Vad händer om två svarta hål krockar

För andra betydelser, titta mörk hål (olika betydelser).

Ett svart hål existerar, i enlighet med den allmänna relativitetsteorin, enstaka koncentration från massa tillsammans en sålunda starkt gravitationsfält för att ingenting, ej ens ljus, förmå övervinna kroppens gravitation.

ämne alternativt ljus vilket kommer in innanför detta svarta hålets händelsehorisont förblir var samt kunna inte någonsin anlända ut igen, förutom eventuellt oerhört långsamt inom struktur från Hawkingstrålning. Man är kapabel ej heller åstadkomma enstaka reflektion alternativt spegelbild genom för att illuminera detta tillsammans med ett ljuskälla samt ej heller erhålla någon upplysning angående ämne likt försvunnit in inom hålet.

Svarta hål upptäcktes inledningsvis likt enstaka möjlig svar mot den allmänna relativitetsteorins ekvationer samt fanns ursprunglig enstaka rent teoretisk konstruktion. Numera äger man genom astronomiska observationer observerat svarta hål inom universum genom deras effekter vid omkringliggande ämne. detta inledande säkra beviset vid för att svarta hål existerar publicerades 2016 då vetenskapsman lyckades upptäcka gravitationsvågor ifrån enstaka kollision mellan numeriskt värde svarta hål vilket bör äga varit 29 respektive 36 gånger därför massiva likt solen, smält samman 1,3 miljarder ljusår bort.^[1]

Den 10 april 2019 publicerade Event Horizon Telescope enstaka foto från en supermassivt mörk hål inom galaxen Messier 87.^[2] Bilden existerar resultatet från koordinerade observationer tillsammans en nätverk från radioteleskop spridda ovan jorden.

Vad händer om man faller ner i ett svart hål? Man dör, det råder det inga som helst tvivel om, men hur går det till? Sträcks man ut som spagetti och slukas partikel för partikel? Spottar det svarta hålet ut vissa delar av en under måltiden? Eller händer något helt annat?

detta svarta hålets massa uppskattas mot 6,5 miljarder solmassor.^[3]

Idéhistoria

[redigera | redigera wikitext]

Idén angående enstaka lekamen således massiv för att ej ens ljus kunna undslippa den lades inledningsvis fram från den brittiske geologen John Michell 1783 inom ett artikel insänd mot Royal Society.^[5] Den ledande uppfattningen angående ljuset plats då för att detta bestod från partiklar, ofta kallade korpuskler.

Newtons gravitationsteori samt begreppet flykthastighet plats nära denna period ganska väl kända. Michell beräknade för att enstaka lekamen tillsammans 500 gånger solens radie samt ungefär identisk densitet skulle äga enstaka flykthastighet vid ytnivån vilket motsvarade ljusets hastighet, vilket betydde för att kroppen skulle artikel osynlig. tillsammans med Michells egna ord:^[6]

”	If the semi-diameter of a sphere of the same density as the Sun were to exceed that of the Sun in the proportion of 500 to 1, a body falling from an infinite height towards it would have acquired at its surface greater velocity than that of light, and consequently supposing light to be attracted bygd the same force in proportion to its vis inertiae [inertial mass], with other bodies, all light emitted from such a body would be made to return towards it bygd its own proper gravity.	„
– John Michell

Michell ansåg detta plats osannolikt dock fullt möjligt för att flera sådana objekt skulle behärska finnas inom kosmos.^[6]

1796 lade den franske matematikern Laplace fram identisk koncept inom sin Exposition ni Système ni Monde. Avsnittet fanns inom dem numeriskt värde inledande utgåvorna dock blev tagna försvunnen ifrån samt tillsammans med den tredjeplats då detta började anlända experiment vilket visade ljusets vågegenskaper.^[7] Idén angående svarta hål fick många lite uppmärksamhet beneath 1800-talet eftersom ljus ansågs existera ett vågrörelse likt saknade massa samt ej påverkades från gravitation.

Albert Einsteins allmänna fysikens teori 1915 förändrade detta.

För första gången har vi lyckats ”se” två svarta hål som krockar

han ägde redan tidigare demonstrerat för att gravitation faktiskt påverkar ljus. Några månader efter publiceringen från allmänna relativitetsteorin publicerade Karl Schwarzschild lösningen vid ekvationen liksom beskriver gravitationsfältet hos enstaka punktformig massa i ett inom övrigt tom rymd samt antydde därmed för att detta oss idag kallar mörk hål teoretiskt kunde existera.

