نوشته‌ها

داستان سیاه چاله قسمت سه

داستان سیاه‌چاله‌ها ـ ۳

داستان سیاه‌چاله‌ها

قسمت سوم

 

داستان سیاه چاله قسمت سوم

به نام خدا

… ادامه‌ی داستان

 براساس ویژگی‌هایی که برای نیروی جاذبه (گرانش) بیان کردیم نتیجه می‌‌گیریم که هرچقدر جرم یک جسم نجومی (مثلا یک سیاره، قمر یا یک ستاره) بیشتر و بزرگتر باشد، آن کره با قدرت و جاذبه بیشتری اجسام دیگر را به سوی خود جذب می‌کند.

این کاملا مشخص و ثابت شده است که کره‌ای کوچک همچون ماه با نیروی کمی اجسام را به سوی خودش جذب می کنند ولی زمین با نیروی قوی‌تر و بزرگتر.

به همین صورت سیاره غول پیکر مشتری، گرانش قوی‌تری دارد و در نهایت شدت و قدرت گرانش هیچکدام از کره‌های موجود در منظومه شمسی به پای جاذبه خورشید نخواهد رسید.

حال

اگر بخواهیم به صورت فرضی جسم کوچکی نظیر یک توپ را از سطح هر کدام از کره‌هایی که نام بردیم به سمت «بالا» پرتاب کنیم تا در نهایت از دام گرانش و جاذبه آن کره خارج شود و از آن جدا شود؛ نیاز به قدرت‌ها یا نیروهای متفاوتی داریم.

واضح است که بیشترین قدرت و نیرو را باید بر سطح خورشید به آن توپ کوچک وارد کنیم تا بتواند از قید جاذبه خورشید فرار کند.

اخترشناسان اصطلاحی به کار می‌برند که «سرعت فرار» از سطح یک جسم نام دارد.

این سرعت فرار عبارت است از کمترین سرعتی که باید به یک جسم (مانند همان توپ) بر سطح یک کره (مثلاً زمین، سیاره‌ها، خورشید و حتی ستاره‌ها) بدهیم تا آن جسم به صورت عمودی از سطح آن کره جدا شود و از قید گرانش آن فرار کند؛ البته با فرض این‌که نیروی مقاومت هوا یا اتمسفر وجود نداشته باشد.

نمی‌دانم که خود نیوتن در مورد محاسبه سرعت فرار یا قوانین آن فعالیتی کرده است یا خیر؛ اما در زمان‌های بعد از او برای دانشمندان مشخص شده بود که سرعت فرار از سطح یک کره به دو ویژگی آن بستگی دارد:

  1. شعاع آن کره
  2. مقدار جرم کره

هر چقدر شعاع کره کوچک‌تر و مقدار جرم آن بیشتر باشد، سرعت فرار هم از سطح آن بیشتر خواهد بود (و برعکس).

به عنوان مثال سرعت فرار از سطح ماه ۲٫۴ کیلومتر بر ثانیه است و مقدار آن در سطح زمین به ۱۱٫۲ کیلومتر بر ثانیه می‌رسد و در نهایت برای فرار از جاذبه قدرتمند خورشید، باید به سرعت ۶۱۷٫۵  کیلومتر بر ثانیه در سطح خورشید رسید تا از قید جاذبه آن رها شد!

اجازه دهید کمی به زبان آدمیزاد بیان کنم:

در مورد زمین، اگر آن توپ مورد نظرمان را با ضربه‌ای بسیار محکم به بالا (عمودی) پرتاب کنیم به شرطی که سرعتش هنگام پرتاب ۴۰٫۲۷۰ کیلومتر بر ساعت (= ۱۱٫۲ کیلومتر برثانیه) بشود، آن وقت می‌تواند از جاذبه زمین فرار کند و دیگر به زمین بازنگردد. (البته حواسمان باشد که اثر مقاومت هوای موجود در جوّ را در نظر نگرفتیم و در واقع باید کمی بیش از این مقدار به آن توپ سرعت بدهیم!)

احتمالا کمی دچار تعجب شده‌اید! ولی همین است دیگر، خاصیت نیروی جاذبه است و زمین هم یک کره‌ی بسیار بزرگ و سنگینی است برای خودش!

دیگر خودتان سرعت فرار از سطح خورشید را مقایسه کنید که چقدر زیاد و عظیم خواهد بود!

