درباره منظومه های مشابه منظومه شمسی

دانشمندان می گویند خورشید یکی از 200 میلیارد ستاره ای است که فقط در کهکشان ما یعنی کهکشان راه شیری قرار دارند (به تازگی دانشمندان حدس می زنند تعداد ستاره های کهکشان راه شیری حتی به 400 میلیارد بالغ شود). حالا تصور کنید چه تعداد ستاره در کل جهان وجود دارد. اگر به سیاراتی که دور این ستاره ها هم می گردند فکر کنیم متوجه می شویم که دنیای ما چقدر عظیم است.

دانشمندان چگونه ستاره ها و سیارات دیگر را پیدا می کنند؟

دانشمندان ستاره ها را از روی نوری که بازتاب می دهند پیدا می کنند. ولی خیلی سخت است که سیاره هایی که دور ستاره ها هستند را هم بتوان با این روش پیدا کرد. چون سیاره ها از خودشان نور ندارند و با استفاده از بازتاب نور ستاره ای که به دورش می گردند روشن می شوند. در نتیجه نمی توانند نور زیادی را منعکس کنند. به این ترتیب این سیاره ها را به طور مستقیم نمی توان دید. بلکه به خاطر فشاری که این سیاره ها بر ستاره ای که دورش می گردند وارد می کنند به وجود آنها پی می برند.

چون با این که ستاره ها سیاره ها را با جاذبه شان محکم نگه داشته اند، ولی خود سیاره هم یک کشش جاذبه ای روی ستاره دارد و این را ستاره شناسان می توانند اندازه گیری کنند. یعنی هر بار که سیاره هر مدار را به طور کامل دور می زند، ستاره خیلی کم به سمت عقب و جلو می لرزد. با مطالعه جرم ها و مدارهای این سیاره ها، ستاره شناسان امیدوارند مطالب بیشتری درباره منظومه های مشابه منظومه شمسی بدانند.

دانشمندان از چه موقع به وجود سیاراتی در خارج از منظومه شمسی پی بردند؟

تا سال 1991، نه سیاره منظومه شمسی ما، تنها سیاره های شناخته شده جهان بودند. ستاره شناسان می دانستند که فقط ستاره ما یعنی خورشید نیست که سیاره دارد. اما هیچ مدرکی هم نداشتند که نشان دهد سیاره های دیگری هم دربیرون از منظومه شمسی ما وجود دارند. با این همه در میانه دهه 1990 میلادی ستاره شناسان به شواهدی درباره وجود سیاراتی دور ستاره های دیگر دست پیدا کردند. به این ترتیب که آنها نشانه هایی از وجود سیارات را دور یک ستاره رو به مرگ پیدا کردند. آنها متوجه شدند که اشیایی به اندازه زمین دور این ستاره می گردند.

در سال 1995 ستاره شناسان سوییسی هم منظومه شمسی دیگری پیدا کردند. ستاره این منظومه از نظر دما و اندازه و سرعت چرخش و امواج رادیویی که به بیرون می فرستد به طور کامل شبیه به خورشید ما است. اندازه سیاره این ستاره به بزرگی سیاره مشتری یا زحل است ولی در مقایسه با این دو سیاره خیلی به ستاره اش نزدیک تر است. اگر چه با این شرایط در چنین سیاره ای امکان حیات وجود ندارد، ولی این کشف نشان داد که ستاره هایی مثل خورشید وجود دارند که سیاره هایی دورشان می گردند.

 

ادامه جست و جوها

از آن موقع تا به حال سیاراتی پیدا شده اند که دور ستاره ها می گردند. بعضی از آنها خیلی نزدیک ستاره شان هستند ولی بعضی از آنها هم از ستاره شان دور هستند. این کشفیات شواهدی به دست ما می دهد که نشان می دهد در خارج از منظومه شمسی ما جهان های دیگری وجود دارند که ممکن است سیاره هایی مناسب زندگی داشته باشند. جست و جو در میان 1000 ستاره نزدیک به خورشید ممکن است عاقبت به یافتن سیاراتی مثل زمینمنجر شود که در آنها امکان حیات وجود دارد.

سیاره ای که درآن حیات وجود دارد باید سطح خاکی داشته باشد و جرمش بین نیم تا ده برابر جرم زمین باشد. همچنین فاصله مناسبی از ستاره اش داشته باشد. به گونه ای که دما و فشار جوی سیاره طوری باشد که امکان وجود آب مایع به وجود بیاید.