Schwarzschild-radien existerar idag känd såsom radien hos en icke roterande mörk hål dock förstods ej då – Schwarzschild egen trodde ej för att fenomenet manifesterade sig fysiskt.

På 1920-talet hävdade Subramanyan Chandrasekhar för att speciella relativitetsteorin implicerade för att ett icke roterande lekamen tillsammans massa överstigande ett viss gräns – idag känd likt Chandrasekhargränsen – skulle kollapsa, eftersom ingenting fanns liksom kunde hindra kollapsen.

Arthur Eddington argumenterade emot teorin samt hävdade för att något oundvikligen skulle stoppa kollapsen.

Robert Oppenheimer (tillsammans tillsammans H. Snyder) förutsade för att massiva stjärnor kunde genomgå enstaka dramatisk gravitationskollaps. Svarta hål kunde inom princip uppstå inom naturen. beneath enstaka period kallades sådana kroppar frusna stjärnor eftersom kollapsen skulle behärska iakttagas likt enstaka hastig nedsaktning till för att sedan övergå inom rött närmare Schwarzschildradien.

dem tills vidare hypotetiska svarta hålen fick dock ej särskilt många uppmärksamhet förrän beneath detta sena 1960-talet.

Intresset till sammanstörtade objekt tändes vid nytt 1967 inom samt tillsammans med upptäckten från pulsarer. betalkort därefter myntades termen svart hål (black hole) från den teoretiske fysikern John Wheeler.

Roger Penrose visade att svarta hål är en direkt följd av den allmänna relativitets-teorin

Dessförinnan ägde uttrycket svart stjärna (black star) emellanåt använts. Uttrycket förekommer bland annat inom en tidigt del från Star Trek samt förekom även efter 1967. "Svart hål" besitter inom översättning mot bland annat franska samt ryska enstaka innebörd liksom väcker anstöt, vilket redogör för att uttrycket "svart stjärna" inom viss mån lever kvar.

Kvalitativ fysik

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål, inom sin moderna tolkning, beskrivs från allmänna relativitetsteorins modell från ett krökt rumtid.

Att ramla in

[redigera | redigera wikitext]

Föreställ dig enstaka astronaut såsom faller tillsammans med fötterna före in mot en enkelt (icke-roterande) mörk hål från Schwarzschild-typ.

enstaka avlägsen observatör skulle titta astronautens fall sakta från då denne närmar sig händelsehorisonten, eftersom i enlighet med denna avlägsna observatör går den fallande astronautens ur allt långsammare ju närmare detta svarta hålet astronauten kommer, därför kallad tidsdilatation, samt mot slut står klockan stilla då astronauten kommer fram mot den sålunda kallade händelsehorisonten.

Den avlägsna observatören kommer även för att titta för att astronauten blir allt rödare, eftersom även ljuset vilket sänds ut ifrån observatören svänger allt långsammare samt därmed får allt längre våglängd.

Genom att analysera gravitationsvågen som träffade jorden kunde fysiker räkna ut massan på de båda hålen som

inom teorin skulle detta förefalla såsom ifall astronauten inte någonsin riktigt når händelsehorisonten. inom verkligheten, eftersom astronauten utsänder en ändligt antal fotoner innan han når horisonten, skulle dock den sista fotonen ifrån astronauten nå observatören inom något ögonblick samt sedan skulle astronauten artikel borta till ständigt.

Från sin personlig betraktelsepunkt skulle däremot astronauten nå händelsehorisonten inom enstaka ändlig period samt sedan gå vidare in mot den singularitet, likt finns inom detta svarta hålets centrum, efter enstaka ändlig period.

då astronauten väl nått händelsehorisonten är kapabel denne ej ses ifrån detta utanförliggande universum. Astronauten förmå däremot kvar titta resten från universum, samt i enlighet med astronauten går tiden allt snabbare inom detta utanförliggande universumet samt ljuset därifrån blir allt blåare. i enlighet med astronauten inträffar detta ej något speciellt då han passerar händelsehorisonten, dock då denne närmar sig singulariteten kommer skillnaden inom gravitation mellan fotända samt huvudända för att öka, samt denne kommer för att uppleva sig utsträckt samt slutligen itusliten.

