وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017

سیاهچاله ها و نظریه نسبیت، دستاورد برتر دوره اول ابن شهرآشوب ساروی در بخش سمینار

سیاهچاله ها و نظریه نسبیت، دستاورد برتر دوره اول ابن شهرآشوب ساروی در بخش سمینار
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : نگار تجملیان
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
سیاهچاله ها و نظریه نسبیت، دستاورد برتر دوره اول ابن شهرآشوب ساروی در بخش سمینار

دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
در این دوره از جشنواره تعداد 126 گروه در بخش های سمینار های علمی، غرفه های نمایشگاهی و مسابقات به عنوان گروه های برتر، برگزیده و معرفی شدند.
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.
  
مقطع: دوره اول متوسطه
موضوع:  سیاهچاله ها و نظریه نسبیت
نام مدرسه: دبیرستان سوده
نام استاد: خانم افشار منش
دانش آموزان:  یلدا شعبانی،  منا جنگلی، مروارید تقوی، فاطمه زهرا خلیلی

چکیده:
در جهان هستی ستارگان بی شماری وجود دارند. ستارگان متولد می شوند. مدتی زندگی می کنند و بعد از آن می میرند. مرگ ستاره های کم جرم تر از خورشید کوته های سفید متولد می شوند. اما در ستاره های پر جرم تر از خورشید انفجار ابر نو اختری ابر نو اختری رخ می دهد که به ستاره های نوترونی، تپ اختر ها و سیاهچاله ها تبدیل می شوند. سیاهچاله ها نقاط تاریکی در فضا هستند که حتی نور هم نمی تواند از آن عبور کند به همین جهت تاریک هستند. فرضیه ای بر طبق نظریه انیشتین وجود دارد که می گوید زمانی که جرمی به داخل سیاهچاله کشیده شود تبدیل به انرژی می شود.

مقدمه:
همه ی ما زمانی که کودک بودیم بارها در آسمان ستاره ها را دیدیم و از خود پرسیدیم: این ها چگونه به وجود آمده اند؟ در آن بالا دیگر چه چیزهایی وجود دارند؟ و مشتاقانه به دنبال یافتن پاسخی برای پرسش هایمان بودیم. اما کمتر کسی در جهان برای یافتن پاسخی برای این پرسش ها جست و جویی می کند.

شاید جالب باشد بدانید ستارگان در آسمان متولد می شوند و می میرند و در آسمان مناطقی وجود دارند که همه چیز را به درون خود می کشند و هیچ چیز حتی نور هم توان گریز از آن ها را ندارد.

همه ی این اتفاقات موضوع بحثی است که در این پروژه به آن می پردازیم. 

عناصر تشکیل دهنده ستارگان
ستاره هنگامی متولد می شود که عناصر لازم و شرایط مناسب وجود داشته باشد. مطالعه فراوانی عناصر شیمیایی ستارگان و اندازه گیری واکنش هایی که در نواحی معینی از کهکشان ما صورت می گیرد نشان می دهد که شکل گیری ستاره با انبوهش ابرهای بسیار بزرگ گاز و غبار آغاز می شود.

مواد اصلی تشکیل دهنده ستارگان همین گاز و غبار میان ستاره ای است. گاز تشکیل دهنده ساختمان یک ستاره در حقیقت همان سوخت مصرفی ماده میان ستاره ای عبارت است از گاز و غبار که عموماً به صورت ابرهایی نسبتاً چگال یافت می شوند. هیدروژن که فراوان ترین عنصر جهان است، بیش ترین بخش گاز میان ستاره ای را تشکیل می دهد. که آن را به سه شکل می‌توان یافت:

الف: اتم های خنثی
هیدروژن خنثی با تلسکوپ نوری قابل روئیت نیست و سالیان دراز مشاهده آن ناممکن بود. اتم هیدروژن یک پروتون و یک الکترون دارد و اگر این الکترون از تراز انرژی بالا به تراز پایین انتقال یابد انرژی از دست می دهد که به صورت تابش گسیل می شود. با توجه به این موضوع امروزه تلسکوپ های رادیویی بزرگ در سراسر جهان به پژوهش و رصد هیدروژن خنثی می پردازند. این تابش ها که طول موج بلندی دارند بر خلاف تابش های نوری (طول موج کمی دارند) می توانند از مناطق تاریک و غباری کهکشان ما نفوذ کنند. درنتیجه دانشمندان می توانند در مورد ماهیت و ویژگی های مناطق دور دست و غیر قابل مشاهده ی کهکشان اطلاعات زیادی به دست آوردند.
سیاهچاله ها و نظریه نسبیت، دستاورد برتر دوره اول ابن شهرآشوب ساروی در بخش سمینار
ب: مولکول
بعد از مطالعات بسیار یکی از مهم ترین کشفیات اخیر درباره فضای میان ستاره ای، یافتن مقداری هیدروژن به حالت مولکولی است. مولکول های هیدروژن از دو اتم هیدروژن تشکیل می شوند. پیوند مولکولی، اتصال نسبتاً سستی میان آن دو به وجود می آورد. با تحقیقات انجام شده دانشمندان معتقدند، پیوند یافتن اتم‌ های هیدروژن در آمیزه ای از گاز و غبار عملی تر است به طوری که شکل گیری مولکول های هیدروژن در سطح ذرات غبار به بهترین وجه صورت می گیرد.
سیاهچاله ها و نظریه نسبیت، دستاورد برتر دوره اول ابن شهرآشوب ساروی در بخش سمینار
پ: اتم های یونیزه
در نواحی فضای میان ستاره ای که چگالی هیدوژن خنثی بیشتر است، برخی از اتم های هیدوژن، تابش های نوری گسیل می کنند. معمولاً این ابرهای گازی بسیار داغ تر از محیط عمومی میان ستاره ای هستند، زیرا در میان آن ها یک یا چند ستاره درخشان و داغ وجود دارد. همان طور که می دانید ستاره‌ ها از ابرهای گاز میان ستاره‌ای تشکیل شده اند، بنابراین در بین این ابرها دیده می شوند و ستارگانی جوان و با دمای بسیار بالا هستند.
سیاهچاله ها و نظریه نسبیت، دستاورد برتر دوره اول ابن شهرآشوب ساروی در بخش سمینار
ستارگان با دمای بالاتر، بیش تر تابش خود را به صورت امواج پر انرژی و با طول موج کوتاه گسیل می کنند. این تابش نیز عموماً گاز های اطراف را گرم می کند و دمای آنها را 80000 تا 10000 درجه کلوین بالا می برد. اتم‌ های هیدروژن در این حالت، بر انگیخته یا یونیده می‌شوند. در اتم برانگیخته هیدروژن دیگر الکترون در مدار حالت پایه نیست، بلکه به مداری با انرژی بالاتر انتقال یافته است. از این رو از هیدروژن بر انگیخته نوری گسیل می شود که تلسکوپ‌های روی زمین قادرند آن را شکار کنند.   

سیاهچاله ها
وجود سیاهچاله ها در نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش بینی می‌شود. این نظریه پیش بینی می‌کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاهچاله شود.

پس از انفجار ابرنواختری آن چه که از ستاره باقی می ماند، هسته ی بسیار فشرده و عظیم است. گرانش هسته به قدری بالاست که حتی نور هم نمی تواند از آن فرارکند. 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.
سیاهچاله‌ ها را بر مبنای جرمشان تقسیم بندی می کنند.

سیاهچاله ‌های ابر جرم:  این سیاهچاله ها جرمی بین چند میلیون تا چند میلیارد برابر جرم خورشید دارند و پیش بینی می‌شود که در مرکز همه کهکشان ‌ها از جمله کهکشان راه شیری وجود داشته باشند. شدت تابش از مرکز کهکشان‌ های فعال که می‌تواند به خاطر ورود جرم به مرکز کهکشان باشد و کوچک بودن اندازه هسته این کهکشان‌ ها بیانگر وجود سیاهچاله ابرجرم دار در مرکز آنهاست.

نتیجه گیری با توجه به نکات گفته شده:
-سفر در زمان امکان پذیر است
-مکان هایی در جهان وجود دارد که هیچ چیز حتی نور هم نمی تواند از آن بگریزد

منابع:
·        کتاب نجوم به زبان ساده نوشته مایر دگانی ترجمه محمد رضا خوئاجه پور
·        کتاب  اسرار سیاهچاله ها نوشته تمیر حسین فرجاد ، محسن حسین پور عباس
·         کتاب ستارگان و کهکشان ها، نوشته: یام گراهام و ترجمه: مجید عمیق
·         htpp://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=91141
·         htpp://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=78972
·         htpp://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=188145
·         htpp://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=189165
·         htpp://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=173542
·         htpp://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=149707

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
  
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه: نگار تجملیان-  تنظیم: نسرین صادقی
تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین