امکان فشرده کردن کوه اورست به اندازه یک اتم
تاریخ انتشار: ۲۹ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۱۳۸۶۰۱
به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، یکی از جالبترین پیشبینیهای نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین، وجود سیاهچالهها است؛ اجرامی نجومی با میدانهای گرانشی آنقدر قوی که حتی نور هم نمیتواند از آنها فرار کند.
وقتی سوخت یک ستارهی به اندازه کافی پرجرم تمام میشود، منفجر میشود و هستهی باقی مانده از آن فرو میپاشد و منجر به تشکیل یک سیاهچاله ستارهای (با جرم سه تا ۱۰۰ جرم خورشیدی) میشود.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
سیاهچالههای کلانجرم یا ابرسیاهچالهها در مرکز اکثر کهکشانها وجود دارند. اینها بزرگترین نوع سیاهچالهها هستند که بین صد هزار تا ۱۰ میلیارد برابر جرم خورشید ما جرم دارند.
تاکنون اخترشناسان موفق به ثبت تصاویری از دو ابرسیاهچاله شدهاند که یکی در مرکز کهکشان M ۸۷ و جدیدترین آن در کهکشان راه شیری موسوم به کمان ای* (Sagittarius A*) است.
کمان ای* یک منبع رادیویی نجومی درخشان و بسیار فشرده در مرکز کهکشان راه شیری است. تصور میشود که این جرم، یک سیاهچاله کلانجرم باشد. این جرم از لحاظ ظاهری در مرز صورت فلکی کمان و عقرب قرار دارد.
اما اعتقاد بر این است که نوع دیگری از سیاهچاله نیز وجود دارد که سیاهچاله نخستین یا بدوی (PBHs) نام دارد. این سیاهچالهها منشأ متفاوتی با سایر سیاهچالهها دارند، زیرا در کیهان اولیه از طریق فروپاشی گرانشی مناطق بسیار متراکم شکل گرفتهاند.
سیاهچاله نخستین (Primordial black hole) که به اختصار PBH نامیده میشود، نوعی سیاهچاله فرضی است که بلافاصله پس از انفجار بزرگ مهبانگ شکل گرفت. در کیهان اولیه، چگالی بالا و شرایط ناهمگن میتوانست مناطقِ به اندازه کافی متراکم را به سمت رمبش گرانشی سوق و سیاهچالهها را تشکیل دهد. یاکوف بوریسوویچ زلدوویچ و ایگور دمیتریویچ نوویکوف در سال ۱۹۶۶ برای اولین بار وجود چنین سیاهچالههایی را مطرح کردند. تئوری پشت سرچشمه چنین سیاهچالههایی برای اولین بار توسط استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۱ به شکل عمیق مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. از آنجایی که سیاهچالههای نخستین از فروپاشی گرانشی ستارهای تشکیل نشدهاند، جرم آنها میتواند بسیار کمتر از جرم ستارهای باشد (حدود ۲ ضرب در ۱۰ به توان ۳۰ کیلوگرم).
از نظر تئوری، این سیاهچالههای نخستین میتوانند هر جرمی داشته باشند و ممکن است اندازه آنها از یک ذره زیر اتمی تا چند صد کیلومتر متغیر باشد. به عنوان مثال، یک PBH با جرمی معادل کوه اورست میتواند تنها به اندازه یک اتم باشد.
این سیاهچالههای کوچک با سرعت بیشتری نسبت به همتایان عظیم خود جرم خود را از دست میدهند و به اصطلاح تشعشعات هاوکینگ ساطع میکنند تا سرانجام تبخیر شوند.
تا به حال، ستاره شناسان قادر به رصد PBH نبودهاند. تحقیقات روی این موضوع در حال انجام است، زیرا فرض بر این است که این اجرام فوق فشرده ممکن است بخشی از ماده تاریک کیهان باشند که مدتهاست در جستجوی آن هستند.