mot slut blir skillnaden inom gravitationen sålunda kraftfull för att den sliter sönder atomer, atomkärnor samt elementarpartiklar. noggrant då en objekt slits itu från denna tidvattenskraft beror vid detta svarta hålets massa samt objektets storlek. Ju större objektet existerar desto tidigare slits detta sönder, dock ju tyngre detta svarta hålet existerar desto närmare måste objektet anlända innan detta slits sönder.

på grund av några från dem största svarta hålen, vilka finns inom galaxernas kärnor, kunna ett hel himlakropp passera genom händelsehorisonten innan den slits sönder, medan en mörk hål tillsammans ett massa likt ett himlakropp förvränger enstaka grannstjärna, då den fyller år sin Roche-lob, samt drar ut gas ifrån den, medan himlakroppen ligger långt utanför detta svarta hålets händelsehorisont.

Händelsehorisonten

[redigera | redigera wikitext]

Händelsehorisonten existerar enstaka teoretisk yta, såsom släpper igenom vad liksom helst liksom faller in ifrån utsidan, dock ingenting kunna passera ut genom horisonten oavsett hur massiv kraft såsom används. Strax utanför händelsehorisonten existerar detta dock möjligt för att lämna detta svarta hålet, angående tillräcklig kraft används.

Händelsehorisonten existerar alltså ett ovillkorlig "point of no return".

Eftersom inga partiklar kunna komma ut ur detta svarta hålets innandöme, kunna ingen upplysning tränga ut mot ett utanförvarande observatör. i enlighet med klassisk fysikens teori är kapabel en mörk hål fullständigt beskrivas tillsammans tre parametrar: massa, rörelsemängdsmoment samt elektrisk laddning.

Denna princip existerar vad såsom avses tillsammans uttrycket "Svarta hål äger inget hår" (Black holes have no hair).^[8]

Tiden saktas ned till en objekt inom en mörk håls gravitationsfält, samt nära händelsehorisonten blir tidsdilatation oändligt massiv. Därmed kommer även rödförskjutningen nära horisonten för att bli oändligt massiv.

från detta samt den således kallade Hawking-strålningen följer för att horisonten omges från enstaka tunn varm atmosfär från strålning.

Singulariteten

[redigera | redigera wikitext]

I centrum från detta svarta hålet befinner sig enstaka gravitationell singularitet, enstaka ställe var den allmänna relativitetsteorin förutsäger för att rumtiden existerar oändligt krökt, detta önskar yttra gravitationen existerar oändligt kraftfull.

Rumtidens struktur inom en mörk hål existerar sådan för att allting vilket kommer innanför händelsehorisonten besitter singulariteten inom sin kommande framtiden samt därmed ej är kapabel undvika för att träffa denna. Detta betyder för att detta svarta hålet skiljer sig ifrån detta liksom beskrevs från Michell 1793. beneath Michells teori existerar flykthastigheten inom samt till sig lika tillsammans med ljusets hastighet, dock detta vore kvar möjligt för att mot modell utifrån hissa upp objekt ifrån insidan från händelsehorisonten.

Allmänna relativitetsteorin eliminerar dessa kryphål, eftersom då enstaka gång en objekt gått förbi inom händelsehorisonten kommer dess tidslinje för att äga enstaka slutpunkt på grund av själva tiden, samt inga tänkbara världslinjer kunna överkorsa händelsehorisonten enstaka andra gång. Dessutom kunna inget rep från ändlig längd förbinda enstaka punkt utanför horisonten tillsammans med enstaka punkt innanför då repets längd, sett utifrån, reducerar ju närmare händelsehorisonten detta kommer.

Roger Penrose la 1969 fram enstaka matematisk förmodan, såsom brukar kallas den kosmiska censurförmodan, i enlighet med vilken ett gravitationell singularitet ständigt döljs innanför enstaka händelsehorisont.^[9] dem flesta teoretiker tolkar den matematiska singulariteten såsom enstaka tecken vid för att den nuvarande teorin ej existerar fullständig alternativt helt precis, således för att andra fenomen blir aktuella då ett partikel närmar sig centrum.

Roterande svarta hål

[redigera | redigera wikitext]

Teoretiskt sett existerar händelsehorisonten hos en icke-roterande mörk hål enstaka sfärisk yta, samt dess singularitet existerar (informellt uttryckt) enstaka punkt. angående detta svarta hålet roterar, vilket existerar en troligt arv ifrån ursprungsstjärnans cirkelrörelse före kollapsen, kommer rumtiden kring detta svarta hålets händelsehorisont för att forma enstaka ergosfär.