 

ستاره شناسان حدود 70 منظومه مشابه منظومه شمسی پیدا کرده اند و هر سال هم منظومه های جدیدی کشف می کنند. در تقریباً همه موارد فقط یک سیاره دور هر ستاره وجود داشته. به نظر می رسد که همه این سیاره ها هم گازی شکل هستند و سطح خاکی ندارند. با این همه ستاره شناسان حدس می زنند که ممکن است میلیاردها منظومه مشابه منظومه شمسی در کهکشان ما باشد. حالا فضاپیماهایی که پرتاب می شوند می خواهند جواب این پرسش ها را پیدا کنند که منظومه شمسی ما یک منظومه بی همتا است یا منظومه های دیگری هم مثل منظومه شمسی ما وجود دارند که تعدادی سیاره خاکی و گازی دارند. به طوری که یک سیاره آن به بزرگی مشتری باشد و دیگری مثل زمین امکان حیات داشته باشد.

 

پرسش های ما درباره منظومه های شمسی زیاد است به عنوان مثال این که منظومه ها چگونه به وجود می آیند و تکامل پیدا می کنند؟ آیا منظومه دیگری وجود دارد که حیات در آن وجود داشته باشد و آیا زندگی در سیارات دیگر هم امکان پذیر است؟

آیا ماه ها هم می توانند قابل سکونت باشند؟

طی دودهه گذشته، ستاره شناسان تقریباً 450 سیاره فراخورشیدی را پیدا کرده اند. سیارات فراخورشیدی سیاراتی هستند که در خارج از منظومه شمسی قرار دارند و به دور ستارگان دیگر می گردند. بیشتر سیاراتی که پیدا شده اند بزرگ تر از زحل هستند و ستاره شناسان از یافتن نشانه های حیات در آنها مأیوس هستند- چراکه آنها مانند زحل غول هایی گازی هستند که سطحی برای راه رفتن ندارند.

اما سیارات غول آسای منظومه شمسی ما یعنی مشتری، زحل، نپتون و اورانوس همگی ماه هایی دارند که بعضی از آنها از ویژگی هایی مثل داشتن جو، حوزه مغناطیسی یا آتش فشان های فعال برخوردارند. این سیارات غول آسا در مناطق خارجی تر و سردتر منظومه شمسی واقع شده اند و در نتیجه قابل سکونت نیستند. این در حالی است که سیارات بزرگ سیستم های سیاره ای دیگر ممکن است در مدارهای میانه و نزدیک تری حرکت کنند و امکان دارد آب مایع در آنها وجود داشته باشد. به این ترتیب اگر این سیارات ماه هایی داشته باشند -چنان که انتظار می رود این گونه هم باشد- جهان های قابل سکونت، دیگر سیارات نیستند بلکه ماه ها هستند.

تصویری که یک هنرمند از ماه های فراخورشیدی ای که به دور سیارات گازی خارج از منظومه شمسی می گردند ساخته است

البته هیچ کس تاکنون هیچ ماه فراخورشیدی ای را کشف نکرده است. اما بعضی از محققان فکر می کنند می توانند این ماه ها را پیدا کنند و حتی می توانند تجزیه و تحلیل کنند که آیا آنها قابل سکونت هستند یا نه. فقط رسیدن به این هدف زمان می خواهد.

گوناگونی ماه های فراخورشیدی

با وجودی که برخی از ماه های منظومه شمسی به عنوان محل هایی که امکان حیات در آنها وجود دارد مطرح بوده اند، اما مشخص شده که مثل زمینقابل سکونت نیستند. چراکه برخی از آنها در حاشیه منظومه شمسی می گردند که باعث می شود دمای سطحشان سردتر از زمین باشد. تعدادی از آنها هم به خاطر این که کوچکند و در نتیجه به قدر کافی با جو قوی و حوزه مغناطیسی محافظت نمی شوند تا ذرات باردار باد خورشیدی را دفع کنند، قابل سکونت نیستند.

سیارات فراخورشیدی ای که تاکنون کشف شده اند به نظر نمی رسد که شبیه به سیارات منظومه شمسی ما باشند. بعضی از آنها چند برابر جرممشتری را دارند. بعضی ستارگان میزبانشان را به قدری محکم گرفته اند که یک سال روی این سیارات –یک انقلاب مداری کامل در اطراف ستاره- کوتاه تر از تنها یک روز بر روی زمین است. بنابراین نامعقول نیست که فکر کنیم ماه های فراخورشیدی تنوع زیادی دارند و انواع آنها مثل ماه منظومه شمسی محدود نیست.

ستاره های دنباله دار

ستاره دنباله دار یک جرم آسمانی یخی است که دور خورشید می گردد. بیشتر ستاره های دنباله داری که از زمین دیده می شوند، در مدارهایی بلند و بیضی شکل دور خورشید می گردند. ستاره دنباله دار از یک هسته (متشکل از خاک، گرد و غبار و گاز و یخ) تشکیل شده که به وسیله یک جو ابری به نام کما (بخارآب، دی اکسید کربن و گازهای دیگر) و یک یا دو دنباله بلند (ساخته شده از گرد و غبار و گازهای یونیزه شده) احاطه شده. دنباله موقعی که ستاره دنباله دار به خورشید نزدیک است، بزرگ می شود.

