جرم ستارهها و گسترده بودن گاز در ساختار آنها، میدان جاذبه گرانشی همواره در تلاش برای متلاشی کردن ستاره است. از طرفی همجوشی که در مرکز ستاره انجام میشود عامل ایجاد ثبات در این میان است و با مقابله با میدان گرانش، ستاره را از نابودی حفظ میکند.
هنگام متلاشی شدن ستاره، نیروی لازم برای همجوشی نابود میشود. در همین حال نیروی جاذبه گرانشی ستاره، محیط را برای اعمال نیروی خود آزاد میبیند و شروع به جذب همه مواد و اجرام در اطراف خود میکند.
با پر شدن فضای درون هسته ستاره، دمای هسته افزایش مییابد و این امر عامل یک انفجار سهمگین است که تمام تابشها و شعاعهای انفجار آن در فضا پخش میشود. چیزی که از این انفجار باقی میماند هستهای فشرده و بسیار بزرگ است. میدان گرانش این هسته آنقدر وسیع و قوی است که حتی شعاعهای نور نیز از در امان نیستند.
شعاع دهانه به نام “شعاع شواترزشیلد” معروف است. این نام را به افتخار اختر شناس بزرگ، کارل شواترزشیلد انتخاب کردهاند که به پیشرفت تئوریهای مربوط به سیاهچاله کمکهایی کردهاست.
در کل دو نوع سیاهچاله وجود دارد:
• شواترزشیلد (Schwarzchild): سیاهچاله غیر دوار
• کِر(Kerr): سیاهچاله دوار
–سیاهچاله کارل شواترزشیلد سادهترین نوع است که در آن مرکز دوران نمیکند و ثابت است. این نوع سیاهچاله تنها دارای یک نقطه یکتایی و یک افق رویداد است.
–سیاهچالههای کِر در طبیعت به وفور یافت میشوند و در آنها هسته دوران می کند و دلیل این دوران نیز، ستارهای است که این سیاهچالهها از آن به وجود آمدهاند.
معمولاً این ستارههای دوار هستند که سیاه چالههای کِر را بوجود میآورند. وقتی که ستارهای دوار متلاشی میشود، هسته آن همچنان دوران میکند و به همین دلیل سیاهچاله بوجود آمده نیز به صورت دوار به جا میماند. اگر با “اندازه حرکت دورانی” آشنا باشید این مطلب را بهتر متوجه میشوید.
سیاهچاله کِر از چهار قسمت زیر تشکیل میشود:
• تکینگی (Singularity) : همان هسته بجا مانده از ستاره متلاشی شدهاست.
• افق رویداد: دهانه سیاهچاله
• کارکُره (Ergosphere): اگر یک سیاهچاله حرکت مداری داشته باشد، آغاز به کشیدن فضا – زمان به دور افق رویداد میکند. این گردش فضا به دور افق رویداد را کارکُره (ergosphere) میگویند و شکل بیضوی دارد.
•حد ایستائی (Static Limit): مرز بین کارکره و فضای عادی
اگر جسمی از میان کارکره عبور کند و از دوران آن انرژی کسب کند شانس فرار از سیاه چاله را دارد. ولی اگر جسمی از افق رویداد گذر کند به دورن سیاهچاله مکیده میشود. در حال حاضر هیچ کدام از تئوریهای فیزیک نمیتواند توضیح دهد که درون سیاهچاله چه اتفاقی برای ماده و انرژی میافتد.
با اینکه تا بحال هیچ سیاهچالهای توسط انسان دیده نشده است، سه خاصیت اصلی سیاهچاله برای ما قابل اندازهگیری است:
• جرم
• بار الکتریکی
• اندازه حرکت دورانی
جرم سیاهچاله و اندازه حرکت آن را میتوان توسط اجرام در حال حرکت اطراف آن و قوانین کپلر اندازه گرفت.
چیزی که ما به دنبالش هستیم یک ستاره یا حلقه گازی است که با رویت آن و مشاهده رفتار آن بتوانیم حضور سیاهچاله را تشخیص دهیم. برای مثال از مشاهده حرکت دورانی ستارهای میفهمیم که اثری نامرئی و غیر محسوس عامل این دوران است و سپس در مییابیم که این اثر از جرم متراکم عظیمی میآید. از اینجا احتمال حضور یک سیاهچاله را میدهیم.