یک سناریوی جایگزین برای تشخیص سیاهچالههای اولیه به اندازه اتم در یک مقاله جدید که توسط پروفسور آیودانته و دکتر اسکار دل بارکو نوویلو از دانشکده فیزیک کاربردی دانشگاه زاراگوزا انجام شده، پیشنهاد شده است. در این پژوهش، سیگنال مشخصه برهمکنش یکی از این سیاهچالههای کوچک و یکی از متراکمترین اجرام کیهان (ستاره نوترونی) مورد بررسی قرار گرفته است.
قبل از شروع این مدل اخترفیزیکی جدید، اجازه دهید اکنون در مورد ویژگیهای اصلی این ستارگان جذاب توضیح دهیم.
یکی از متراکمترین اجرام کیهان
همانطور که قبلا اشاره شد، وقتی سوخت یک ستاره عظیم تمام میشود، منفجر میشود و هسته آن فرو میپاشد و در نتیجه سیاهچالهای ستارهای ایجاد میشود. باید تاکید کرد که در هر سناریویی اینطور نیست. برای مثال، اگر هسته در حال فروپاشی جرم کمتری از حدود سه جرم خورشیدی داشته باشد، یک ستاره نوترونی تشکیل میشود.
این اجرام، بسیار کوچک و بسیار متراکم هستند. به عنوان مثال، ستارهای با جرم ۱.۵ جرم خورشیدی را در نظر بگیرید که در کرهای به قطر تنها ۲۰ کیلومتر فشرده شده است.
چگالی یک ستاره نوترونی بسیار زیاد است و تنها یک قاشق غذاخوری از مواد این ستاره، میلیونها تن وزن دارد.
جوانترین ستارگان نوترونی متعلق به زیر کلاسی به نام تپاخترها هستند که با سرعت بسیار بالایی میچرخند. این تپاخترها تشعشعاتی را به شکل پرتوهای باریکی منتشر میکنند که به صورت دورهای به زمین میرسند.
با گذشت زمان، این اجرام سرد میشوند و سرعت چرخش خود را از دست میدهند و تشخیص آنها دشوار است، به همین دلیل است که تاکنون تنها پرانرژیترین تپاخترها مشاهده شدهاند.
برهمکنش یک PBH به اندازه اتم با یک ستاره نوترونی
سیاهچالههای اولیه ممکن است در نواحی کهکشانی که غلظت ماده تاریک به طور قابل ملاحظهای بالا است، قرار داشته باشند؛ بنابراین آنها میتوانند در جهان پرسه بزنند و با سرعتها و جهات مختلف حرکت کنند و در نهایت با سایر اجرام نجومی مانند سیاهچالهها یا ستارههای نوترونی تعامل داشته باشند.
از این نظر، یک PBH به اندازه یک اتم میتواند با یک ستاره نوترونی قدیمی که دمای آن به طور قابل توجهی پایین است و عملاً تمام سرعت چرخشی خود را از دست داده است، روبرو شود. بر اساس پژوهشهای اخیر، فراوانی این برخوردها در حدود ۲۰ رویداد در سال خواهد بود. با این وجود، مشاهده بیشتر این فعل و انفعالات به دلیل وجود فواصل زیاد و دشواری جهتگیری مناسب از زمین دشوار خواهد بود.
دو سناریوی ممکن در نظر گرفته میشوند. اول، زمانی که PBH توسط ستاره نوترونی گرفته میشود و دوم زمانی که این سیاهچاله کوچک از فواصل دور وارد میشود، به اطراف ستاره نوترونی میچرخد و دوباره به سمت بینهایت (یک رویداد پراکنده) حرکت میکند و بسته به مدار خاص آن، یک سیگنال مشخصه و منحصر به فرد تولید میشود.
نوع خاصی از GRB
این انتشارات گذرا با انرژی بالا که مقدار زیادی انرژی به صورت پرتوهای بسیار باریک آزاد میشوند، از چند میلیثانیه تا چند ساعت طول میکشند و منابع آنها میلیاردها سال نوری از زمین فاصله دارند.