دنباله بلند یونی ستاره دنباله دار به خاطر نیروی بادهای خورشیدی همیشه از خورشید دورتر قرار می گیرد. بلندی دنباله می تواند به 250 میلیون کیلومتر برسد و بیشترین چیزی که ما از یک ستاره دنباله دار می توانیم ببینیم همین دنباله است. ستاره های دنباله دار فقط وقتی که نزدیک خورشید و در مدارهای بیضی هستند، قابل دیدن هستند.

بیشتر ستاره های دنباله دار به قدری کوچک یا به قدری ضعیفند که بدون تلسکوپ دیده نمی شوند. اما بعضی از ستاره های دنباله دار چند هفته با چشم غیرمسلح قابل دیدن هستند. علت قابل دیدن بودنشان این است که از نزدیک خورشید عبور می کنند. ما به خاطر این می توانیم ستاره های دنباله دار را ببینیم که گاز و گرد و غباری که در کما های آنها هستند و همچنین دنباله ها، نور خورشید را بازتاب می دهند. همچنین گازها انرژی ای را که از خورشید جذب کرده اند آزاد می کنند که این باعث می شود تابناک و درخشان شوند.

ستاره شناسان ستاره های دنباله دار را بر این مبنا طبقه بندی می کنند که چقدر طول می کشد آنها دور خورشید بگردند. آنهایی که در دوره کوتاه تری دور خورشید می گردند کمتر از  200 سال طول می کشد تا یک دور گردششان به دور خورشید را کامل کنند. در حالی که 200 سال یا بیشتر زمان می برد تا آنهایی که مدت بیشتری طول می کشد تا به دور خورشید بگردند یک دور گردششان را کامل کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره این که ستاره های دنباله دار از کجا می آیند اینجا را کلیک کنید.

ستاره شناسان باور دارند که ستاره های دنباله دار، از مجموعه ای از گاز، یخ، سنگ و گرد و غبار تشکیل شده اند که حدود 4.6 میلیارد سال پیش سیاره های خارجی تر هم از آنها درست شده اند. بعضی از دانشمندان باور دارند که ستاره های دنباله دار در ابتدا مقداری آب و مولکول های با پایه کربن را به زمین آورده اند که زمینه حیات در زمین را به وجود آورده.

سیارک چیست؟

سیارک ها سیاراتی در ابعاد کوچک هستند. جنس آنها از سنگ یا فلز است. آنها در واقع قطعاتی از پس مانده های شکل گیری منظومه شمسی هستند. منظومه شمسی حدود 4.6 میلیارد سال قبل تشکیل شده است.

بیشتر سیارک ها در منطقه ای بین مریخ و مشتری به دور خورشید می گردند. این منطقه کمربند سیارک ها نام دارد. تعداد خیلی کمی از سیارک ها خیلی به خورشید نزدیکند. هیچ کدام از سیارک ها جو ندارند.

سیارک 253 ماتیلد، یک سیارک نزدیک به زمین است. ماتیلدحدود 60 کیلومتر قطر دارد و در کمربند سیارک ها بین مریخ و مشتری می گردد. این عکس در سال 1997 به وسیله ناسا گرفته شده

تعداد سیارک های کمربند سیارک ها

دانشمندانی که درباره فضاهای خارجی تر مطالعه می کنند حدس می زنند که بین 30000 تا 40000 سیارک در کمربند سیارک ها وجود داشته باشد که بیش از 0.5 مایل یا یک کیلومتر قطر دارند. تاکنون حدود سه هزار سیارک فهرست شده اند.

گاسپرا، سیارک 951

تعداد خیلی بیشتری سیارک های کوچک تر هم وجود دارد. اولین و بزرگ ترین سیارکی که کشف شده "سرس" نام دارد. این سیارک اولین بار به وسیله ستاره شناس ایتالیایی جوزپه پیازی در سال 1801 کشف شد.

بزرگ ترین سیارک

سرس بزرگترین سیارک در کمربند سیارک ها است. این سیارک در مقایسه با سیارک های دیگر به قدری بزرگ است که تخمین زده می شود جرمش یک سوم جرم همه 3000 سیارک طبقه بندی شده باشد. سرس حدود 578 مایل یا 930 کیلومتر قطر دارد.

اندازه سیارک ها

کمربند سیارک ها بیش از 200 سیارک دارد که بیشتر از 60 مایل یا 100 کیلومتر قطر دارند. دانشمندان تخمین می زنند که بیش از 750000 سیارک در کمربند سیارک ها است که قطر آنها بزرگ تر از 3.5 مایل یا یک کیلومتر است. 

