اسپیس نوتااسپیس نوتااسپیس نوتا
  • صفحه اصلی
  • فناوری فضایی
    فناوری فضایینمایش بیشتر
    قابلیت HWO را برای آشکارسازی دنیای‌های شبیه زمین شبیه‌سازی می‌کنیم
    قابلیت HWO را برای آشکارسازی دنیای‌های شبیه زمین شبیه‌سازی می‌کنیم
    ۹ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
    RISTRETTO پرده از جو، مدار و میزان بازتاب پروکسیما b برمی‌دارد
    RISTRETTO پرده از جو، مدار و میزان بازتاب پروکسیما b برمی‌دارد
    ۶ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
    گله‌ای از ربات‌های گیاه‌وار، مریخ را زیر پا می‌گذارند
    گله‌ای از ربات‌های گیاه‌وار، مریخ را زیر پا می‌گذارند
    ۵ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
    این فیزیک موشک نیست… این دنیای علم مواد است!
    این فیزیک موشک نیست… این دنیای علم مواد است!
    ۴ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
    لیزرها مسیر نفوذ در یخ‌های فضایی را با ذوب سریع هموار می‌کنند
    لیزرها مسیر نفوذ در یخ‌های فضایی را با ذوب سریع هموار می‌کنند
    ۲۳ شهریور ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
  • ماموریت‌های فضایی
    • ماموریت‌های دولتی
    • ماموریت‌های خصوصی
  • نجوم و کیهان‌شناسی
    • ستاره‌ها و سیارات
    • تصاویر فضایی
    • پژوهش‌های علمی
    • دانستنی های علمی
  • محیط زیست و زمین‌شناسی
    • تغییرات اقلیمی
    • زمین‌لرزه‌ها
    • آتشفشان‌ها
خواندن: رازهای لرزشی سیاه‌چاله‌ها چگونه آشکار می‌شوند
به اشتراک بگذارید
اسپیس نوتااسپیس نوتا
  • فناوری فضایی
  • ماموریت‌های فضایی
    • ماموریت‌های دولتی
    • ماموریت‌های خصوصی
  • نجوم و کیهان‌شناسی
    • ستاره‌ها و سیارات
    • تصاویر فضایی
    • پژوهش‌های علمی
    • دانستنی های علمی
  • محیط زیست و زمین‌شناسی
    • تغییرات اقلیمی
    • زمین‌لرزه‌ها
    • آتشفشان‌ها
ما را دنبال کنید
پژوهش‌های علمی

رازهای لرزشی سیاه‌چاله‌ها چگونه آشکار می‌شوند

سیاه‌چاله‌ها هرچه بیشتر مورد مطالعه قرار می‌گیرند، عجیب‌تر و شگفت‌آورتر به نظر می‌رسند.

رازهای لرزشی سیاه‌چاله‌ها چگونه آشکار می‌شوند
«این تصویر یک سیاه‌چاله و منحنی‌های استوکس را نشان می‌دهد که برای درک ارتعاشات پیچیده ناشی از آشفتگی‌های سیاه‌چاله‌ها به کار می‌روند. منبع تصویر: دانشگاه کیوتو / تایگا میاچی»
توسط مونا علی اکبرخان افجه ۲۳ مرداد ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
7 دقیقه مطالعه

با پیشرفت علم و نفوذ عمیق‌تر دانشمندان به درک این اجرام اسرارآمیز، ویژگی‌های پیچیده‌ای آشکار می‌شود که به آسانی قابل توضیح نیست. یکی از این ویژگی‌ها، ارتعاشاتی است که سیاه‌چاله‌ها هنگام برهم‌زدگی یا آشفتگی از خود منتشر می‌کنند.

زمانی که یک سیاه‌چاله دچار آشفتگی شود، رفتاری شبیه به یک زنگ پیدا می‌کند؛ گویی به صدا درآمده باشد. این «صدای زنگ» الگوهایی مشخص دارد که فیزیک‌دانان آن‌ها را «مدهای شبه‌نرمال» یا Quasinormal Modes (QNMs) می‌نامند. این مدها در حقیقت نوسان‌هایی میرایند؛ یعنی با گذشت زمان شدتشان کاهش می‌یابد. QNMها توصیف می‌کنند که سیاه‌چاله چگونه به آشفتگی‌ها واکنش نشان می‌دهد و سرانجام به حالت تعادل بازمی‌گردد. مطالعه این مدها به پژوهشگران کمک می‌کند تا هم در حوزه‌ی اخترفیزیک امواج گرانشی اطلاعات بیشتری به دست آورند و هم به لایه‌های پیچیده‌تر فیزیک سیاه‌چاله‌ها پی ببرند.