I bilden ovan har NASA fotograferat två svarta hål i galaxen NGC 6240, inte mer än 3000 ljusår från varandra

vid bas från frame-dragging existerar detta omöjligt för att befinna sig inom vila inom ergosfären, utan istället tvingas man för att följa tillsammans inom detta svarta hålets cirkelrörelse. Ergosfären äger enstaka ellipsoidisk form eller gestalt. eftersom ergosfären ligger utanför händelsehorisonten, förmå partiklar existera inuti den utan för att oundvikligen dras in innanför händelsehorisonten, samt beneath vissa omständigheter kunna dem slungas ut ur den igen tillsammans oerhörd kraft, samt vid således sätt dra ut energi ur detta svarta hålet – därav namnet ergosfär ("arbetande sfär") eftersom den är kapabel utföra jobb.

Att svarta hål roterar tillsammans med upphöjd hastighet vet man redan, dock astronomer besitter för tillfället undersökt hur snabbt en mörk hål inom Vintergatan roterar. Resultatet från studien visade för att detta svarta hålet snurrade runt sig egen tillsammans med ungefär ljusets hastighet ^{[förtydliga]} , samt för att rymden runt hålet följer tillsammans.

Hålet ligger 35 000 ljusår ifrån jorden, inom stjärnbilden Örnen. Hålet utgör tillsammans tillsammans med ett vanlig himlakropp en således kallat dubbelstjärnsystem. detta såsom gjorde detta möjligt för att mäta hastigheten fanns för att hålet sög mot sig gas ifrån sin stjärnpartner. detta äger givit forskarna ett fräsch förståelse inom hur enstaka gammablixt uppstår.

Entropi samt Hawkingstrålning

[redigera | redigera wikitext]

1971 visade Stephen Hawking för att händelsehorisontens yta inte någonsin kunna minska. Detta förefaller anmärkningsvärt likt termodynamikens andra team tillsammans yta inom rollen såsom oordning. Därför föreslog Jacob Bekenstein för att entropin hos en mörk hål borde artikel proportionell mot dess händelsehorisonts yta.

1975 applicerade Hawking kvantfältteori vid enstaka semi-klassisk krökt rumstids-modell samt upptäckte för att svarta hål förmå utstråla värmestrålning, kallad Hawkingstrålning^[10].

Vad händer när två svarta hål krockar? Ja, troligen blir det "inte mer" än att det blir ett större hål av dem

tillsammans detta likt stöd kunde han beräkna entropin såsom många riktigt bekräftade Bekensteins ett antagande eller en förklaring som föreslås för att förklara något samt visade sig artikel proportionell mot ytan. en mörk hål existerar alltså ej fullständigt mörk, även angående temperaturen samt utstrålningen ifrån en mörk hål tungt såsom ett himlakropp alternativt tyngre existerar helt försumbar.

Däremot blir effekten avgörande på grund av hypotetiska svarta minihål, vilka förmå avdunsta samt mot slut försvinna inom enstaka skur från strålning. Slutsatsen existerar för att varenda mörk hål likt ej är kapabel dra mot sig färsk massa besitter ett ändlig livstid vilket existerar direkt proportionell mot dess massa.

Hawkingstrålningens attribut bestäms i enlighet med halvklassisk teori från detta svarta hålets attribut, liksom i enlighet med no hair-teoremet, bestäms från detta svarta hålets massa, rörelsemängdsmoment samt elektriska laddning.

detta innebär för att varenda mörk hål vilket besitter identisk värden vid dessa parametrar skulle sända ut identisk strålning oberoende från vilken form eller gestalt från ämne liksom detta svarta hålet äger bildats från ifrån start. Detta betyder för att nästan all resultat ifall denna ämne går förlorad då detta svarta hålet avdunstar, dock i enlighet med kvantmekaniken måste denna kunskap bevaras, vilket leder fram mot den således kallade informationsparadoxen^[11].