سیارک 243 آیدا و ماه ریز آن داکتیل1. این اولین سیارکی است که تاکنون پیدا شده که یک قمر دور آن می گردد.

میلیون ها سیارک کوچک تر هم وجود دارد. ستاره شناسان چندین سیارک بزرگ تر پیدا کرده اند که سیارک های کوچک تری دور آنها می گردند.

به این ترتیب سیارک ها اندازه های متنوعی دارند. چنان که گفتیم بزرگ ترین سیارک یعنی سرس حدود 600 مایل یا 970 کیلومتر قطر دارد. سرس اولین سیارک شناخته شده است. یکی از کوچک ترین سیارک ها فقط 20 پا یا شش متر قطر دارد. بیشتر سیارک ها کمتر از 18 مایل یا 30 کیلومتر قطر دارند..

جنس سیارک ها

ستاره شناسان سیارک ها را به دو گروه تقسیم بندی می کنند. گروه اول بیشتر از کربن ساخته شده اند. کربن یک ماده نرم و سیاه است که به وفور روی زمین یافت می شود. سیارک های دسته دوم از نظر داشتن مواد معدنی غنی هستند. این سیارک ها از مواد معدنی ی اکه به وسیله خورشید گرم شده اند به وجود آمده اند.

سیارک ها می توانند ماه شوند

سیارک ها می توانند بر اثر کشش جاذبه ای یک سیاره به خارج از مدار خورشیدی شان کشیده شوند و به جای این که به دور خورشید بگردند دور سیاره بگردند.

ستاره شناسان عقیده دارند که دو تا از ماه های مریخ، فوبوس و دیموس سیارک های به دام افتاده به وسیله مریخ هستند.

نتیجه جابجایی سیارات منظومه شمسی

نتیجه مطالعه ای جدید نشان می دهد اگر جای زمین و مریخ با هم عوض می شد، مریخ به سیاره ای زمین مانند که در آن امکان حیات وجود داشته باشد تبدیل نمی شد. در این شرایط شدت نور خورشید نصف می شد و یخ دوباره بر سطح این سیاره ظاهر می شد.

طبق قوانین کپلر، جرم سیاره تقریباً بر مدارش اثری ندارد و این جرم خورشید است که چیزها را کنترل می کند. هم مریخ و هم زمین همیشه به سمت خورشید در حال سقوطند، همه اجسام دیگر هم همین وضعیت را دارند.

مریخ در حال حاضر حوزه مغناطیسی اندکی دارد یا اصلاً حوزه مغناطیسی ندارد به همین دلیل جو خیلی باریکی دارد. بدون وجود حوزه مغناطیسی، بادهای خورشیدی که به وسیله خورشید ایجاد می شوند مریخ را فاقد جو می کنند که به نوبه خود موجب می شود مریخ خیلی سرد شود. اگر مریخ در جای زمین قرار گیرد، باز هم فاقد حوزه مغناطیسی خواهد بود و بنابراین جو کوچکی خواهد داشت. به طورکلی اگر مریخ جایش را با زمین عوض کند، کمی گرم تر می شود اما به دلیلی که گفته شد، شاید باز هم قابل سکونت نباشد.

دلیل فقدان حوزه مغناطیسی در مریخ هم این است که هسته مریخ مدتی طولانی است که سرد و جامد شده (برخلاف هسته زمین که هنوز خیلی مذاب است). فقدان هسته مذاب مانع از این می شود که یک حوزه مغناطیسی به قدر کافی قوی شود و از جو حفاظت کند. دلایل دیگری هم وجود دارد اما این عمده ترین دلیل است. به خاطر داشته باشید که دلیل ذکر شده باعث می شود مریخ یا هر سیاره ای به ابعاد مریخ که در مدار زمین قرار بگیرد سیاره ای قابل سکونت نباشد.

اگر جای سیارات عوض شود در منظومه شمسی چه اتفاقی می افتد؟

اکثراً نیروی جاذبه تعیین می کند که مواد و اشیای موجود در جهان به کجا حرکت کنند. همه موادی که جرم دارند جاذبه تولید می کنند، اما آنهایی که جرم بیشتری دارند نسبت به آنهایی که جرم کمتری دارند جاذبه قوی تری تولید می کنند و نیروی جاذبه با افزایش فاصله کاهش می یابد. آنهایی که بیشترین جرم را دارند، بر اجرام دیگر به ویژه آنها که در همسایگی شان هستند بیشترین اثر را به جا می گذارند.

فیزیکدان ستاره شناس رنول مالهوترا از دانشگاه آریزونا از اولین دانشمندانی است که این ایده را مطرح کرد که سیارات تقریباً در اوایل شکل گیریمنظومه شمسی به اطراف مهاجرت کرده اند.

