ملف تدريبي: الثقوب السوداء

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب نصف قطر شفارتزشيلد لثقب أسود، وتحديد سمات الثقوب السوداء.

س١:

أيٌّ مما يلي يمثِّل الوصف الصحيح لنقطة التفرُّد؟

  • أنقطة التفرُّد جسم كروي عالي الكثافة يوجد عند مركز الثقب الأسود، ونصف قطره لا يساوي صفرًا، ولكنه أصغر من أفق الحدث الخاص بالثقب الأسود.
  • بنقطة التفرُّد نقطة على أفق الحدث الخاص بالثقب الأسود يمرُّ عندها جسم عبر أفق الحدث.
  • جنقطة التفرُّد نقطة كثيفة بصورة لا نهائية توجد عند مركز الثقب الأسود.
  • دنقطة التفرُّد أيُّ نقطة على أفق الحدث الخاص بالثقب الأسود.

س٢:

احسب نصف قطر شفارتزشيلد لجسم له نفس كتلة الشمس. استخدم 1.99×10 kg لقيمة كتلة الشمس، 6.67×10 m3/kg⋅s2 لقيمة ثابت الجاذبية. قرِّب إجابتك لأقرب 3 أرقام معنوية.

س٣:

أيٌّ مما يلي يمثِّل الوصف الصحيح لأفق حدث الثقب الأسود؟

  • أأفق الحدث هو الطبقة الخارجية الصلبة للثقب الأسود.
  • بأفق الحدث هو مركز كتلة الثقب الأسود.
  • جأفق الحدث هو الحدُّ حول الثقب الأسود الذي تصبح فيه قوة سحب جاذبية الثقب الأسود كبيرة جدًّا لدرجة تجعل الهروب مستحيلًا، حتى بالنسبة إلى الضوء.
  • دأفق الحدث هو الحدُّ حول الثقب الأسود الذي تصبح فيه قوة سحب جاذبية الثقب الأسود كبيرة جدًّا لدرجة أنه لا يمكن لأي جسم له كتلة أن يهرب، لكن يمكن للضوء أن يهرب.

س٤:

احسب نصف قطر شفارتزشيلد لجسم له نفس كتلة الأرض. استخدِم القيمة 5.97×10 kg لكتلة الأرض، والقيمة 6.67×10 m3/kg⋅s2 لثابت الجذب العام، والقيمة 3.00×10 m/s لسرعة الضوء. قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س٥:

لاحظ علماء الفلك وجود جسم ضخم مظلم عند مركز مجرتنا. بمراقبة حركة النجوم التي تدور حول هذا الجسم الضخم، اكتشفوا أنَّ نصف قطره يجب أن يكون أقل من 45.0 AU.

ماذا ستكون كتلة جسم نصف قطر شفارتزشيلد له 45.0 AU؟ اعتبر 1.50×10 m قيمة طول 1 AU، 6.67×10 m3/kg⋅s2 قيمة ثابت الجذب العام، 3.00×10 m/s قيمة سرعة الضوء. قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

  • أ2.28×10 kg
  • ب6.32×10 kg
  • ج1.21×10 kg
  • د4.55×10 kg
  • ه9.11×10 kg

اعتقد علماء الفلك أنَّ الجسم عبارة عن ثقب أسود. ومن حركة النجوم حوله، تُقدَّر كتلته بحوالي 8.20×10 kg. ما قيمة نصف قطر شفارتزشيلد لجسم بتلك الكتلة؟ قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

  • أ3.43×10 km
  • ب8.59×10 km
  • ج1.22×10 km
  • د6.08×10 km
  • ه2.43×10 km

س٦:

أي من الصيغ الآتية يوضح العلاقة بين نصف قطر شفارتزشيلد للثقب الأسود وكتلته؟

  • أ𝑅𝑀
  • ب𝑅1𝑀
  • ج𝑅𝑀
  • د𝑅1𝑀
  • ه𝑅𝑀

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.