Stephen Hawking antog ifrån start ståndpunkten för att denna informationsförlust plats reell, medan den nederländske fysikern Gerard t'Hooft samt den amerikanske fysikern Leonard Susskind invände för att kvantmekanikens krav vid för att informationen måste bevaras existerar således fundamentalt för att informationen måste finnas kvar inom någon form eller gestalt efter för att detta svarta hålet äger avdunstat, mot modell inkodat inom den utsända strålningen, alternativt genom för att någon struktur från relik från detta svarta hålet finns kvar efteråt^[12].

vid 1990-talet föreslog Susskind samt medarbetare för att detta finns enstaka form eller gestalt från svart-håls-komplementaritet, var numeriskt värde helt olika händelseutvecklingar ger komplementära beskrivningar från vilket såsom sker kring detta svarta hålet, analogt tillsammans med hur kvantmekaniska struktur kunna beskrivas såsom vågor alternativt partiklar.

inom Susskinds redogörelse förmå oss å en sidan titta vid hur enstaka observatör likt faller in mot en mörk hål ifrån sin personlig synpunkt vid enstaka ändlig period faller genom händelsehorisonten samt når fram mot singulariteten inom detta svarta hålets centrum. i enlighet med ett observatör vid utsidan kommer den fallande observatören för att röra sig allt långsammare då denne närmar sig detta svarta hålets händelsehorisont.

Omedelbart utanför händelsehorisonten stöter denne vid enstaka många varm atmosfär, inom vilken han omvandlas till ånga samt informationen ifall honom strålas därifrån ut inom den omgivande rymden. ett tillväxt samt bedömning från detta äger lett fram mot den sålunda kallade brandväggshypotesen^[13][14], liksom föreslår för att den infallande observatören brinner upp nära horisonten.

På 1990-talet lyckades man även visa för att detta existerar möjligt för att beräkna entropin till vissa svarta hål ifrån strängteori. detta går även för att beräkna hur många resultat likt förmå lagras inom ett viss volym, samt detta visar sig då för att denna existerar densamma vilket den upplysning likt kunna rymmas inom händelsehorisonten på grund av en mörk hål tillsammans med identisk volym.

Uttryckt inom begrepp från oordning betyder detta för att en mörk hål existerar en maximum-entropi-objekt, således för att den högsta entropin hos en zon inom rymden existerar lika tillsammans med entropin hos detta största svarta hål likt ryms inom området. Detta ledde mot förslaget angående den holografiska principen^[15] för att inom enstaka förlängning skulle bota universum behärska ses likt en 3d-projektion var informationen ifall detta 3d universumet existerar lagrat inom enstaka tvådimensionell yta, noggrann likt en vanligt platt 3d-projektion beskriver ett tredimensionell struktur.

Den 21 juli 2004 föreslog Hawking för att svarta hål mot slut sänder ut resultat ifall vilket dem dragit in inom sitt inre samt ändrade därmed sin tidigare modell angående slutlig informationsförlust. han föreslog för att kvantstörningar vid ytan kunde låta upplysning flyga eller fly undan ifrån en mörk hål, således för att den är kapabel påverka Hawkingstrålningen.

en sätt för att titta vid hur strålningen små frukter från växter tillsammans sig data ifrån detta svarta hålet existerar för att kvanttillstånden inom detta svarta hålets inre existerar sammanflätade tillsammans dem hos den utsända strålningen^[16]. Processen liksom producerar Hawkingstrålningen blir då icke-lokal^[17] samt detta äger föreslagits för att den denna plats icke-lokaliteten kunna observeras inom gravitationsstrålningen ifrån kolliderande svarta hål alternativt såsom variationer ovan tidsperiod inom bilder från svarta hål^[18] .

Svarta hål inom verkligheten

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål förmå enklast beskrivas likt "döda" stjärnor. ett större himlakropp besitter kollapsat beneath sin personlig vikt samt gravitationen hos detta nya objekt äger blivit således kraftfull för att elektromagnetisk strålning (bl.a. ljus) ej förmå ta sig ifrån dess yta.

Allmän fysikens teori (liksom dem flesta modeller angående gravitation) säger ej bara för att svarta hål kan finnas, utan förutsäger för att dem kommer för att ta struktur inom naturen närhelst tillräckligt massiv mängd ämne packas inom enstaka viss område, genom en skeende vilket kallas gravitationskollaps. då massan inom distrikt ökar, deformeras rumtiden omkring den allt mer.

då flykthastigheten vid en visst avstånd ifrån centrum ökat mot ljushastigheten, formas enstaka händelsehorisont inom vilken ämne oundvikligen måste kollapsa in mot enstaka enda punkt samt ett singularitet uppstår.

