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.

4 frågor/svar hittade

Universum-Solen-Planeterna [21166]

Fråga:
Hej! Hur kan ett svart hål växa sig större, utifrån en betraktares perspektiv som befinner sig långt utanför det svarta hålet?

Jag har kanske missat något fundamentalt här. Men som jag har förstått det, kan en betraktare långt utanför ett svart hål aldrig se någon massa nå fram till händelsehorisonten av ett svart hål. Massan som faller in mot det svarta hålet ser ut att röra sig allt långsammare när den rör sig mot händelsehorisonten, och den blir allt mer rödförskjuten. Väl framme vid händelsehorisonten, hypotetiskt sett, skulle massan upplevas utifrån som att den befinner sig i ett helt ”fruset” tillstånd, att den är helt stilla och utan rörelse. Ett svart hål skulle alltså aldrig kunna växa sig större, om man betraktar det utifrån sett.

Vi tänker oss följande hypotetiska scenario: En massa får falla in mot ett svart hål och närma sig händelsehorisonten. När den väl är framme vid händelsehorisonten har en mycket lång tid passerat utanför det svarta hålet. Inga galaxer existerar längre, allt är borta. Den mörka energin som får universum att utvidgas allt snabbare har slitit isär allt (eng: the Big Rip theory). Enligt den hypotetiska mekanismen med Hawkingstrålning har även alla svarta hål dränerats helt på sin energi och nått slutet av sin existens. Universum ligger nu helt öde, beståendes endast av fria fotoner på flera miljontals ljusårs avstånd ifrån varandra. Och utan någon massa förlorar nu universum sin inre klocka och blir därmed konformt invariant (se Conformal Cyclic Cosmology: https://www.youtube.com/watch?v=sM47acQ7pEQ), Roger Penrose’s intressanta hypotes.

Paradoxen är alltså att universum skulle kunna befinna sig i ett slutstadium med endast fria fotoner och utan några svarta hål, innan någon massa från första början tagit sig innanför någon händelsehorisont och därmed fått en del av dem att växa. Vi har ju trots allt ett supermassivt svart hål i mitten av vår egen galax, som måste ha varit mindre från början.

Tack på förhand om någon sakkunnig skulle kunna reda ut röran! Joakim
/Joakim P, Viskastrandsgymnasiet, Borås

Svar:
Jodå, ett svart hål kan öka sin massa genom att fånga in stjärnor, gas och stoft från närområdet. Ett sådant objekt sänder ut mycket elektromagnetisk strålning och kallas kvasar. Endast en liten andel av svarta hål som tycks förekomma i de flesta om inte alla galaxcentra.

När massan passerat händelsehorisonten är den helt integrerad i det svarta hålet och ingen strålning (eventuellt undantaget Hawking-strålning, se fråga 19164 ) slipper ut.

Se fråga 13916 för information om kvasarer och fråga 18930 om svarta hål.
/Peter E

Nyckelord: svart hål [44]; kvasar [4];

*

Universum-Solen-Planeterna [20335]

Fråga:
Supermassiva svarta hål
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
I centrum av galaxer, t ex Vintergatan, finns det ett svart hål (sägs det). Har det svarta hålet varit med från galaxens "födelse" eller har det tillkommit senare?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Supermassiva svarta hål är förmodade svarta hål med massa motsvarande miljoner eller miljarder gånger solens massa. De flesta, kanske alla, galaxer tros ha ett supermassivt svart hål i sitt centrum. Det gäller även vår galax Vintergatan, där objektet Sagittarius A* i centrum med största sannolikhet är ett supermassivt svart hål. (Supermassivt_svart_hål )

Det finns ännu ingen etablerad detaljerad teori för hur galaxer bildas. Det är klart att galaxer uppstår ur kollapsande gasmoln och att stjärnorna uppstår när molnet fragmenteras och fragmenten kollapsar. På något sätt hjälper nog den mörka materien till i processen.

Om alla galaxer (åtminstone stora galaxer) innehåller ett supermassivt svart hål, är det nog naturligt att anta att detta uppkommer som en del av galaxbildningen. Kan t.ex. centrum av en blivande galax tänkas nå tillräcklig densitet utan att fusionsprocesser startas? Fusionprocesserna värmer ju upp gasen och om massan är stor dominerar strålningstrycket över gravitationen och den nybildade stjärnan slits itu. Men om massan är jättestor, eventuellt med hjälp av mörk materia (som inte fusionerar), kanske ett svart hål kan bildas.

I ett större antal aktiva galaxer och kvasarer (se fråga 13916 ), visar sig det supermassiva hålet genom kärnans aktivitet, nämligen genom den enorma mängd strålning som kommer från centrum, vilken tros härstamma från gas som cirkulerar in i hålet. Man antar att de flesta ljusstarka galaxer har ett supermassivt svart hål, men att de flesta är i "inaktivt" läge där de inte drar till sig speciellt mycket materia.