یک از راههای کشف سیاهچالهها استفاده از امواج گرانشی است که هنگام فروپاشی گسیل می کنند. هر جرم اختری از حیث شکل نامتقارن تششع ممکن است یک منبع قابل اکتشاف مشخص به وجود آورد.
زمانی که جسمی به درون سیاهچاله مکیده میشود دمایش به هزاران درجه کلوین میرسد و شتاب بزرگی میگیرد. این اجرام امواج مختلفی را گسیل میکنند که ساده ترین آن اشعه ایکس است که توسط رصدخانهها و آشکارسازهای بیرون جو قابل رویت هستند.با وجود تمام تلاشهای دانشمدان در شناخت سیاهچالهها، این پدیدههای فضایی یکی از مرموزترین و جذابترین موضوعات اختر فیزیک باقی میمانند.
اکنون هستهای که داریم یک سیاهچاله (Black Hole) است. اگر یک سیاهچاله حرکت مداری داشته باشد، آغاز به کشیدن فضا-زمان به دور افق رویداد میکند. این گردش فضا به دور افق رویداد را کارکُره (ergosphere) میگویند و شکل بیضوی دارد.
هسته ستاره متلاشی شده به عنوان مرکز سیاهچاله یا تکینگی (نقطه یکتایی) در نظر گرفته میشود. دهانه سیاهچاله به ” افق رویداد” یا Event Horizon معروف است.
ابتدا برای فهم بهتر سیاهچالهها بد نیست این را بدانید سیاهچالهها به قدری متراکمند که اگر کل کرهٔ زمین قطرش به 0.9 سانتیمتر تقلیل یابد اما جرمش ثابت بماند به یک سیاهچاله تبدیل میگردد.
شاید بهتر است افق رویداد را به عنوان دهانه سایهچاله در نظر بگیرید که همه چیز را میبلعد. وقتی چیزی از افق رویداد میگذرد برای همیشه از بین میرود.
منبع:yjc.ir
کوچک کردنسیاه چاله ناحیه ای از فضا است که جاذبه آنقدر قوی است که هیچ چیز – هیچ ذره ای یا حتی تابش الکترومغناطیسی مانند نور – نمی تواند از آن فرار کند. نظریه نسبیت عام پیش بینی می کند که یک جرم فشرده به اندازه کافی می تواند باعث تغییر شکل فضا – زمان شود و یک سیاه چاله را ایجاد کند. مرز منطقه ای که هیچ گریزی اادامه مطلب ...
سیاه چاله ناحیه ای از فضا است که جاذبه آنقدر قوی است که هیچ چیز – هیچ ذره ای یا حتی تابش الکترومغناطیسی مانند نور – نمی تواند از آن فرار کند. نظریه نسبیت عام پیش بینی می کند که یک جرم فشرده به اندازه کافی می تواند باعث تغییر شکل فضا – زمان شود و یک سیاه چاله را ایجاد کند.
مرز منطقه ای که هیچ گریزی از آن امکان پذیر نیست ، افق رویداد نامیده می شود. اگرچه افق رویداد تأثیر زیادی در سرنوشت و شرایط عبور شی از آن دارد ، اما بر اساس نسبیت عام هیچ ویژگی قابل تشخیص محلی ندارد.
از بسیاری جهات ، سیاهچاله مانند یک جسم سیاه ایده آل عمل می کند ، زیرا هیچ نوری را منعکس نمی کند. علاوه بر این ، نظریه میدان کوانتومی در فضای خمیده پیش بینی می کند که افق های رویداد، تابش هاوکینگ را منتشر می کنند که دمای آن بطور معکوس متناسب با وزن آن جرم است. این دما به ترتیب میلیاردها میلیارد کلوین برای سیاهچاله های با جرم اختری است و مشاهده آن مستقیماً غیرممکن است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
تاریخچه کشف سیاه چاله ها
اولین بار در قرن هجدهم اجسامی که میدان های گرانشی آنها برای فرار از نور زیاد نیست ، توسط جان میشل و پیر سیمون لاپلاس مورد بررسی قرار گرفتند. اولین راه حل مدرن نسبیت عام که یک سیاهچاله را مشخص می کند توسط کارل شوارتزیلد در سال ۱۹۱۶ یافت شد ، اگرچه تفسیر آن به عنوان منطقه ای از فضا که هیچ چیز از آن فرار نمی کند اولین بار توسط دیوید فینکلشتاین در سال ۱۹۵۸ منتشر شد.
سیاه چاله ها برای مدت مدیدی به عنوان غرابت ریاضیاتی در نظر گرفته می شدند تا اینکه در دهه ۱۹۶۰ تحقیقات تئوریک نشان داد كه آنها پيش بينی عادی نسبيت عمومی هستند. کشف ستاره های نوترونی توسط جوسلین بل برنل در سال ۱۹۶۷ علاقه به جاذبه حاصل از فروپاشی را به عنوان یک واقعیت فیزیکی احتمالی ایجاد کرد.
پیش بینی می شود سیاه چاله های وقتی شکل می گیرند که یک ستاره غول پیکر در پایان چرخه زندگی خود دچار فروپاشی می شود. سپس سیاهچاله ، می تواند با جذب اجرام از محیط اطراف به رشد خود ادامه دهد. با جذب ستاره های دیگر و ادغام با سیاه چاله های دیگر ، سیاهچاله های عظیم با جرمی میلیون ها برابر خورشید ممکن است تشکیل شوند. این اتفاق نظر وجود دارد که سیاهچاله های بزرگ در مراکز بیشتر کهکشان ها وجود دارند.
چگونه می توان وجود سیاه چاله را اثبات کرد؟
وجود سیاهچاله را می توان از طریق برهم کنش آن با مواد دیگر و تابش الکترومغناطیسی مانند نور مرئی استنباط کرد. ماده ای که روی سیاه چاله می افتد می تواند یک دیسک برافزایشی خارجی ایجاد کند که با اصطکاک گرم می شود و کوازارها – برخی از درخشان ترین اجرام جهان را تشکیل می دهد. ستاره هایی که از مسیری بیش از حد نزدیک به یک سیاهچاله بزرگ در حال عبور هستند ، می توانند به صورت جریانی خرد شوند که قبل از “بلعیده شدن” بسیار درخشان شوند.
از چنین مشاهداتی می توان برای حذف گزینه های احتمالی مانند ستاره های نوترونی استفاده کرد. به این ترتیب ، منجمان تعداد زیادی از کاندیداهای سیاهچاله ستاره ای را در سیستم های باینری شناسایی کرده و مشخص کردند که منبع رادیویی معروف به قوس A * ، در هسته کهکشان راه شیری ، دارای سیاه چاله ای عظیم در حدود ۴.۳ میلیون توده خورشیدی است.
در ۱۱ فوریه ۲۰۱۶ ، همکاری علمی LIGO و ویرجین اولین تشخیص مستقیم امواج گرانشی را اعلام کردند که اولین مشاهده ادغام سیاهچاله را نیز نشان می دهد. از دسامبر ۲۰۱۸ ، یازده رویداد موج گرانشی مشاهده شده است که از ده سیاهچاله ادغام شده (همراه با یک ادغام ستاره نوترونی دوتایی) نشات گرفته است. در پی مشاهدات انجام شده توسط تلسکوپ Event Horizon در سال ۲۰۱۷ از سیاهچاله بزرگ در مرکز کهکشان Messier 8 ، در ۱۰ آوریل ۲۰۱۹ ، اولین تصویر مستقیم از سیاهچاله و نواحی مجاور آن منتشر شد.
سیاه چاله چگونه شکل می گیرد؟
به طور کلی پذیرفته شده است که ستاره هایی با جرم حداقل سه برابر بیشتر از خورشید ما می توانند پس از اتمام سوخت ، دچار فروپاشی شدید گرانشی شوند. با جرم زیاد در یک حجم محدود ، نیروی جاذبه جمعی بر قاعده ای غلبه می کند که معمولاً اجسام سازنده اتم ها را از اشغال همان فضا باز می دارد. با این تراکم یک سیاهچاله ایجاد می کند.
در رابطه با نوع دوم سیاهچاله مینیاتوری هرچند هرگز مشاهده نشده فرض بر این است که آنها هنگامی تشکیل شده اند که خلا موج دار جهان اولیه در یک واقعه معروف به تورم به سرعت گسترش یافته و باعث فروپاشی مناطق بسیار متراکم می شود. جرم این سیاهچاله های اولیه کوچکتر است – بعضی حتی به جرم زمین نزدیک هستند.