Kvantitativ granskning från detta resonemang ledde mot förutsägelsen för att detta ej finns några stabila konfigurationer på grund av kalla himlakroppar tillsammans med ett massa större än ungefär tre gånger solens massa, utan dessa existerar tvingade för att genomgå enstaka gravitationskollaps mot en mörk hål.

inom praktiken leder detta mot för att tunga stjärnor tillsammans massor större än åtta gånger solens massa kommer för att explodera liksom supernovor samt forma neutronstjärnor alternativt svarta hål, beroende vid hur många massa vilket kastas ut beneath explosionen. Mindre svarta hål skulle äga kunnat bildats beneath universums allra inledande stadier, samt skulle inom sålunda fall utgöra mörk urtidshål liksom skulle behärska äga betydligt mindre massor.

Supermassiva svarta hål (supertunga svarta hål) tillsammans massa motsvarande miljoner alternativt miljarder gånger solens massa skulle även behärska skapas angående tillräckligt flera stjärnor befann sig vid en tillräckligt sektor inom rymden alternativt tillräckligt flera sögs in inom en ursprungligt mörk hål, alternativt ifall flera svarta hål slogs samman.

dem nödvändiga förutsättningarna anses allmänt finnas inom centrum från större galaxer inklusive Vintergatan.

Detektion från svarta hål

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål förmå detekteras vid tre sätt.

1. Observation från objekt inom deras att vara nära något, detta önskar yttra hur dem påverkar den omedelbara rymden runt omkring sig.

   Ledtrådar förmå artikel gravitationslinser alternativt kroppar vars rörelse förefaller påverkas från osynliga objekts gravitation. detta äger även filmats hur detta ser ut då en mörk hål "äter upp" ett himlakropp, heliumgasen lägger sig vilket en briljant halsprydnad runt detta svarta hålet.

2. Observation från gammastrålning.
3. Observation från röntgenstrålning.

   Båda dessa strålningstyper bildas inom ackretionsskivor, såsom är kapabel omge dem svarta hålen.

Den maximalt avslöjande manifestationen från en mörk hål tros anlända ifrån ämne vid väg för att slukas från detta svarta hålet, vilken samlas inom ett virvel liknande dricksvatten nära en avlopp, ett ackretionsskiva tillsammans med extremt upphöjd temperatur samt cirkelrörelse.

Friktionen inom materien inom denna platta alstrar därför många energi för att stora mängder strålning inom typ av ljus som inte kan ses med blotta ögat samt röntgen utsänds. Värmeutvecklingen existerar många produktiv samt är kapabel omvandla upp mot 10 % från enstaka partikels massa mot strålning, jämfört tillsammans med fusion liksom endast omvandlar några ett fåtal andel.

en annat iakttagbart fenomen existerar tunna strålar från ämne likt tillsammans med relativistisk hastighet kastas ut längs tillsammans med diskens centrumaxel.

Ackretionsskivor, utkastningsstrålar samt roterande objekt finns dock varenda även nära andra objekt, liksom mot modell neutronstjärnor. Kroppars beteende nära sådana objekt likt alltså ej existerar svarta hål stämmer ej helt, dock många nära, överens tillsammans beteendet omkring en mörk hål.

detta existerar därför ofta svårt för att skilja vid neutronstjärnor samt svarta hål, bortsett ifrån för att vissa fenomen bara uppträder angående detta kompakta objektet existerar ett neutronstjärna. ett neutronstjärna besitter ett fast yta, liksom den infallande gasen mot slut kommer för att kollidera tillsammans.

ifall neutronstjärnan därtill besitter en starkt område runt en magnet där magnetiska krafter verkar kommer detta bara för att ske nära neutronstjärnans poler, därför för att detta uppstår numeriskt värde varma fläckar vid neutronstjärnan, vilka förmå observeras genom för att dem rör sig tillsammans med neutronstjärnans cirkelrörelse, inom neutronstjärnor tillsammans med svagare område runt en magnet där magnetiska krafter verkar är kapabel detta istållet byggas upp en lager från stjärnmateria vid neutronstjärnans yta.

Efter en tag blir detta lager instabilt samt detta uppstår ett termonukleär explosion, liksom syns liksom en eruption från röntgenstrålning. dem starkaste svarta hål-kandidaterna existerar objekt, vilket ej uppvisar något från dessa beteenden, samt var man kunna visa för att dem existerar tyngre än den maximala massan till ett neutronstjärna.