وی با شبیه سازی رایانه ای به این نتیجه می رسد که تغییر مکان سیارات، منظومه شمسی را به شدت آشفته می کند. اگرچه هیچ یک از سیارات داخلی تر در ده میلیون سال اول به خارج از منظومه شمسی پرت نشده اند، اما همه در فواصل مداری خود دچار تغییرات بزرگی شدند.

در همین رابطه یک نظریه جدید هم وجود دارد. دانشمندی به نام دوگ لین چند سال پیش این بحث را مطرح کرده بود که منظومه شمسی همیشه در آستانه هرج و مرج است. احتمالاً منظومه شمسی در سال های شکل گیریش ناپایدار بوده است. سپس سیارات بار دیگر سازمان یافته اند و یا به گونه ای پرتاب شده اند که از مدارهای اولیه به اندازه کافی فاصله گرفته اند. هر تغییر اساسی ای دوباره سیستم را در آستانه هرج و مرج قرار می دهد. این وضعیت را می توان با فنجانی پر از قهوه مقایسه کرد. اگر شما فنجانی قهوه ببینید که دقیقاً لبالب پرشده منطقی است که نتیجه بگیرید مقداری قهوه به اطراف می ریزد و کاری نتوانید انجام دهید.

سیاهچاله چیست ؟

در چند جمله کوتاه میتوان گفت، سیاهچاله ناحیه ای از فضاست که مقدار بسیار زیادی جرم در آن تمرکز یافته و هیچ شیئی نمی تواند از میدان جاذبه آن خارج شود.از آنجا که بهترین تیوری جاذبه در حال حاضر تیوری نسبیت عام انیشتن است،در مورد سیاهچاله و جزییاتش باید طبق این تیوری تحقیق و نتیجه گیری کنیم. ابتدا از مفهوم جاذبه و شرایط ساده تر آغاز می کنیم. 