GRBهای کوتاهتر به دلیل ادغام ستارههای نوترونی یا سیاهچالهها ایجاد میشوند، در حالی که انفجارهای طولانیتر از مرگ ستارگان پرجرم (به اصطلاح ابرنواخترها) منشأ میگیرند.
در مورد خاص ما، GRB دارای مدت زمان حدود ۳۵ ثانیهای با یک شرایط بسیار خاص است که آن، انتشار صاف و پایدار و به دنبال آن کاهش ناگهانی و سریع تنها در چند صدم ثانیه است.
اکنون سوالی که مطرح میشود این است که آیا تشخیص PBH در اندازه اتمی یک کار غیر ممکن است؟ با توجه به پیچیدگی جستجوی چنین سیاهچالههای کوچکی، پاسخ به این سوال آسان نیست.
با این وجود، اگر چنین GRB خاصی توسط تلسکوپهای مدرن شناسایی و اندازهگیری شود و با امضای خاص گزارششده در این پژوهش مطابقت داشته باشد، میتوان استدلال کرد که یک برهمکنش باستانی PBH با ستاره نوترونی در اوایل کیهان رخ داده است.
به عبارت دیگر، شواهد تجربی از چنین سیاهچالههای اولیه کمجرم، یکی از پیشبینیهای بنیادی استیون هاوکینگ را مطرح میکند.
البته این کار آسانی نخواهد بود، چرا که شاید چنین GRBهایی هرگز پیدا نشوند، اما ما نمیتوانیم چنین احتمالی را کاملاً رد کنیم. در نهایت فقط زمان مشخص خواهد کرد که چه میشود.
منبع: خبرگزاری صدا و سیما
کلیدواژه: سیاهچاله یک ستاره نوترونی سیاه چاله ها ستاره ای
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.iribnews.ir دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری صدا و سیما» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۱۳۸۶۰۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
حقیقت در مورد پروتئین: چگونه به اندازه کافی در هر سنی پروتئین دریافت کنیم؟
فرارو- خوردن مواد پروتئینی موضوع غیر قابل مذاکره است. پروتئین نیز مانند کربوهیدرات و چربی یک درشت معذی است که بدن در دوزهای نسبتا زیاد و منظم (در مقایسه با ریزمغذیها مانند ویتامینها و مواد معدنی) به آن نیاز دارد.
به گزارش فرارو به نقل از گاردین، با این وجود، نیاز ما به پروتئین در طول زندگی با توجه به سن، جنس، سطح فعالیت و عوامل دیگر تغییر میکند. در واقع، نیازهای ما میتوانند بسیار فردی باشند و و از این رو به راحتی مورد قضاوت نادرست قرار گیرند به ویژه زمانی که پیامهای متناقضی در مورد میزان پروتئینی که باید مصرف کنیم وجود دارد. از یک سو بررسی رژیم غذایی و تغذیه در سطح ملی در بریتانیا نشان میدهد که بریتانیاییها از توصیههای روزانه مصرف پروتئین فراتر رفته اند امری که دانشمندان میگویند میتواند از طول عمر بکاهد. از سوی دیگر، متخصصان تغذیه اشاره میکنند که درصد بالایی از بیماران شان به اندازه کافی پروتئین را از طریق خوردن غذا دریافت نمیکنند و مشتریان تولیدات صنعت پررونق مصرف پروتئین از طرق میلهها و شیکها هستند.
