Hvad er sorte huller?
Sorte huller er massive kosmiske objekter. Det er næsten umuligt at se dem pga
Sorte huller er ikke sorte kugler, da vi er vant til at se dem. De er gennemsigtige, men efterlader en sort skygge. Det er ikke engang et hul, men en sfærisk absorber af alt, hvad der falder under indflydelse af dets tyngdekraft.
Hvordan vises sorte huller?
Stjerner, der overstiger massen og størrelsen af vores solmange gange ved slutningen af deres liv eksploderer de og danner enten en neutronstjerne eller begynder at krympe kraftigt, som om de "falder" indad og hurtigt reducerer deres størrelse med en konstant masse. Densiteten af stof ved et komprimerbart punkt bliver henholdsvis meget høj, tyngdekraften stiger kraftigt. Når en stjernes størrelse bliver så lille, og densiteten er så høj et sted, "falder" den indad, hvilket resulterer i et sort hul.
Et sort hul, for eksempel med en masse på en sol, vil være mindre i størrelse end vores stjerne.
Men små stjerner som vores solvil ikke blive til et sort hul i slutningen af deres livscyklus - deres masse er utilstrækkelig selv til en eksplosion og dannelsen af en supernova. Der vil selvfølgelig være en eksplosion, men i sidste fase bliver små stjerner til hvide dværge - meget små og varme stjerner, som også snart vil falme ud.
Vi kender i øjeblikket fire forskellige måder, hvorpå der dannes sorte huller.
- Den bedst studerede er den, der er forbundet med stjernenbryder sammen. En stor nok stjerne danner et sort hul, efter at dets nukleare fusion stopper, fordi alt, hvad der allerede kunne syntetiseres, er blevet syntetiseret. Når trykket skabt af fusion ophører, begynder stof at falde mod sit eget tyngdekraftscenter og bliver mere og mere tæt. I sidste ende bliver det så tæt, at intet kan overvinde gravitationseffekten på stjernens overflade: sådan fødes et sort hul. Disse sorte huller kaldes "solmasse sorte huller" og er de mest almindelige.
- Den næste almindelige type sort huler "supermassive sorte huller", der kan findes i centrum af mange galakser, og som har masser omkring en milliard gange større end solsorte huller. Det vides endnu ikke nøjagtigt, hvordan de dannes. Det antages, at de engang begyndte som sorte huller med solmasse, der forbrugte mange andre stjerner i tætbefolkede galaktiske centre og voksede. Imidlertid ser de ud til at absorbere stof hurtigere, end denne enkle idé antyder, og hvor nøjagtigt de gør det er stadig et genstand for forskning.
- En mere kontroversiel idé var oprindelige sorte huller,som kunne have været dannet af stort set enhver masse i store tæthedsudsving i det tidlige univers. Selvom det er muligt, er det vanskeligt at finde en model, der producerer dem uden at overskabe dem.
- Endelig er der ideen om, at den store Hadronkollideren kan danne små sorte huller med masser tæt på massen af Higgs boson. Dette fungerer kun, hvis vores univers har ekstra dimensioner. Indtil videre har der ikke været nogen bekræftelse til fordel for denne teori.
Hvor store er sorte huller?
Du kan forestille dig horisonten af et sort hul som en kugle, og dens diameter vil være direkte proportional med massen af det sorte hul. Derfor, jo mere masse, der falder ned i et sort hul, jo større bliver det sorte hul.
Sammenlignet med stjernegenstande, sorte hullerlille, fordi massen komprimeres til meget små volumener under påvirkning af uimodståeligt tyngdekraftstryk. Radien af et sort hul med en masse på planeten Jorden er for eksempel kun få millimeter. Dette er 10.000.000.000 gange mindre end Jordens nuværende radius.
Radien af et sort hul kaldes Schwarzschild-radius efter Karl Schwarzschild, der først udledte sorte huller som en løsning på Einsteins generelle relativitetsteori.
Hvor er de sorte huller?
Oftest er de placeret i midten af galakser. De har en stor tyngdekraft, takket være det lykkes dem at holde stjernesystemer på en meget stor afstand og danne de galakser, vi kender i dag.
I midten af vores Mælkevej er der ogsået supermassivt sort hul kaldet Skytten A *. Det er 4,02 millioner gange tungere end solen, og dets radius er 45 astronomiske enheder (en astronomisk enhed = en afstand fra jorden til solen).
Ud over supermassive sorte huller i galaksens centre er der også "lokale" huller, der dannes efter massive stjerners død.
Hvad er der inde i et sort hul?
Ingen ved det med sikkerhed. Generel relativitetsteori forudsiger, at der i et sort hul er en singularitet, et sted hvor tidevandskræfterne bliver uendeligt store, og når du først kommer forbi begivenhedshorisonten, kan du ikke gå andre steder end singulariteten. Derfor er det bedre ikke at bruge den generelle relativitetsteori disse steder - den virker simpelthen ikke. For at fortælle, hvad der sker inde i et sort hul, har vi brug for en teori om kvantetyngdekraften. Det er almindeligt accepteret, at denne teori vil erstatte singulariteten med noget andet.
Hvorfor kunne der være universer inde i et sort hul?
Der er mange hypotetiske sorte huller -med eller uden elektrisk ladning, roterende eller stationær, omgivet af stof eller flydende i tomt rum. Nogle af disse hypotetiske sorte huller findes sandsynligvis i vores univers. For eksempel er et roterende sort hul omgivet af faldende stof en ret almindelig type af disse objekter.
Men nogle andre typer sorte huller errent teoretisk. Deres adfærd og egenskaber kan beskrives med udgangspunkt i matematiske metoder. Et sådant objekt er et elektrisk ladet sort hul omgivet af anti-de Sitter-rum. Denne form for rum har en konstant negativ geometrisk krumning og ligner en sadel i form.
Der er ikke sådan plads i vores universeksisterer, men dens eksistens i teorien åbner mange interessante effekter, der kan undersøges. En af grundene til, at dette er værd at undersøge, er, at ladede sorte huller har meget til fælles med de roterende sorte huller, der findes i vores univers.
Forfatterne af den nye undersøgelse fandtat når sådanne sorte huller bliver relativt kolde, skaber de en "tåge" af kvantefelter omkring deres overflade. På overfladen af objektet understøttes denne tåge af det sorte huls tyngdekraft, men skubbes udad af det elektriske felt. Som følge heraf dannes et superledende medium i en sådan tåge. Ud over den sædvanlige begivenhedshorisont har sådanne sorte huller også en indre horisont. Takket være dette kan ladede sorte huller trænges igennem uden at blive revet i atomer.
Forskere har vist det på den anden side af den ladedesort hul kan du forvente mystiske effekter. Forskerne fandt ud af, at de inderste regioner i et superledende sort hul kunne repræsentere et ekspanderende univers - et sted, hvor rummet kan strække sig og deformere i forskellige hastigheder i forskellige retninger.
Desuden afhængigt afFra temperaturen i det sorte hul i nogle af disse områder af rummet kan forårsage en ny runde af svingninger, som så vil skabe endnu en sektion af ekspanderende rum, som vil forårsage en ny runde af svingninger, som så vil skabe en ny runde af svingninger sektion af ekspanderende rum, og så på på uendeligt. Dette vil være et fraktalt mini-univers, der uendeligt gentager sig selv med et fald i størrelse.
Læs også
På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse
Se de nærmeste billeder af solens overflade
Dommedagsbreen viste sig at være farligere end forskere troede. Vi fortæller det vigtigste