برخی سیاهچاله ها ظاهراً منشأ غیر ستاره ای دارند. اخترشناسان مختلف حدس می زنند که حجم زیادی از گاز بین ستاره ای جمع شده و در سیاه چاله های بزرگ در مراکز اختروش ها و کهکشان ها فرو می ریزد. توده ای از گاز که به سرعت در سیاه چاله سقوط می کند بیش از ۱۰۰ برابر انرژی آزاد شده توسط مقدار مشابه جرم از طریق همجوشی هسته ای تخمین زده می شود. بر این اساس ، سقوط میلیون ها یا میلیاردها توده خورشیدی گاز بین ستاره ای تحت نیروی جاذبه در یک سیاهچاله بزرگ ، تولید انرژی عظیم کوازارها و برخی از سیستم های کهکشانی را به همراه دارد.
انواع سیاه چاله ها از نظر اندازه
ابر سیاه چاله ها
این سیاهچاله ها جرمی بین چند میلیون تا چند میلیارد برابر جرم خورشید دارند و در مراکز کهکشان های مختلف قرار می گیرند. بزرگترین ابرسیاه چاله نزدیک کهکشان راه شیری سیاهچاله مرکزی کهکشان مسیه ۸۷ است که جرمی برابر با ۱۰۹×(۰٫۵±۶٫۴) جرم خورشید دارد که به فاصله ۵۳٫۵ میلیون سال نوری از ما قرار گرفته است. یکی دیگر از بزرگ ترین سیاهچاله های شناخته شده سیاه چاله OJ 287 در صورت فلکی خرچنگ است که ۱۸ میلیارد برابر خورشید است و با فاصله ۳٫۵ میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد.
سیاه چاله های با جرم متوسط
این سیاهچاله ها با بررسی و یافتن منابع اشعه ایکس با شدت زیاد در کهکشان های نزدیک یافت شدند. این سیاهچاله با منابع فوق درخشان پرتو ایکس ، بیشتر در نواحی شکل گیری ستاره ها دیده می شوند. علاوه بر این می توان با مشاهده تابش گرانشی منتشر شده از جسم فشرده نیز به آنها رسید. فرض بر این است که این سیاهچاله ها با برخورد سیاهچاله هایی با جرم کمتر متولد می شوند.
سیاه چالههای ستاره وار
این سیاه چاله ها که چند ده برابر جرم خورشید هستند با رمبش گرانشی ستاره های بزرگ شکل می گیرند و با تابش اشعه ایکس مشخص می شوند.
ریزسیاه چاله ها
جرم این سیاه چاله ها بسیار کوچک است و می توان با مکانیک کوانتومی آنها را بررسی کرد. محاسبات هاوکینگ نشان می دهد که این سیاهچاله هرچقدر کوچکتر باشد سرعت تبخیر آن بیشتر خواهد بود در نتیجه به محض تولد تبخیر شده و از بین می روند.
نظریه وجود کوتوله ها و غول ها
اکنون که نحوه تشکیل سیاه چاله ها کاملا شرح داده شده است دانشمندان در صدد کشف این راز هستند که چرا آنها از نظر اندازه با یکدیگر فرق دارند.
برای جواب دادن به این پرسش باید گفت که سیاه چاله ها فقط بزرگ و عظیم نیستند بلکه بینهایت سیاه چاله با اندازه معمولی وجود دارند که در نتیجه مرگ ستاره های بزرگ و سنگین ایجاد شده اند که جرمی بین ۱۰ تا ۲۴ برابر خورشید را دارند و تخمین زده شده که تنها در کهکشان راه شیری بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ میلیون مورد از این سیاه چالهها وجود دارد.
ولی سیاه چاله های غول پیکر تحت عنوان ابرسیاه چاله شناخته می شوند میلیونها برابر خورشید هستند آنها اکثرا در مراکز کهکشان ها قرار دارند و با استفاده از حرکت توده اجرام فضایی در اطرافشان قابل شناسایی هستند مانند سیاه چاله موجود در مرکز کهکشان راه شیری که ما در آن قرار داریم.
کوچک کردن