توصیه رسمی چیست؟مصرف روزانه توصیه شده پروتئین برای بزرگسالان سالم ۰.۷۵ گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است. این بدان معناست که طبق توصیه بنیاد تغذیه بریتانیا یک زن به طور میانگین باید حدود ۴۵ گرم پروتئین در روز مصرف کند در حالی که یک مرد به طور میانگین باید حدود ۵۶ گرم پروتئین مصرف نماید که تقریبا دو واحد آجیل، توفو (پنیر سویا)، ماهی یا سایر منابع پروتئین را شامل میشود. میزان پروتئین مصرفی ایده آل شما باید در مقیاسی به اندازه کف دست تان باشد. مواد غذایی غیر حیوانی زیادی وجود دارند که سرشار از پروتئین و سرشار از سایر مواد مغذی و فیبر هستند از جمله لوبیا، نخود و عدس، محصولات تولید شده از سویا مانند توفو و هم چنین آجیل و دانه ها.
یک روش جدید برای تعیین نیازهای پروتئینی توسعه یافته است که به طور جالبی روش اکسیداسیون اسید آمینه شاخص نامیده میشود. این روش نشان میدهد که حداقل مصرف پروتئین برای رشد و نه صرفا برای جلوگیری از سوء تغذیه حدود ۱ تا ۱.۲ گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در روز است. با این وجود، روش جدیدتر مجوزی برای افراد به منظور مصرف بیش از حد پروتئین نیست.
اگر میزان زیادی پروتئین مصرف کنیم چه میشود؟به دلیل آن که نمیتوانیم پروتئین را ذخیره کنیم هر پروتئینی که برای ساختن یا ترمیم بافت مورد نیاز نباشد به چربی تبدیل میشود و نیتروژن را به عنوان یک محصول جانبی باقی میگذارد تا دفع شود. اگر این فرآیند به حدا افراط کشیده شود به کلیههای مان فشار وارد میکند.
هم چنین، بخش عمده مصرف پروتئین ما از طریق محصولات حیوانی تامین میشود که اغلب چربیهای اشباع شده بیش تری نسبت به منابع گیاهی دارند و گوشت خطر ابتلا به انواع مختلف سرطان را افزایش میدهد.
اگر به اندازه کافی پروتئین مصرف نکنیم چه میشود؟همگان میدانند که پروتئین برای بازسازی و ساخت عضلات عاملی ضروری است، اما این تنها کارکرد پروتئین نیست. پروتئین هم چنین برای تولید و انتقال هورمونها در بدن لازم است. مهم است که اطمینان کسب کنید به اندازه کافی به اصطلاح بلوکهای ساختماین مناسب برای هورمونها به ویژه با افزایش سن و کاهش تولید هورمون دارید.
پروتئین هم چنین بر تنظیم خلق و خوی فرد تاثیر میگذارد. انواع مختلف پروتئینها حاوی اسیدهای آمینه متنوعی هستند که حدود ۲۰ مورد از آنها در بدن انسان یافت میشوند و برخی از آنها بلوکهای سازنده انتقال دهندههای عصبی به عنوان پیام رسانهای شیمیایی هستند که به کنترل خلق و خو و حافظه شما کمک میکنند.
پروتئین به تنظیم اشتها و قند خون نیز کمک میکند. پروتئین یک مولکول بسیار پیچیده است، اما در سطح پایه بدن شما باید برای تجزیه اسیدهای آمینه به سختی کار کند. بنابراین، اگر پروتئین را در وعده غذایی خود بگنجانید جذب کربوهیدراتهای خورده شده با آن را کاهش میدهد. به همین خاطر است که تخم مرغ روی نان تست بیشتر از مربا روی نان تست شما را سیر میکند.
بخشی از مشکل مواد غذایی فوق فرآوری شده آن است که پروتئین کم تری دارند و اگر پروتئین کافی نباشد شما تمایل خواهید داشت حجم بیش تری از آن ماده غذایی را مصرف کنید. این "فرضیه اهرم پروتئین" مطرح شده توسط پروفسور "استیو سیمپسون" متضصص استرالیایی در حوزه چاقی است. استدلال او این است که محتوای پروتئین پایین برخی از مواد غذاییای که ما آنها را مصرف میکنیم یکی از علل اصلی تداوم معضل چاقی هستند.