هنگامی که دو سیاه‌چاله با یکدیگر ادغام می‌شوند، مدهای شبه‌نرمال آن‌ها به اندازه‌ای قوی است که از روی زمین نیز قابل آشکارسازی است. این پدیده فرصتی ارزشمند برای دانشمندان ایجاد می‌کند تا اطلاعاتی درباره جرم و شکل سیاه‌چاله به دست آورند. اندازه‌گیری جرم سیاه‌چاله‌ها کار ساده‌ای نیست و معمولاً دانشمندان مجبورند از بررسی حرکت مداری ستارگانی که به دور سیاه‌چاله می‌چرخند، برای تخمین جرم استفاده کنند. اما QNMها روشی مستقل و قدرتمند فراهم می‌کنند.

مدهای شبه‌نرمال پیچیده هستند و دانشمندان آن‌ها را دارای دو بخش «حقیقی» و «موهومی» می‌دانند. بخش حقیقی، فرکانس یا بسامد نوسانات را تعیین می‌کند و بخش موهومی، نرخ کاهش دامنه یا میرایی آن‌ها را مشخص می‌سازد.

Two Black Holes Merge
«این تصویر هنری دو سیاه‌چاله را نشان می‌دهد که در حال ادغام هستند. ارتعاشات ناشی از این ادغام، در صورت به‌کارگیری روش‌های مناسب، می‌توانند اطلاعات زیادی درباره سیاه‌چاله‌ها آشکار کنند. منبع تصویر: ناسا»

ویژگی جالب QNMها این است که اطلاعات بنیادی سیاه‌چاله را در خود دارند و تنها به سه ویژگی اصلی آن یعنی جرم، بار الکتریکی و تکانه زاویه‌ای (چرخش) وابسته‌اند. این مدها هیچ وابستگی‌ای به چگونگی تشکیل سیاه‌چاله یا نحوه ایجاد آشفتگی در آن ندارند. با این حال، محاسبه دقیق این ارتعاشات بسیار دشوار است، به‌ویژه وقتی که ارتعاش‌ها به سرعت رو به کاهش می‌روند و آشکارسازی یا تحلیل آن‌ها پیچیده‌تر می‌شود.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه کیوتو در ژاپن روشی تازه را برای اندازه‌گیری این مدها امتحان کرده‌اند که با نام روش WKB یا Wentzel–Kramers–Brillouin شناخته می‌شود. نتایج آن‌ها در نشریه معتبر Physical Review D با عنوان «مسیر به سوی یک تحلیل دقیق WKB از مدهای شبه‌نرمال سیاه‌چاله» منتشر شده است. نویسنده اصلی این مقاله تایگا میاچی است.

روش WKB پیش‌تر در ریاضیات استفاده می‌شده، اما کاربرد آن در فیزیک، به‌ویژه در پژوهش‌های مربوط به سیاه‌چاله‌ها، هنوز در حال توسعه است. نویسندگان مقاله می‌گویند: «تا آنجا که ما می‌دانیم، این نخستین استفاده عملی و مشخص از تحلیل دقیق WKB برای بررسی آشفتگی‌های سیاه‌چاله است.»

میاچی در یک بیانیه مطبوعاتی گفته است: «پایه‌های روش دقیق WKB عمدتاً توسط ریاضیدانان ژاپنی توسعه یافته است. به‌عنوان پژوهشگری ژاپنی، همیشه این حوزه را از نظر فکری و حتی فرهنگی نزدیک به خود احساس کرده‌ام.»

این تیم پژوهشی توانست الگوهای موجی سیاه‌چاله‌ها را با جزئیات دنبال کند، حتی در نقاطی که روش‌های دیگر شکست می‌خورند. آن‌ها از منحنی‌های استوکس استفاده کردند تا محل تغییرات ناگهانی امواج را شناسایی کنند. منحنی‌های استوکس، یا خطوط استوکس، مرزهایی را در صفحات مختلط مشخص می‌کنند و می‌توانند تا بی‌نهایت مارپیچ شوند یا مسیرهایی منشعب از سیاه‌چاله پیدا کنند. پژوهشگران پیشین اغلب این منحنی‌ها را نادیده گرفته بودند، اما میاچی و همکارانش با وارد کردن آن‌ها در تحلیل خود، ساختار غنی سیاه‌چاله را نمایان ساختند.

stokes curves 20250813 203828
این شکل از پژوهش، بخشی از منحنی‌های استوکس را نشان می‌دهد که پژوهشگران با آن‌ها کار کرده‌اند. این منحنی‌ها نمایانگر برخی از مقادیر مربوط به فرکانس‌های مدهای شبه‌نرمال (QNM) هستند. منبع تصویر: میاچی و همکاران، ۲۰۲۵، نشریه Physical Review D.

میاچی می‌گوید: «ما شگفت‌زده شدیم که ساختار زیرین این ارتعاشات تا چه حد پیچیده و زیباست. در تحلیل ریاضی خود الگوهای مارپیچی یافتیم که پیش‌تر دیده نشده بودند، و این الگوها درک ما را از مدهای شبه‌نرمال کامل‌تر کردند.»

در بخش پایانی مقاله، نویسندگان می‌نویسند: «به‌طور خلاصه، تحلیل دقیق WKB ابزاری چندمنظوره و قدرتمند برای بررسی نظریه‌های آشفتگی سیاه‌چاله‌ها در گستره وسیعی از زمینه‌هاست.»

بسیاری از ما برای توصیف طبیعت تقریباً کاملاً به واژه‌ها تکیه می‌کنیم، اما گالیله به ما یادآور می‌شود که ریاضیات، زبان واقعی طبیعت است. او در اثر معروف خود Il Saggiatore («سنجشگر») که در سال ۱۶۲۳ نوشت، چنین بیان کرد:

«فلسفه در این کتاب بزرگ یعنی جهان نوشته شده است؛ کتابی که همواره در برابر چشمان ما باز است. اما این کتاب قابل درک نیست مگر آنکه نخست زبان آن را بیاموزیم و علائمی را که با آن نوشته شده تفسیر کنیم. زبان آن ریاضیات است و نشانه‌هایش مثلث‌ها، دایره‌ها و دیگر اشکال هندسی هستند که بدون آن‌ها درک حتی یک کلمه از این کتاب غیرممکن است؛ بدون این‌ها، انسان در هزارتویی تاریک سرگردان خواهد ماند.»

شاید اغلب ما هرگز نتوانیم ریاضیات پیچیده‌ای را که در این نوع پژوهش‌ها به کار می‌رود، به‌طور کامل درک کنیم، اما می‌توانیم اهمیت آن را بفهمیم. این روش‌ها امکان تحلیل ارتعاشات سیاه‌چاله را فراهم کرده‌اند و کمک می‌کنند درباره این اجرام مرموز که بخش جدایی‌ناپذیر طبیعت‌اند، شناخت عمیق‌تری به دست آوریم.

با این رویکرد تازه، اخترفیزیک‌دانان قادر خواهند بود ارتعاشات ناشی از آشفتگی سیاه‌چاله‌ها، به‌ویژه سیاه‌چاله‌های در حال ادغام، را بررسی کنند. این تحلیل‌ها می‌توانند دقت رصدخانه‌های امواج گرانشی ما را افزایش دهند و درک ما را از سیاه‌چاله‌ها عمیق‌تر سازند.

برچسب ها:سیاه‌چاله‌ها
منابع:universetoday
این مقاله را به اشتراک بگذارید
Facebook Telegram
آواتار مونا علی اکبرخان افجه
توسط مونا علی اکبرخان افجه
دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش لرزه شناسی هستم. ژئوفیزیک به بررسی ابعاد زمین و اتفاقاتی مانند زلزله و لرزه هایی که توسط فعالیت انسان به‌وجود می‌آید، می پردازد. فعالیت در حوزه زمین و فضا از علاقه مندی ام است.
نظر بدهید