Typer från svarta hål såsom upptäckts

[redigera | redigera wikitext]

En avgörande mängd astronomisk vittnesbörd till svarta hål äger hunnit inkomma inom numeriskt värde skilda massa-kategorier:

• stellära svarta hål, tillsammans med massa liknande enstaka vanlig himlakropp (4-15 gånger solens massa).
• supermassiva svarta hål tillsammans med massa omkring möjligen 1 % från massan hos ett typisk galax.

  dem supermassiva objekten observeras omväg genom för att iaktta hur omkringliggande objekt samt ämne uppträder.

Dessutom finns vissa indikator vid existensen från mellanmassiva svarta hål, tillsammans massa motsvarande några tusen gånger solens massa. Dessa svarta hål skulle behärska artikel upphovet mot supermassiva svarta hål.

Reinhard Genzel och Andrea Ghez upptäckte att något osynligt och extremt tungt styr stjärnornas kretslopp närmast mitten av vår egen galax, Vintergatan

Stellära svarta hål identifieras inom inledande grabb genom för att iaktta ackretionsskivor tillsammans korrekt storlek samt hastighet, dock liksom saknar den uppflammande strålning liksom andra massiva objekt uppvisar. Stellära svarta hål anses äga koppling mot förekomsten från gammablixtar.

De inledande kandidaterna mot svarta hål hittades inom aktiva galaxcentra samt kvasarer, båda upptäckta från radioastronomer vid 1960-talet.

Den verksamma omvandlingen från massa genom friktionen inom ackretionsskivan mot en mörk hål förefaller artikel den enda tillgängliga förklaringen mot dem enorma mängder energi vilket utstrålas från dessa objekt.

Ett supermassivt svart hål är den enda i dag kända förklaringen

Framläggandet från denna teori vid 1970-talet undanröjde även den viktigaste invändningen mot för att kvasarer skulle artikel avlägsna galaxer, nämligen för att ingen kroppslig mekanism vore kapabel för att alstra sålunda många energi.

Utifrån 1980-talets observationer från stjärnors rörelser nära galaxcentra antas numera för att supermassiva kompakta objekt måste finnas inom centrum från dem flesta galaxer, inklusive Vintergatan.

Sagittarius A* anses allmänt existera den maximalt sannolika kandidaten till platsen till en supermassivt objekt inom centrum från Vintergatan.

Dessa galaktiska centrala supermassiva kompakta objekt åstadkommer enorm strålning då dem suger in gas samt damm – mot dess för att all till tillfället något som ligger nära eller är i närheten ämne sugits in samt processen stannar upp.

Modellen förmå existera periodisk, dock redogör varför detta just idag ej verkar finnas några något som ligger nära eller är i närheten kvasarer. ett korrelation besitter konstaterats mellan tillväxten hos detta svarta hålet inom galaxkärnan samt storleken hos den klotformade komponenten inom galaxens form eller gestalt – antingen detta existerar enstaka elliptisk galax alternativt rör sig ifall den grövre delen från ett spiralgalax.

Någon fysikalisk bakgrund mot detta empiriska sambandet besitter ännu ej uppdagats. Några indikationer vid massiva svarta hål inom centrum från klotformade stjärnhopar besitter man ej funnit, vilket antyder för att dessa existerar fundamentalt speciell än galaxer.

Än därför länge besitter inga troliga "svarta urtidshål" iakttagits.

Astrofysikens matematik på grund av superkompakta objekt

[redigera | redigera wikitext]

Schwarzschildlösningen

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål förutsägs från Albert Einsteins allmänna fysikens teori.

Särskilt förutsägs dem från Schwarzschildmetriken, enstaka från dem allra första lösningarna mot Einsteins ekvationer upptäckt från Karl Schwarzschild 1915. Lösningen beskriver rumtidens krökning omkring en statiskt samt sfäriskt symmetriskt objekt i enstaka till övrigt tom rymd, var metriken är^[19]

,

där dem naturliga enheterna används samt existerar rymdvinkeln, detta önskar yttra metriken vid enstaka 2-sfär.

Enligt Schwarzschilds svar kommer en objekt tillsammans med gravitation för att kollapsa samt bli en mörk hål, ifall dess radie existerar mindre än ett viss gräns, vilken kallas Schwarzschild-radien. beneath denna radie existerar rumtiden således krökt för att varenda ljus likt utstrålas kommer för att böjas in mot gravitationens centrum.

eftersom relativitetsteorin förbjuder för att enstaka partikel rör sig snabbare än ljushastigheten kommer allt inom Schwarzschild-radien – inklusive själva beståndsdelarna inom detta kollapsande objektet – för att kollapsa in mot objektets centrum. enstaka gravitationell singularitet, ett område tillsammans med potentiellt oändlig densitet, bildas inom denna punkt.

eftersom ej ens ljus är kapabel undslippa inifrån Schwarzschild-radien skulle en klassiskt mörk hål verkligen existera svart.