فرض کنید روی سطح یک سیاره ایستاده اید. یک سنگ را به سمت بالا پرتاب می کنید. با فرض اینکه آن را خیلی خیلی محکم پرتاب نکرده باشید برای مدتی به سمت بالا حرکت می کند و نهایتا شتاب جاذبه باعث می شود به پایین سقوط کند. اما اگر سنگ را به اندازه ی لازم محکم پرتاب کرده باشید می توانید آن را به کل از جاذبه سیاره خارج کنید و سنگ بالا رفتن را تا ابد ادامه خواهد داد. سرعتی که لازم است تا یک شیی را از حاذبه سیاره خارج کند سرعت فرار یا سرعت گریز نام دارد. همانطور که انتظار می رود سرعت فرار به جرم سیاره بستگی دارد. اگر سیاره ای جرم زیادی داشته باشد کشش جاذبه آن زیاد خواهد بود و نتیجتا سرعت فرار آن بیشتر خواهد شد. سیاره سبکتر سرعت فرار کمتری خواهد داشت. همچنین سرعت فرار به فاصله از مرکز سیاره نیز بستگی دارد. هر چه به مرکز سیاره نزدیک تر شویم سرعت فرار نیز بیشتر می شود. 
سرعت فرار زمین Km/s 11.2 یا m/h 25000 است. در حالی که سرعت فرار در ماه فقط Km/s 2.4 یا m/h 5300 است. 
حال یک جرم بسیار زیاد را که در یک ناحیه با شعاع بسیار کوچک تمرکز یافته تصور کنید. سرعت فرار چنین ناحیه ای از سرعت نور بیشتر خواهد بود و چون هیچ شییی نمی تواند سریعتر از نور سیر کند پس هیچ شییی نمی تواند از میدان جاذبه چنین ناحیه ای خارج شود ، حتی یک دسته پرتو نور. 
ایده تفکر در مورد جرمی چنان چگال که حتی نور نیز نتواند از آن خارج شود متعلق به لاپلاس در قرن هجدهم است. تقریبا بلافاصله پس از بیان نظریه نسبیت عام توسط انیشتین ، کارل شوارتز شیلد یک راه حل ریاضی برای معادلات تیوری این اجرام کشف کرد و سال ها بعد اشخاصی چون اپنیمر و ولکف واشنایدر در دهه 1930 به طور جدی درباره امکان وجود چنین نواحی در عالم به تحقیق پرداختند. این پژوهشگران نشان دادند، هنگامی که محتویات سوخت یک ستاره پرجرم به پایان می رسد، نمی تواند در مقابل جاذبه درونی خود مقاومت کند و به صورت یک سیاهچاله در خود فرو می ریزد. 
در نسبیت عام جاذبه از عوامل انحراف فضای 4 بعدی است. اشیاء بسیار پرجرم باعث انحرافات محورهای زمان و فضا می شوند در حدی که قوانین هندسی اعتبار خود را از دست می دهند و به کار نمی آیند. این انحراف در اطراف یک سیاهچاله بسیار چشمگیر است و باعث می شود که سیاهچاله ها خصوصیات عجیبی داشته باشند. هر سیاهچاله چیزی به نام افق حادثه ( event horizon ) دارد، که سطحی کروی است و مرز سیاهچاله را مشخص می کند. شما می توانید وارد این افق شوید اما نمی توانید از آن رهایی یابید. در حقیقت وقتی وارد افق شدید محکوم به نزدیک و نزدیک تر شدن به مرکز سیاهچاله هستید. 
درباره افق می توان این تصور را داشت که افق جایی است که در آن سرعت گریز برابر با سرعت نور است. در خارج از افق سرعت گریز کمتر از سرعت نور است. بنا بر این در صورتی که راکت های شما به اندازه کافی انرژی داشته باشند می توانید از افق دور شوید اما وقتی وارد افق شدید راهی برای خروج ندارید. افق خصوصیات هندسی عجیبی دارد، برای یک ناظر که فاصله زیادی از سیاهچاله دارد، افق جای خوبی به نظر می رسد که کروی و ساکن است. اما در صورتیکه به سیاهچاله نزدیک شوید متوجه خواهید شد افق با سرعت بسیار زیاد و یا در حقیقت با سرعت نور به سمت بیرون در حرکت است. چون افق با سرعت نور به سمت بیرون گسترش می یابد، پس برای خروج از افق باید سرعتی بیش از سرعت نور داشته باشیم. و چون می دانیم که نمی توانیم با سرعتی بیش از سرعت نور سیر کنیم پس هیچ گاه نخواهیم توانست از سیاهچاله فرار کنیم. 
اگر این مطالب بسیار عجیب به نظر می رسند، نگران نباشید، واقعا عجیب هستند. افق از جهتی ثابت و از جهتی نا پایستار است. این مطلب تا حدی شبیه به داستان آلیس در سرزمین عجایب است. او باید تا جایی که می توانست سریع حرکت می کرد تا می توانست در یک جا بماند. 
در درون افق فضا در حدی منحرف می شود که مختصات طول و زمان جایشان عوض می شود به این معنی که مختص نشان دهنده فاصله از مرکز سیاهچاله که r نام دارد، یک مختص زمانی و t یک مختص فضایی می شود. نتیجه این جابجایی این است که نمی شود از کوچک شدن لحظه به لحظه r جلوگیری کرد، مشابه شرایط معمولی که از رسیدن به آینده گریزی نیست (یعنی به طور معمول t در حال افزایش است) در نهایت باید به مرکز جایی که r = 0 است برسیم. ممکن است فکر کنید با روشن کردن راکت ها می توان از افق خارج شد، اما این کار نیز بیهوده است. از هر ماده ای که استفاده کنید، نمی توانید از آینده خود گریزی داشته باشید. پس از وارد شدن به افق، تلاش برای دور شدن از مرکز سیاهچاله درست مثل تلاش برای نرسیدن به پنجشنبه آینده است. 