پنجاه درصد ساختار استخوانی شما پروتئین است. بنابراین، یک رژیم غذایی حاوی پروتئین کم استخوانهای تان را تضعیف میکند و هم چنین بر روی پوست، ناخنها و موهای تان نیز تاثیر منفی خواهد گذاشت. یکی از اولین علائم زمانی که دچار کمبود پروتئین هستید آن است که ناخنهای تان شکننده شده پوست تان شروع به درد میکند و علت آن این است که بدن مان برای ساخت کلاژن از اسید امینه استفاده میکند.
کودکان باید چه میزان پروتئینی مصرف کنند؟کودکان در حال رشد میتوانند قدری پروتئین بیش تری مصرف کنند، زیرا از آن استفاده میکنند. زمانی که میانگین وزن بدن سبک باشد میانگین مصرف روزانه پروتئین ۱۴.۵ گرم (حدود دو تخم مرغ بزرگ) در روز برای کودکان یک تا سه ساله و ۱۹.۷ گرم (به آن مقدار کمی نخود فرنگی اضافه کنید) برای کودکان چهار تا شش ساله آغاز میشود. این میزان برای کودکان با سن بالای ده سال ۲۸.۳ گرم (یک فتجان دانه سویای پخته شده) و برای افراد تا سن ۱۴ سالگی تا ۴۰ گرم است. سپس توصیه براساس تقسیم جنسیتی ارائه شده است. برای دختران ۱۵ ساله ۴۵.۴ گرم و برای پسران ۵۵.۲ گرم.
چگونه متوجه شوید که به اندازه کافی پروتئین مصرف میکنید؟نیاز به پروتئین به عواملی مانند سن و سطح فعالیت بستگی دارد. این مقولهای کامل فردی است. هم چنین ممکن است از نظر ژنتیکی به میزان مصرف پروتئین قدری بیشتر نیاز داشته باشید. به طور کلی به بزرگسالان توصیه میشود که با هدف مصرف ۱ گرم بازای هر کیلوگرم وزن بدن در روز شروع کنند و همزمان نظارت بر توده عضلانی را آغاز نمایند.
اگر زیاد ورزش میکنید به چه میزان پروتئینی نیاز دارید؟برای بازیکنان ورزش راگبی که عضلات حجیمی دارند میزان مصرف روزانه پروتئین ۲ گرم بازای هر کیلوگرم وزن بدن توصیه میشود. با این وجود، برای اکثر ورزشکاران و برای افرادی که کمی میدوند این میزان ۱.۲ گرم است، اما به سن شما نیز بستگی دارد. هر چه فعالتر باشید این میزان افزایش مییابد. با این وجود، اطمینان کسب کنید که مصرف پروتئین در ساعات مرتبط با فعالیت فیزیکی تان باشد. برای مثال، اگر هنگام صبح میدوید و در صبحانه تان مقداری پروتئین نخورده باشید خوردن مرغ در وعده شام فایدهای نخواهد داشت.
زنان باردار باید چه یمیزان پروتئینی مصرف کنند؟نیازهای پروتئینی در دوران رشد جنین بیش از حد نیست. به طور کلی یک زن باردار نباید به اندازه دو نفر غذا مصرف کند و باید از رژیم غذایی متعادل و سالم پیروی نماید. برای زنان باردار صرفا در سه ماهه سوم کالری مصرفی شان افزایش مییابد و پس از آن تا زمانی که به رژیم غذایی متعادل پایبند باشند نیازی به تلاش هماهنگ برای مصرف نسبت بیش تری از پروتئین نخواهند داشت.