Schwarzschild-radien ges från r_s=2M inom relativistiska enheter såsom ovan, alternativt

där G existerar gravitationskonstanten, M existerar massan objektet, samt c ljushastigheten.

på grund av enstaka lekamen tillsammans identisk massa vilket jorden existerar Schwarzschild-radien bara 9 mm – ungefär vilket enstaka stenkula.

Genomsnittsdensiteten innanför Schwarzschild-radien reducerar till ökande massa hos objektet, sålunda för att medan en mörk hål tillsammans med jordens massa skulle äga ett medeldensitet vid 2 · 10³⁰ kg/m³ sålunda skulle en supermassivt mörk hål angående 10⁹ gånger solens massa äga ett densitet ifall bara cirka 20 kg/m³, mindre än vatten!

Genomsnittsdensiteten ges från

Eftersom jordens genomsnittsradie existerar 6371 km, skulle jorden behöva komprimeras 4 · 10²⁶ gånger till för att kollapsa samt bli en mörk hål. till en objekt tillsammans med solens massa existerar Schwarzschild-radien omkring 3 km – solens radie existerar omkring 700 000 km. Även då solen förbränt allt sitt bränsle samt krympt ihop, kommer den för att existera avsevärt större (åtskilliga tusen km) än den Schwarzschild-radie likt svarar mot dess massa.

Massivare stjärnor däremot kunna kollapsa redan innan dem brunnit ut.

Andra lösningar

[redigera | redigera wikitext]

Mer generella svarta hål kunna även förutsägas tillsammans med mer komplicerade lösningar mot Einsteins ekvationer. inledningsvis ut strax efter Schwarzschild plats Hans Reissner samt Gunnar Nordström tillsammans med motsvarande svar på grund av ett elektriskt laddad, sfärisk, icke-roterande lekamen, Reissner–Nordström-metriken (1916–1918).

för att hitta exakta lösningar mot dem mer rimliga roterande himlakropparna existerar betydligt svårare, då dessa ekvationer blir högst icke-linjära. dem förblev olösta inom närmare 50 tid.

Det blev Roy Kerr såsom fann lösningen mot detta roterande svarta hålet tillsammans Kerrmetriken vilket äger enstaka ringformig singularitet.^[20] numeriskt värde kalenderår senare fann Ezra T. Newman den axialsymmetriska lösningen mot Einsteins fältekvationer till en mörk hål liksom både roterar samt existerar elektriskt laddat.^[21][22] Denna struktur på grund av den metriska tensorn kallas på grund av Kerr–Newman-metrik samt existerar enstaka förenkling från Kerrmetriken.

dem fyra exakta lösningarna är kapabel summeras inom tabellform därför här:

där Q står till himlakroppens elektrisk laddning samt J existerar dess rörelsemängdsmoment.

Fotonsfär

[redigera | redigera wikitext]

ett fotonsfär existerar, åtminstone teoretiskt, en region var gravitationen existerar noggrann lagom kraftfull till för att hålla fotoner cirklande runt detta svarta hålet.

ett fotonsfärs radie är:

Där G betecknar gravitationskonstanten, M betecknar hålets massa, c betecknar ljusets hastighet inom vakuum samt r_s existerar Schwarzschildradien.

Maskhål

[redigera | redigera wikitext]

Den allmänna relativitetsteorin tillåter chansen från formationer inom vilken numeriskt värde svarta hål ansluts mot varandra.

liknande formationer benämns vanligen maskhål. Maskhål äger inspirerat science fictionförfattare på grund av för att dem erbjuder ett chans för att utflykt snabbt ovan långa avstånd samt även för att utflykt inom tiden. inom praktiken verkar liknande formationer artikel helt omöjliga, eftersom inga kända processer verkar tillåta för att dylika objekt skapas.

Planeter

[redigera | redigera wikitext]

Vissa astronomer menar för att detta är kapabel finnas svarta hål liksom planeter kretsar kring.^[23]

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Noter

[redigera | redigera wikitext]