نام سیاهچاله را برای اولین بار جان آرچیبالد ویلر پیشنهاد داد که نام مناسبی به نظر می رسید، چون از نام های پیشنهادی قبل از خودش جذاب تر بود. پیش از ویلر از این نواحی با عنوان ستاره های منجمد یاد می شد. در ادامه توضیح خواهم داد که چرا این نام را به آن ها داده بودند. 
سیاهچاله چه اندازه ای دارد؟ 
اندازه هر چیز دو جنبه دارد. در اولین جنبه می گوییم این جسم چه میزان جرم دارد و در جنبه دیگر آن را از نظر حجم بررسی می کنیم. ابتدا درباره جرم سیاهچاله بحث می کنیم. 
برای میزان جرم یک سیاهچاله محدودیتی وجود ندارد. هر مقدار جرمی درصورتی که به اندازه کافی چگال باشد می تواند سیاهچاله تشکیل دهد. حدس می زنیم که سیاهچاله های موجود از مرگ ستارگان پرجرم تشکیل یافته اند، بنا بر این باید به همان اندازه جرم داشته باشند. به عنوان نمونه جرم یک سیاهچاله در حدود 10 برابر جرم خورشید است، یعنی جرمی معادل 10 به توان 31 کیلوگرم. 
هر چه جرم سیاهچاله بیشتر باشد فضای بیشتر اشغال خواهد کرد. در حقیقت شعاع شوارتز شیلد (شعاع افق) و جرم نسبت مستقیم دارند. اگر سیاهچاله ای 10 برابر یک سیاهچاله دیگر جرم داشته باش، شعاعش نیز 10 برابر دیگری خواهد بود. شعاع سیاهچاله ای هم جرم خورشید 3 کیلومتر است. بنا بر این، اگر سیاهچاله ای 10 برابر خورشید جرم داشته باشد شعاعش 30 کیلومتر خواهد بود و سیاهچاله ای که در مرکز یک کهکشان با جرم یک ملیون برابر خورشید 3 میلون کیلومتر شعاع خواهد داشت. ممکن است این مقدار شعاع زیاد به نظر برسد ولی با استانداردهای نجومی خیلی هم عجیب نیست. به عنوان مثال شعاع خورشید 700000 کیلومتر است و یک سیاهچاله بسیار بسیار سنگین شعاعی فقط در حدود 4 برابر خورشید دارد. 
در صورت سقوط در سیاهچاله چه بلای به سرم می آید؟ 
فرض می کنیم در داخل یک فضا پیما به سمت یک سیاهچاله با جرم یک ملیون برابر خورشید در مرکز کهکشان راه شیری در حال حرکت هستید. (بحث های زیادی در مورد وجود سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارد. اما فرض می کنیم حداقل برای چند ثانیه این سیاهچاله موجود باشد.) از فاصله دور راکت ها را خاموش کرده اید و به سمت سیاهچاله سرازیر می شوید. چه اتفاقی خواهد افتاد؟ 
در ابتدا هیچ جاذبه ای را حس نخواهید کرد چون در حال سقوط آزاد هستید، همه قسمتهای بدنتان به یک صورت کشیده خواهند شد و احساس بی وزنی خواهید کرد (این دقیقا همان چیزی است که در مدار زمین برای فضا نوردان اتفاق می افتد. با این حال نه فضا نورد و نه شاتل هیچ نیروی جاذبه ای را حس نمی کنند.) همین طور که به مرکز سیاهچاله نزدیک و نزدیک تر می شوید نیروهای جاذبه جزر و مدی را بیشتر حس خواهید کرد. فرض کنید پاهایتان نسبت به سرتان در فاصله کمتری از مرکز سیاهچاله قرار گرفته باشد. نیروی جاذبه با نزدیک شدن به مرکز سیاهچاله بیشتر می شود، بنا بر این در پاهایتان نیروی جاذبه را بیشتر حس خواهید کرد. و حس خواهید کرد کشیده شده اید ( این نیرو نیروی جزر و مدی نام دارد چون دقیقا مانند نیرویی عمل می کند که باعث جزر و مد در سطح زمین می شود). این نیروها با نزدیک شدن به مرکز بیشتر و بیشتر خواهد شد تا جایی که شما را پاره پاره کند. 
برای یک سیاهچاله خیلی بزرگ شبیه به آن که شما در آن سقوط می کنید، نیروهای جزر و مدی تا شعاع 600000 کیلومتری مرکز قابل توجه نیستند. البته این مطلب پس از ورود به افق اعتبار می یابد. اگر در حال سقوط به یک سیاهچاله کوچکتر هم جرم خورشید بودید، نیروهای جزر و مدی از فاصله 6000 کیلومتری مرکز شما را تحت تاثیر قرار می داد و شما خیلی زود تر از آنکه وارد افق شوید تکه پاره می شدید (و این موضوع علت این است که شما را در حال سقوط به یک سیاهچاله بزرگ تصور کردیم تا بتوانید حداقل تا وارد شدن به سیاهچاله زنده باشید). در حین سقوط چه چیزهایی می بینید؟ شما در حین سقوط چیز خاص و عجیبی را مشاهده نخواهید کرد. تصویر اشیا درو ممکن است به شکل های عجیب و نا مربوط در آمده باشند، چون جاذبه سیاهچاله نور را نیز منحرف می کند. به ویژه وقتی وارد افق می شوید هیچ اتفاق خاصی نخواهد افتاد. حتی پس از وارد شدن به افق نیز خواهید توانست چیزهایی را که بیرون هستند ببینید. چون نوری که از اشیا بیرونی ساطع می شود می تواند وارد افق شود و به شما برسد. اما در بیرون از افق کسی قادر به دیدن شما نیست چون نور نمی تواند از افق خارج شود. 