افراد میانسال به چه میزان پروتئینی نیاز دارند؟میانسالی زمانی ایده آل برای آماده سازی بدن به منظور سپری کردن پیری سالم است زمانی که تولید هورمون استروژن و پروژسترون در زنان و تستوسترون در مردان شروع به کاهش میکند و زمانی که سارکوپنی (کاهش توده عضلانی) رخ میدهد. در نتیجه، ما باید اطمینان کسب کنیم که در دوران میانسالی پروتئین کافی دریافت میکنیم و این امر برای زنان بیشتر صدق میکند. به زنان افزایش میانگین مصرف روزانه پروتئین به میزان ۴۶.۵ گرم در روز در میانسالی توصیه میشود. این زمانی است که باید تمرینات قدرتی را افزایش دهیم تا آن توده عضلانی را نیز حفظ کنیم.
آیا در دوران کهنسالی به میزان بیشتر یا کم تری از پروتئین نیاز دارید؟پروفسور "والتر لونگو" استاد پیری شناسی و علوم زیستی دانشگاه کالیفرنیا که متخصص در زمینه دادههای اپیدمیولوژیک طول عمر است میگوید از اواخر دهه هفتم عمر ما به افزایش مصرف روزانه پروتئین تا حدود ۱ گرم بازای هر کیلوگرم وزن نیاز داریم.
با افزایش سن کارایی شما در استفاده از پروتئین کمتر از زمانی است که جوانتر بودید و به همین دلیل است که افراد مسن به مصرف میزان قدری بیشتر پروتئین روزانه نیاز دارند تا کاسته شدن از حجم توده عضلانی را کاهش دهند.
یک فرد مسن که سعی میکند فعال باشد ممکن است به مصرف ۱.۴ گرم پروتئین در روز بازای هر کیلوگرم وزن نیاز داشته باشد.
بهترین راه برای مصرف پروتئین آن است که میزان مصرف پروتئین خود را در طول روز در میان هر وعده غذایی و میان وعده پخش کنید. برای مثال، میتوان از این رویه پیروی کرد: تقریبا ۲۰ گرم پروتئین معادل دو تخم مرغ با دو تکه نان تست دانه دار یا دو برش نان تست سبوس دار با یک قاشق غذاخوری کره بادام زمینی یا ۱۲۵ گرم ماست یونانی با مقداری تخم کدو تنبل روی آن پاشیده شده. اگر پنیر دلمه مورد علاقه شماست یک فنجان از آن به همراه یک سیب یک میان وعده پروتئینی ۲۰ گرمی است. از نظر ارزش غذایی یک سینه مرغ کوچک یا نصف یک سینه بزرگ مرغ یا ۷۵ گرم ماهی سالمون دودی یا یک فنجان عدس پخته شده نیز به همان میزان ارزش پروتئینی دارند.
مصرف پروتئین کافی کلید حفظ کیفیت زندگی تا سنین بالا است. اگر یک عامل تعیین کننده عملکردی برای این که چقدر خوب زندگی میکنید وجود داشته باشد آن عامل این است که چه میزان عضله دارید. این امر تعیین میکند که آیا میتوانید از پلهها بالا بروید یا روی مبل بایستید یا خیر. از دست دادن عضلات مرتبط با افزایش سن میتواند تاثیر جدی بر سلامت متابولیک و تحرک داشته باشد.
آیا باید منابع پروتئین خود را تغییر دهید؟منابع پروتئینی مختلف بدون آن که بخواهیم چندان فنی درباره آن صحبت کنیم اسیدهای آمینه متفاوتی را ارائه میکنند و ما نیاز داریم که طیف وسیعی از آن را به خوبی در رژیم غذایی مان پوشش دهیم.
توصیه کلی این است که در هر وعده غذایی مقداری پروتئین بگنجانید و منابع خود را متنوع سازید. به همین دلیل است که شیکهای پروتئینی و موارد مشابه توصیه نمیشود چرا که آن تنوع را پوشش نمیدهند. در مقابل، در صورت مصرف مرغ نه تنها پروتئین دریافت میکنید بلکه منیزیم، ویتامینهای گروه ب، روی و آهن را نیز دریافت خواهید کرد در حالی که با مصرف یک شیک پروتئین شما صرفا پروتئین دریافت میکنید.