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جدیدترین مطالب

کاوشگر جونو ناسا با سکوت مواجه شد و ماموریت آن در بحبوحه تعطیلی دولت به پایان رسید
کاوشگر جونو ناسا با سکوت مواجه شد و ماموریت آن در بحبوحه تعطیلی دولت به پایان رسید
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۶:۰۰
تلسکوپ فضایی جیمز وب، فسفین را در ستاره گرگ کوتوله قهوه‌ای ۱۱۳۰C شناسایی کرد
تلسکوپ فضایی جیمز وب، فسفین را در ستاره گرگ کوتوله قهوه‌ای ۱۱۳۰C شناسایی کرد
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۵:۰۰
تلسکوپ جیمز وب شواهدی از یک سیاه‌چاله که در حال ایجاد یک زخم عظیم در کهکشان است را کشف کرد
تلسکوپ جیمز وب شواهدی از یک سیاه‌چاله که در حال ایجاد یک زخم عظیم در کهکشان است را کشف کرد
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۴:۰۰
آیا پروژه‌های ماهواره‌ای متن‌باز کلید حل بحران شلوغی مدارها هستند؟
آیا پروژه‌های ماهواره‌ای متن‌باز کلید حل بحران شلوغی مدارها هستند؟
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
رویدادی نادر: سیارک از فاصله‌ای عبور کرد که حتی فضانوردان هم شگفت‌زده شدند!
رویدادی نادر: سیارک از فاصله‌ای عبور کرد که حتی فضانوردان هم شگفت‌زده شدند!
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰

جدیدترین های تکنوتا

آپدیت جدید HyperOS برای گوشی ردمی ۱۳ منتشر شد
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۳:۳۰
آپدیت جدید HyperOS برای گوشی ردمی ۱۳ منتشر شد
اوپو فایند ایکس ۹ اولترا، سنسور اصلی ۲۰۰ مگاپیکسلی سونی IMX90E و دو لنز پریسکوپی دارد
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۳:۰۲
اوپو فایند ایکس ۹ اولترا، سنسور اصلی ۲۰۰ مگاپیکسلی سونی IMX90E و دو لنز پریسکوپی دارد
آنر مجیک ۸ اولترا دوربین‌های عقب سه‌گانه با حسگر زوم ارتقا یافته ارائه می‌دهد
۱۸ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۳۰
آنر مجیک ۸ اولترا دوربین‌های عقب سه‌گانه با حسگر زوم ارتقا یافته ارائه می‌دهد

پربازدیدترین ها

ردپای حیات در دل کوتوله‌ای قهوه‌ای؛ کشفی که دانشمندان را غافلگیر کرد
پژوهش‌های علمی
ردپای حیات در دل کوتوله‌ای قهوه‌ای؛ کشفی که دانشمندان را غافلگیر کرد
۱۷ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۶:۲۶
جریان فوق‌سریع، دانشمندان را وادار کرد تا جرم درخشان‌ترین اختروش جهان را کمتر برآورد کنند
پژوهش‌های علمی
جریان فوق‌سریع، دانشمندان را وادار کرد تا جرم درخشان‌ترین اختروش جهان را کمتر برآورد کنند
۱۶ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۰:۰۰
مشاهدات از گیسوی 3I/ATLAS، شواهدی نو برای نظریه‌ای دیگر از پیدایش دنباله‌دارها ارائه می‌دهد
پژوهش‌های علمی
مشاهدات از گیسوی 3I/ATLAS، شواهدی نو برای نظریه‌ای دیگر از پیدایش دنباله‌دارها ارائه می‌دهد
۱۵ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
با درک لبهٔ تاریک ستاره‌ها، می‌توانیم علم سیارات فراخورشیدی را به مرحله‌ای تازه برسانیم!
پژوهش‌های علمی
با درک لبهٔ تاریک ستاره‌ها، می‌توانیم علم سیارات فراخورشیدی را به مرحله‌ای تازه برسانیم!
۱۴ مهر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۰۰
اسپیس نوتا
دسترسی سریع
  • درباره ما
  • تماس با ما
  • تبلیغات
  • لیست بعدا می خوانم
معرفی کوتاه

اسپیس نوتا منبع جامع اخبار و رویدادهای فضایی است که توسط نویسندگان متخصص در این زمینه تهیه می‌شود.

خانواده ما
اسپیس نوتا
تکنوتا
© 1403 کپی مطالب اسپیس نوتا تنها با لینک دادن به سایت امکان‌پذیر است.
  • نقشه سایت
  • تبلیغات