کل این اتفاقات چقدر طول می کشد؟ البته این مطلب بستگی به این دارد که از چه فاصله سقوط به داخل سیاهچاله را شروع کرده باشید. فرض می کنیم این عملیات از جایی شروع شود که فاصله شما از مرکز 10 برابر شعاع سیاهچاله باشد. برای سیاهچاله ای با جرم یک میلیون برابر خورشید 8 دقیقه طول می کشد تا به افق برسید، پس از آن 7 دقیقه دیگر در پیش دارید تا به ناحیه منحصر به فردی برسید. البته این زمان ها تقریبی است و به عنوان مثال در یک سیاهچاله کوچکتر زمان مرگ نزدیک تر خواهد بود. پس از پشت سرگذاشتن افق در 7 دقیقه باقیمانده از عمر ممکن است وحشت زده بشوید و شروع کنید به روشن کردن راکت ها اما این تلاش بیهوده است. 
از یک فاصله مطمئن از سقوط در سیاهچاله چه چیز مشاهده می شود؟ 
چیزی که از دور دیده می ود با واقعیت کمی تفاوت دارد. همچنان که شما به افق نزدیک تر می شوید ناظر حرکت شما را آهسته و آهسته تر می بیند. او هیچ گاه رسیدن شما را به افق نخواهد دید. 
سیاهچاله ای را در نظر بگیرید که از فرو ریختن یک ستاره شکل گرفته است. در حالی که ماده تشکیل دهنده سیاهچاله فرو می ریزد، ناظر آن را کوچک و کوچک تر می بیند، همچنین او نزدیک شدن شما را می بیند اما نمی تواند رسیدن به افق را ببیند و این علت نام گذاری اولیه آنها یعنی ستاره های منجمد است. چون به نظر می رسد آن ها در فاصله ای به اندازه کمی بیشتر از شعاع شوارتز شیلد یخ زده اند. 
چرا اینگونه به نظر می رسد؟ مهمترین مطلبی که در این مورد عنوان شده یک خطای نوری است. در حقیقت شکل گرفتن یک سیاهچاله یا رسیدن شما به افق زمان نامحدودی نمی برد. وقتی شما به افق نزدیک و نزدیک تر می شوید، نوری که از شما ساطع می شود به زمان بیشتری نیاز دارد تا به ناظر برسد در واقع نوری که بدن شما در هنگام گذر از افق ناظر دیگر تصویری از شما نمی بیند و حس می کند رسیدن به افق چه زمان نامحدودی وقت می برد. 
از زاویه دیگری نیز می شود به این مسئله نگاه کرد. زمان در نزدیکی افق بسیار آرامتر از فضاهای دورتر سپری می شود. فرض کنید فضاپیمای شما برای خروج از افق در حرکت است و برای چندین ثانیه آنجا توقف می کند (با مصرف مقداری زیادی سوخت برای جلوگیری از سقوط به داخل). سپس شما به سمت ناظری می روید و به او ملحق می شوید. متوجه می شوید در طی این ایام او سنی بیش از شما دارد، در حقیقت زمان برای شما بسیار آهسته تر (کند تر) سپری شده است تا برای او. 
به نظر شما کدام یک از این دو نظریه فریب نور یا کندی زمان درست است؟ جواب بستگی به مختصاتی داردکه طبق آن به بررسی سیاهچاله ها بپردازید. طبق مختصات معمول که مختصات شوارتز شیلد نام دارد، زمانی افق را پشت سر می گذارید که مختصات t (زمان) بی نهایت است. طبق این مختصات گذر از افق زمان بی نهایت لازم دارد. اما علت این مطلب این است که مختصات شوارتز شیلد تصویر تحریف شده ای از آنچه در اطراف افق می گذرد به ما می دهد. در حقیقت درست در افق مختصات کاملا تحریف شده و تغییر یافته اند. در صورتی که مختصات واحدی را در نزدیکی افق انتخاب نکرده اید متوجه می شوید که در هنگام گذر از افق زمان واقعا محدود است. ولی زمانی که ناظر شما را مشاهده می کند نامحدود است. تشعشات نیاز به زمان بی نهایت و نامحدودی دارند تا به چشم ناظر برسند. پس شما می توانید از هر دو نوع مختصات استفاده کنید، در عمل هر دوی آنها درست هستند. فقط دو بیان متفاوت از یک مطلب ارئه می دهند. درعمل شما از چشم ناظر پنهان خواهید ماند قبل از اینکه زمان بی نهایت سپری شود. برای یک جسم نوری که از طرف سیاهچاله تابش می شود به طرف سرخی و طول موجهای بیشتر می رود. 
بنا براین در صورتی که شما نور مرئی با طول موجهای ثابتی ساطع کنید، ناظر آن را با طول موج بیشتری دریافت خواهد کرد. با نزدیک تر شدن شما به افق این طول موجها افزایش می یابند. که درنهایت به تابش های نامرئی، مادون فرمز و امواج رادیویی خواهند رسید. در بعضی نقاط طول موجها به قدری زیاد خواهند بود که ناظر نخواهد توانست آن ها را مشاهده کند. از گذشته به خاطر دارید که نور در دسته هایی به نام فوتون ساطع می شود. تصور کنید در حین گذر از افق فوتون هایی ساطع کنید. قبل از گذشتن از افق آخرین فوتون ها را ساطع خواهید کرد، این فوتون ها در زمان محدودی به چشم ناظر خواهند رسید - به عنوان مثال برای چنان سیاهچاله پر جرمی چیزی در حدود 1 ساعت.. و پس از آن ناظر دیگر قادر به دیدن شما نخواهد بود (فوتون هایی که پس از گذر از افق ساطع می شوند هیچ گاه به ناظر نمی رسند)...