Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

3 frågor/svar hittade

Universum-Solen-Planeterna [21301]

Fråga:
Hej! Tiden går långsammare när gravitationen är stark. Stannar tiden helt i svarta hål, eller bara än saktare beroende på hålets massa?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Ja, tiden går långsammare när ett föremål faller ner i ett svart hål. När föremålet når händelsehorisonten (se fråga 18930 och Svart_hål#Händelsehorisonten ) tycks tiden stå stilla. Tyvärr kan man då inte se föremålet eftersom ljus från föremålet är oändligt rödförskjutet, och fotoner med energin noll existerar inte.

Se även länk 1 och 2 nedan. Bilden nedan är av en aktiv galax, Centaurus A Centaurus_A , med ett svart hål i centrum.



/Peter E

Nyckelord: svart hål [46]; händelsehorisont [3];

1 http://www.bbc.com/earth/story/20150525-a-black-hole-would-clone-you
2 https://www.quora.com/?digest_story=109148991&source=4

*

Universum-Solen-Planeterna [21202]

Fråga:
Existensen av svarta hål.
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
1. Hur mycket bevis krävs för att man säkert ska kunna fastställa att man har hittat ett svart hål?

2.Vilken detektionsmetod ger mest övertygande bevis för svarta håls existens?

3.Och vilka för-och nackdelar med de olika metoderna finns det?
/Mina M, Europaskolan Strängnäs, Eskilstuna

Svar:
1 Det beror på hur "godtrogen" man är. Till och med Steven Hawking var länge tveksam, men gav upp motståndet i slutet på 1980-talet, se länk 1 och Hawkings bok A Brief History of Time (1988).

Nu (2020) finns så mycket bevis, se a-e nedan, att tvivlare närmast kan jämföras med klimatförnekare.

2 Att följa stärnor i galaxcentum och beräkna massan med Keplers tredje lag.

3 Det får du fundera på själv med hjälp av Black_hole#Observational_evidence .

Här är en lista på några ganska övertygande bevis att svarta hål (se fråga ) existerar och att de har observeras.

a Allmänna relativitetsteorin

Existensen av svarta hål är en konsekvens av Einsteins Allmänna relativitetsteori (1916). Denna teori har testats på många sätt och med stor precision. Teorin har i alla fall visat sig stämma med observationer.

Se fråga 12745 och General_relativity#Black_holes_and_other_compact_objects .

b Aktiva galaxer och andra objekt som sänder ut röntgenstrålning

Dessa objekt har det gemensamt att de sänder ut enorma mängder röntgenstrålning när materia från en ackretionsskiva faller in i ett svart hål. Små objekt är ofta dubbelstjärnesystem där komponenterna har en massa av tiotals solmassor.

Stora objekt (massa milliontals solmassor) befinner sig oftast i centum av en galax, och sänder ut enorma mängder röntgenstrålning. Den utsända effekten är så stor att den enda rimliga förklaringen är att vi har att göra med ett svart hål som slukar materia. Upp till 50% av massan kan förvandlas till strålning i ett sådant objekt (se fråga 14367 ).

Se fråga 13916 , Active_galactic_nucleus och Cygnus_X-1 .

c Observationer av stjärnor som kretsar kring ett objekt i centrum av en galax

Genom att följa stjärnor i centrum av vintergatan kan man räkna ut massan på objektet som finns i centrum. Resultatet blir en så stor massa i ett litet område att den rimligaste förklaringen är att vi har att göra med ett svart hål.

Se fråga 6228 och Sagittarius_A*#Orbiting_stars .

d Observation av kolliderande svarta hål med gravitationsstrålning

Man har sedan 1950-talet med allt större apparater försökt att detektera gravitationsstrålning. Det man i första hand detekterar är våldsamma rörelser hos stora massor. En av de mest våldsamma händelser man kan tänka sig är att två svarta hål kolliderar och slås samman till ett. Detta lyckades man observera för några år sedan.

Se fråga 20117 och gravitational_wave_observation .

e Direkt avbildning av ett svart hål

Ja, här måste vi säga att vi har tillräckliga bevis för brottet: brottslingen är fångad på bild, se nedan. Nu kan man tycka att det är konstigt att man kan fotografera ett svart hål. Vad man ser på bilden är inte det svarta hålet (händelsehorisonten, se Event_horizon ) utan skuggan av hålet. Strålningen vi ser (som är radiovågor, se nedan) kommer från materia som faller ner i hålet - delvis faktiskt från bakom hålet.

Ett svart hål är mycket litet så man behöver ett teleskop med hög vinkelupplösning. Detta åstadkommer man genom att kombinera data från flera olika radioteleskop spridda över jorden. På så sätt kan man åstadkomma en vinkelupplösning som motsvarar ett teleskop med en radie motsvarande jordens radie.

Se länk 2 och Black_hole#Observational_evidence .



/Peter E

Nyckelord: svart hål [46]; relativitetsteorin, allmänna [30]; händelsehorisont [3];

1 https://en.wikipedia.org/wiki/Thorne%E2%80%93Hawking%E2%80%93Preskill_bet#Earlier_Thorne–Hawking_bet
2 https://eventhorizontelescope.org/press-release-april-10-2019-astronomers-capture-first-image-black-hole

*

Universum-Solen-Planeterna [18930]

Fråga:
Ian Morison svarar på en fråga i ett youtubeklipp om hur det känns att fritt falla in i ett svart hål. Han påstår att om hålet är tyngre än 1000 solmassor, lever man fortfarande efter att ha passerat händelsehorisonten. Vid fritt fall in i ett litet svart hål, bara några solmassor tungt, slits man sönder av tidvattenkrafterna. Men hur kan man ens passera händelsehorisonten då man har accelererat till ljusfarten, tiden närmar sig noll och massan oändligt? Jag trodde man fastnade i händelsehorisonten. Och vad händer innanför? Förenas man med singulariteten och pressas ihop till en del av det svarta hålet? Tack på förhand. Björn, Göteborg.
/Björn H

Svar:
Här är Ian Morisons föreläsning om svarta hål (mer material, bland annat utskrift, under länk 1):

Föreläsningen är mycket bra och lätt att följa. En originell syn som framföres är att det inte finns någon singularitet (oändlig densitet i en punkt) i ett svart hål. Jag tycker det är en rimlig syn, eftersom man ändå inte kan mäta på något som är innanför händelsehorisonten.

Händelsehorisonten är den (skenbara) yta kring ett svart hål som utgör gränsen mellan hålets innandöme och omvärlden. Ingenting, vare sig ljus eller materia, som befinner sig innanför händelsehorisonten kan lämna regionen innanför och en extern observatör kan därmed inte observera någonting innanför händelsehorisonten. Dess radie kallas Schwarzschildradien (Sr). (Se dock Hawkingstrålning i fråga 19164 .)

Om Jorden kollapsade till ett svart hål skulle Schwarzschildradien bli 9 mm. För solen skulle Sr bli 3 km. Supermassiva svarta hål med miljarder solmassor kan ha Sr på miljarder km. (Svenska Wikipedia)

Schwarzschildradien ges av

Sc = 2GM/c2

där G är Newtons universella gravitationskonstant, c är ljushastigheten och M är massan (se Schwarzschild_radius ).

Tidvattenkrafter uppstår då ett föremål eller himlakropp befinner sig i ett inhomogent gravitationsfält så att föremålets/kroppens olika delar utsätts för olika stor eller olika riktad gravitationskraft. Eftersom föremålet/kroppen som helhet accelererar på ett sätt som motsvarar den totala gravitationskraften, resulterar de något olika gravitationskrafterna på dess olika delar i differentialkrafter som tenderar att deformera den (eller t.o.m. bryta sönder den). (Svenska Wikipedia)

Tidvattenskraften är (Tidvattenkrafter ) proportionell mot

M/R3

Tidvattenkraften vid händelsehorisonten är alltså proportionell mot

M/M3 = 1/M2

Detta visar att svarta hål med små massor har stor tidvattenkraft och att stora svarta hål har mindre tidvattenkraft. Sedan tycker jag inte man skall fundera så mycket på hastigheter - man får mycket märkliga relativistiska effekter. Sett utifrån kommer tiden i det fallande objektet att stå stilla, se Black_hole#General_relativity .

Ja, när en massa (du?) passerat händelsehorisonten blir den en del av det svarta hålet.
/Peter E

Nyckelord: svart hål [46]; tidvatten [14]; händelsehorisont [3];

1 http://www.gresham.ac.uk/lectures-and-events/black-holes-no-need-to-be-afraid

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7531 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2020-11-25 11:15:37.

 

***


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.