Det uppskattas att supermassiva svarta hål skapas om tillräckligt många stjärnor befinner sig på ett tillräckligt litet område i rymden eller tillräckligt många sugs in i ett ursprungligt svart hål, alternativt om flera svarta hål slås samman. De nödvändiga förutsättningarna för detta tros finnas allmänt i centrum av större galaxer. Teoretiska studier av kollapser av tunga stjärnor visar att extremt tunga stjärnor (flera hundra solmassor) kan kollapsa i sin helhet till svarta hål, vilket kunnat vara frön till supermassiva svarta hål. Så extremt tunga stjärnor tros bara kunnat bildas i frånvaro av grundämnen tyngre än helium, något som bara gällde den första tiden efter Big Bang.

Det finns exempel på galaxer som har mer än ett supermassivt svart hål. Dessa har troligtvis uppkommit genom sammanslagning av två galaxer. Galaxer är relativt stora jämfört med avståndet mellan dem, så kollisioner är ganska vanliga.

Se även Supermassive_black_hole .
/Peter E

Nyckelord: svart hål [44]; galax [26]; kvasar [4]; Vintergatan [6];

1 https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes/
2 http://www.spacetelescope.org/science/black_holes/

*

Universum-Solen-Planeterna [13918]

Fråga:
Hej. jag skrev tidigare till dig om kvasarer. Och nu har jag ytterligare en fråga angående dom. Jag har hört en teori som säger att alla galaxer från början har varit kvasarer. Men om det svarta hålet i kvasaren slukar stjärnorna hur kan då en galax med massor av stjärnor och större avstånd mellan dom uppstå? Borde inte galaxen krympa istället för att utvidgas till en "normal" galax? /tack på förhand från eleverna på ugglum igen
/kalle a, ugglum, göteborg

Svar:
Man vet inte i vilket stadium av galaxutvecklingen som kvasarer uppstår. De kan tänkas vara en naturlig del i den tidiga utvecklingen av galaxer. De kan också tänkas uppstå när två galaxer kommer nära varandra. Gravitationskrafterna kan då störa gasmassor så att dessa kommer nära ett centralt svart hål. Hur detta uppkommit är emellertid inte alls klart. Länkarna nedan ger mer information på engelska. Bilden på några kvasarer är från länk 2.



/Peter E

Nyckelord: kvasar [4]; galax [26];

1 http://www.phys.vt.edu/~jhs/faq/quasars.html#q1
2 http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1996/35/

*

Universum-Solen-Planeterna [13916]

Fråga:
Vad är en kvasar?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Vi har sett en film där dom påstår att massiva svarta hål matar kvasarer. Och i en bok har vi läst att en kvasar är ett komprimerat galaxcentrum med massor av stjärnor. Så nu undrar vi om du kan förklara så enkelt som möjligt hur allt detta hänger ihop. För hur ska svarta hålen kunna mata den komprimerade galaxkärnan? Svarta hål ska ju snarare sluka allt i sin omgivning. tack på förhand /elever på ugglumskola
/kalle a, ugglum, göteborg

Svar:
Hej Ugglum! Ni har helt rätt i er invändning!

En kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. Den överglänser sin värdgalax så mycket, att denna inte tidigare har kunnat observeras. Först med hjälp av CCD-teknik och senare adaptiv optik har många värdgalaxer kunnat påvisas.

Den relativt accepterade teorin är att kvasarer drivs av ett svart hål. De flesta galaxer tycks ha ett svart hål i centrum (se fråga 6228 ). Normalt märks det knappast om rymden omkring hålet är tom.

Om det däremot finns en massa gas och stjärnor, så kommer materialet att dras ner i det svarta hålet. Medan materien accelererar ner i hålet kommer den att kollidera och förvandla rörelseenergi till värme och därmed strålning.

Teoretiskt kan maximalt 50% av totala viloenergin mc2 förvandlas till energi på detta sättet. I fusion av väte till helium förvandlas mindre än 1% av vilomassan till energi. Det är därför svarta hål är en så bra förklaring till de enorma energimängder som strålas ut från kvasarer.

Nedanstående bild från länk 1 visar en kvasar och dess tillhörande galax:

"This image shows quasar PG 0052+251, which is 1.4 thousand million light-years from Earth, at the core of a normal spiral galaxy. Astronomers are surprised to find host galaxies, such as this one, that appear undisturbed by the strong quasar radiation. Quasars reside in a variety of galaxies, from normal to highly disturbed. When seen through ground-based telescopes, these compact, enigmatic light sources resemble stars, yet they are thousand of millions of light-years away and several hundred thousand million times brighter than normal stars. Astronomers believe that a quasar turns on when a massive black hole at the nucleus of a galaxy feeds on gas and stars. As the matter falls into the black hole, intense radiation is emitted. Eventually, the black hole will stop emitting radiation once it consumes all nearby matter. Then it needs debris from a collision of galaxies or another process to provide more fuel.

Credit: John Bahcall (Institute for Advanced Study, Princeton) Mike Disney (University of Wales) and NASA/ESA"



/Peter E

Nyckelord: kvasar [4]; svart hål [44]; galax [26];

1 http://fragelada.fysik.org/index.asp?keyword=svart+h%E5l
2 https://www.spacetelescope.org/images/opo9635a1/

*

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 7479 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2020-04-03 16:32:37.

 

***


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
.