حالا تصور بکنید که ستاره‌هایی که چندین برابر خورشید سنگین‌تر و فشرده‌تر هستند چه سرعت فرار بزرگ و غیرقابل تصوری خواهند داشت.

و این‌جا جایی است که آرام آرام، سر و کله‌ی سیاه‌چاله‌های مرموزمان پیدا خواهد شد.

زمانی که در قرن هجدهم میلادی (به صورت دقیق در ۱۷۸۳ میلادی) یک دانشمند انگلیسی که علاقه و تجربه زیادی به مطالعه و پژوهش در مورد نیروی گرانش داشت، فرض عجیبی را مطرح کرد:

ستاره‌های تاریک

 

ادامه دارد … .

شنبه ۲۸ اردیبهشت ۱۳۹۸

نویسنده: محمد همایونی

خسوف یا ماه گرفتگی

طولانی ترین ماه گرفتگی قرن ۲۱

طولانی ترین ماه گرفتگی یا خسوف قرن ۲۱

خسوف یا ماه گرفتگی

طولانی ترین خسوف یا ماه گرفتگی قرن

آسمانِ شب و پدیده‌های آن همواره برای ما انسان‌ها و خصوصا آن‌ها که کنجکاوی زیادی دارند، صحنه خلق پدیده‌های شگرف و زیبا بوده است. در بین همه پدیده‌های نجومی، گرفت‌ها را می‌توان از جمله زیباترین‌شان برشمرد. ماه گرفتگی یا خسوف هرچند که در رتبه دوم از لحاظ جذابیت و هیجان قرار می‌گیرد، اما همواره می‌تواند چشمانِ مشتاق و کنجاو انسان‌ها را به سوی خود جلب کند.

شامگاه جمعه ۵ مرداد ۱۳۹۷ شاهد ماه گرفتگی کاملی هستیم که طبق اطلاعات بیان شده، طولانی‌ترین خسوف قرن ۲۱ میلادی هم هست. خوشبختانه این ماه گرفتگی با شرایطی اتفاق می‌افتد که می‌توان تمام مراحل آن را از ایران و کشورهای اطرافش مشاهده کرد؛ و نکته مهمش این‌که پس از آن‌که ماه مراحل گرفت را طی می‌کند تا کاملا در سایه زمین قرار بگیرد، به مدت ۱۰۳ دقیقه در سایه زمین خواهد ماند. همین ۱۰۳ دقیقه آن را طولانی‌ترین خسوف قرن قرار داده است.

ماه گرفتگی چگونه اتفاق می‌افتد؟

خسوف یا ماه گرفتگی هنگامی اتفاق می‌افتد که زمین بین ماه و خورشید قرار بگیرد و از قضا موقعیت مداریِ ماه هم طوری باشد که بتواند وارد سایه زمین شود و آرام آرام رُخ در نقاب سایه تیره زمین، پنهان کند. از آن جهت که زمین باید بین خورشید و ماه باشد، بنابراین همیشه ماه گرفتگی‌ها هنگام ماهِ بدر یا ماه کامل اتفاق می‌افتند.

البته سوال مهمی ممکن است در ذهن ما ایجاد شود که پس چرا در وسط هر ماه قمری که ماه به صورت کامل است، شاهد ماه گرفتگی نیستیم؟ علت آن خیلی ساده است، در بیشتر زمان‌ها ماه از بالا یا پایین سایه زمین عبور می‌کند و وارد سایه نخواهد شد. دلیلش هم این است که مدار ماه به گِرد زمین یک زاویه حدود ۵ درجه‌ای با صفحه مداری زمین می‌سازد و همین زاویه باعث می‌شود در بیشتر مواقع ماه از سایه زمین فرار کند.

زمان بندی مراحل مختلف گرفتِ ماه در شامگاه ۵ مرداد ۱۳۹۷ در ایران:

مراحل ماه گرفتگی کامل مرداد 1397

امتیاز تصویر: ستاره شناس

انواع ماه گرفتگی

ماه گرفتگی‌ها را در سه نوع می‌توان دسته بندی کرد:

  • خسوف نیم‌سایه‌ای
  • خسوف جزئی
  • خسوف کلی

هرگاه ماه وارد نیم‌سایه زمین شود، به آن خسوف نیم‌سایه‌ای گفته می‌شود که در این حالت، فقط می‌توان شاهد کاهش بسیار جزئی در نورانیت ماه بود. (سایه و نیم‌سایه در ویدئوی موجود در این صفحه توضیح داده شده است.) ماه گرفتگی جزئی حالتی است که قسمتی از سطح ماه وارد سایه زمین شده است و در خسوف کلّی هم همه سطح آن داخل سایه زمین شده و نوری به صورت مستقیم از خورشید به آن نمی‌تابد.

هرگاه یک ماه گرفتگی کلی اتفاق بیافتد، دو نوع دیگر را هم در مراحل خودش دارد، ولی دو نوع اول می‌توانند به صورت مجزا هم اتفاق بیافتند. اتفاقا در هر نقطه از کره زمین تعداد خسوف‌های جزئی و نیم‌سایه‌ای را بیش از نوع کلّی می‌توان مشاهده کرد.

در ویدئوی زیر برنامه زمان‌بندی مراحل ماه گرفتگی ۵ مرداد ۱۳۹۷ توضیح داده شده است:

 

رنگ ماه در گرفت کلّی

یکی از ویژگی‌های بارزی که در ماه گرفتگی‌های کلی می‌توان دید، رنگ ماه است هنگامی که به صورت کامل وارد سایه زمین می‌شود. برخلاف تصور عمومی که انتظار می‌رود ماهِ در سایه کاملا تاریک و سیاه شده باشد، ولی با روشنایی خفیف و به رنگ‌هایی نزدیک قرمز تیره یا نارنجی تیره یا مسّی مشاهده می‌شود.

علت این‌که چرا ماه کاملا تاریک و مخفی نمی‌شود شکست و پراکندگی نور خورشید در جوّ زمین است. زیرا این شکست و پراکندگی باعث می‌شود که برخی از پرتوهای نور خورشید ضمن عبور از جوّ اطراف زمین، تغییر مسیر داده و به داخل سایه تاریک زمین نفوذ کرده ونهایتا به سطح ماه برسند تا موجب روشنایی خفیف آن شوند.

اما علت رنگ قرمزِ تیره آن، این است که میزان پراکندگی نور در جوّ زمین برای طول موج‌های آبی و سفیدِ موجود در نور خورشید بسیار بیشتر از مقدار آن برای رنگ‌های قرمز و نارنجی است؛ لذا این رنگ‌ها توسط جوّ زمین از نور خورشید جدا شده و فقط ته‌مانده قرمز نور خورشید هست که از جوّ خارج شده و مقداری از آن‌ها به سطح ماه می‌رسند.

مطلب مهم این‌که تجربیات نشان داده که میزان ذراتِ موجود در لایه‌های بالایی جوّ زمین تأثیر بسیار زیادی در رنگ ماه و میزان تیرگی آن دارند. که هرچه این ذرات بیشتر باشند، ماه در سایه زمین تیره‌تر هم دیده خواهد شد. و نکته جالب این‌که میزان این ذرات در لایه‌های بالایی جوّ زمین وابستگی زیادی به فعالیت‌های آتشفشانی در ماه‌های قبل از خسوف دارند.

البته از طرفی هرچه هم نفوذ ماه به مرکز سایه زمین بیشتر باشد، میزان تیرگی آن هم بیشتر خواهد بود.

اما چرا طولانی‌ترین ماه گرفتگی قرن؟

همانگونه که در تصویر زمان بندی مراحل مختلف خسوف جمعه ۵ مرداد ۱۳۹۷ مشاهده می‌شود، ماه تقریبا از مرکز سایه زمین عبور خواهد کرد. این موضوع یعنی زمان نسبتا زیادی را در سایه زمین به صورت گرفتّ کامل تجربه خواهد کرد. این زمان برای این خسوف برابر ۱۰۳ دقیقه است که واقعا زمان زیادی است. از طرفی براساس محاسبات و پیش بینی‌های انجام شده، تا ۸۷ سال دیگر ماه گرفتگی کاملی اتفاق نمی‌افتد که زمان گرفت کاملِ آن بیش از ۱۰۰ دقیقه باشد. همین موضوع تمایز خسوف جمعه ۵ مرداد ۱۳۹۷ را بسیار برجسته می‌کند.

به امید آن‌که همه دوستداران زیبایی‌ها طبیعت و عظمت‌های آفرینش، این خسوف زیبا را مشاهده و رصد کنند و با دیدن یکی دیگر از آیات الهی، تصدیق کنند که این جهان مکان زیباتری برای زندگی است!

 

نویسنده: محمد همایونی