الإرغوسفير
عودة للموسوعةالإرغوسفير هواسم يطلق على منطقة تتشكل حول أفق وقع ثقب اسود دوار، أطلق الاسم من قبل ريموروفيني وجون أرتشيبالد ويلر خلال محاضرات ألقيت في ليز أوش عام 1971، واشتق الاسم من الحدثة الاغريقية "ἔργον (ارغيون) والتي تعني شغل"، ويقصد به الإمكانية النظرية لاستخراج المادة والطاقة من هذه المنطقة.
صفات الإرغوسفير
تأخذ الإرغوسفير شكل ثمرة اليقطين حيث أنها تلامس منطقة أفق الحدث عند قطبي الثقب الاسود، وتبتعد عنها تدريجياً وتصل اقصى مسافة بينهما عند دائرة استوائه.
تعتمد المسافة بين الإرغوسفير وأفق الحدث على مقدار جاذبية الثقب الاسود وزخمه الدوراني، وبما حتى الثقب يدور حول محور دوران يمر من قطبيه فلا يوجد حركة دورانية عند القطبين لهذا لا تتكون الإرغوسفير هناك بينما يملك استواء الثقب أعظم مقدار دوران لهذا تكون المسافة عنده أكبر ما يمكن، نصف قطرها عند أقصى بعد لها عن أفق الحدث (نصف قطرها الاستوائي) ينطبق مع قيمة نصف قطر شفارزتشيلد لهذا الثقب الاسود في حالة عدم الدوران، بينما يقترب نصف قطرها العمودي أو(القطبي) من نصف من قيمته عند الاستواء.
تشكلها
عندما يدور الثقب الاسود حول محوره، تسبب جاذبيته الكبيرة برم الزمكان حوله بما يعهد بتأثير سحب الإطار المرجعي أوآلية لينز-ثيرينج، وبسبب هذه الظاهرة فإن اي جسم داخل هذه المنطقة لايمكن بأي حال حتى يرى من قبل راصد خارجي على مسافة بعيدة بحالة سكون أوثبات لأن ذلك يعني حتى الجسم يجب حتى يتحرك بسرعة تفوق سرعة الضوء وهذا غير ممكن حسب النظرية النسبية الخاصة وتنخفض قيمة هذه السرعة حدثا إبتعد الجسم عن أفق وقع الثقب حتى تساوي قيمة سرعة الضوء عند منطقة تسمى ارغوسرفيس "سطح الشغل" ويسمى المجال خارجها بحدود السكون وذلك لأن خطوط العالم تتغير من الشكل الزمني خارجها إلى الشكل الفضائي داخلها مع حتى تأثير سحب الفضاء خارجها لا يزال موجوداً لكن بمقدار أقل، وهنا نرى حتى ما يحدد سطح الإرغوسفير هي سرعة الضوء.
خصائصها
ولأن الإرغوسفير تقع خارج أفق وقع الثقب الاسود إذاً فلايزال من الممكن نظرياً للأجسام ألهروب من نطاق جاذبية الثقب دون السقوط فيه حيث تعمل جاذبيته الدوارة على زيادة سرعة الجسم بشكل كبير جداً مما يعطيه دفع يمكنه من الهرب بعيداً وهذا يعني حتى الثقب الاسود يفقد جزء من طاقة دورانه على شكل سرعة للجسم الواقع ضمن الإرغوسفير وأقترحت هذه الظاهرة من قبل العالم روجر بنروز عام 1969 وسميت بآلية بنروز، حيث تقترح هذه الآلية بأنه أي جسم منفرد داخل الإرغوسفير من الممكن حتى يكتسب طاقة من دوران الثقب الاسود أقصى قيمة لها تكون مساوية لـ 20.7% من تكافؤ الكتلة والطاقة للجسم، وإذا تكررت العملية لنفس الكتلة فإن مقدار أقصى زيادة سيكون 29% من تكافؤ الكتلة والطاقة الاصلي وهذا يعني تباطؤ الزخم الدوراني للثقب الاسود في جميع مرة يكتسب فيها الجسم طاقة، ولهذا سيقترب الثقب الاسود تدريجياً من ثقب شفارزتشيلد الأسود عديم الدوران حيث لا تتكون الإرغوسفير أصلاً، أعطت آلية بنروز تفسيرات ممكنة لاحدى أقوى وأعنف الظواهر الكونية المعروفة بإسم انفجارات أشعة غاما، والنمذجة الحاسوبية لها أظهرت امكانية تكوين جسيمات ذات طاقة عالية في منطقة الإرغوسفير والتي رصدت منبعثة من الكوازارات وأنوية المجرات النشطة.
بسبب شدة تأثير سحب الإطار المرجعي فإن أي جسم يقع في الإرغوسفير سيدور حول الثقب الاسود بمدار يوافق إتجاه دوران الثقب الاسود حول نفسه، مهما كانت سرعته الابتدائية أوإتجاه دخوله إلى المنطقة.
ومن خصائها الاخرى حتى اي راصد يقع خارج الإرغوسفير على مسافة كبيرة يرى حتى أي جسم يسقط فيها سيعاني من إنزياح أحمر لانهائي في طيفه.
اقرأ أيضاً
- النظرية النسبية العامة.
- الثقوب السوداء.
المراجع
- ^ Visser, Matt (1 December 1997). "Acoustic black holes: horizons, ergospheres, and Hawking radiation". Classical and Quantum Gravity. 15: 1767–1791. arXiv:gr-qc/9712010. Bibcode:1998CQGra..15.1767V. doi:10.1088/0264-9381/15/6/024.
- ^ Griest, Kim (26 February 2010). "Physics 161: Black Holes: Lecture 22" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 03 أبريل 2012. اطلع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2011.
- ^ Darling, David. "Lense-Thiring Effect". مؤرشف من الأصل في 11 أغسطس 2009.
- ↑ Misner 1973, p. 879.
- ^ Bhat, Manjiri; Dhurandhar, Sanjeev; Dadhich, Naresh (10 January 1985). "Energetics of the Kerr–Newman Black Hole by the Penrose Process" (PDF). Journal of Astrophysics and Astronomy. 6 (2): 85–100. Bibcode:1985JApA....6...85B. doi:10.1007/BF02715080. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 سبتمبر 2015.
- ^ Chandrasekhar, p. 369.
- ^ Carroll, p. 271.
- ^ Nagataki, Shigehiro (28 June 2011). "Rotating BHs as Central Engines of Long GRBs: Faster is Better". Publications of the Astronomical Society of Japan. 63: 1243–1249. arXiv:1010.4964. Bibcode:2011PASJ...63.1243N. doi:10.1093/pasj/63.6.1243.
- ^ Kafatos, Menas; Leiter, D. (1979). "Penrose pair production as a power source of quasars and active galactic nuclei". The Astrophysical Journal. 229: 46–52. Bibcode:1979ApJ...229...46K. CiteSeerX = 10.1.1.924.9607 10.1.1.924.9607. doi:10.1086/156928.
التصنيفات: ثقوب سوداء, حلول دقيقة في النسبية العامة, علم الكون, مجرات, نظرية النسبية, صفحات بها وصلات إنترويكي, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, بوابة علم الكون/مقالات متعلقة, بوابة علم الفلك/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات
