Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: alheimurinn

Hvað eru til mörg svarthol og hvernig myndast þau?

MBS

Svarthol eru skilgreind sem svæði í tímarúminu þar sem þyngdaraflið er svo sterkt að allt sem er nálægt þeim sogast inn í þau og ekkert sleppur þaðan út, ekki einu sinni ljós. Svarthol eru því ein merkilegustu þekktu fyrirbæri alheimsins. Í svari sínu við spurningunni Hvað er svarthol? segja Þorsteinn Vilhjálmsson og Tryggvi Þorgeirsson:
Segja má að allt sem varðar svarthol sé lyginni líkast. Sem dæmi má nefna það sem við sæjum ef við fylgdumst úr fjarlægð með geimfari nálgast svartholið. Vegna sveigju tímarúmsins myndi okkur virðast sem geimfarið færi alltaf hægar og hægar og ef við sæjum klukkur um borð í því myndi okkur virðast sem þær hægðu sífellt á sér. Þegar geimfarið næði jöðrum svartholsins (sjónhvörfunum) myndi okkur virðast tíminn í geimfarinu líða óendanlega hægt þannig okkur virtist það standa í stað og því sæjum við það aldrei falla inn. Ef ólánsamur geimfari væri staddur um borð mundi honum á hinn bóginn ekki virðast tíminn hægja á sér enda hefði hann annað og verra við að glíma. Sá hluti hans sem félli á undan inn í svartholið myndi verða fyrir mun meiri þyngdarkrafti en aðrir líkamspartar, og þessir missterku kraftar mundu sundra honum í frumeindir og jafnvel sundra frumeindunum sjálfum. (Þessir kraftar eru hliðstæðir svokölluðum sjávarfallakröftum).

Þrátt fyrir marga undarlega og illskýranlega eiginleika er hægt að lýsa ytri eiginleikum svarthola með þremur stærðum; massa, rafhleðslu og hverfiþunga. Þessar upplýsingar eru einu eiginleikar þeirra sem fræðilega væri hægt að mæla. Innri byggingu svarthola er hins vegar ómögulegt að segja nokkuð til um.



Sýndarmynd af svartholi með tífaldan sólarmassa séð úr 600 km fjarlægð með vetrarbrautina okkar í bakgrunni

Svarthol eru talin geta myndast á þrjá vegu. Í fyrsta lagi geta þau verið leifar massamikilla stjarna þar sem kjarninn var orðinn svo þéttur að hann féll saman undan eigin massa og þyngdarkröftunum sem honum fylgja. Í öðru lagi er talið að stór svarthol geti myndast á svipaðan hátt í miðju vetrarbrauta og dulstirna. Í þriðja lagi er talið að lítil svarthol hafi orðið til í Miklahvelli eða skömmu eftir hann. Nánar má lesa um þetta í svari Þorsteins Vilhjálmssonar og Tryggva Þorgeirssonar við spurningunni Hvernig myndast svarthol í geimnum?

Þar sem svarthol hleypa engu frá sér er mjög erfitt að ákvarða hvar þau er að finna. Mögulegt er þó að finna svarthol með því að greina áhrif þyngdarkrafts þeirra á umhverfið. Í áðurnefndu svari Þorsteins Vilhjálmssonar og Tryggva Þorgeirssonar við spurningunni Hvað er svarthol? segir:
Helsti möguleikinn er að greina áhrif hins mikla þyngdarkrafts þeirra á nágrennið, sem er hægt ef svartholið hefur fylgistjörnu. Þegar gösin frá fylgistjörnunni dragast inn í svartholið hitna þau. Áður en þau týnast endanlega í svartholinu geta þau orðið svo heit að þau gefa frá sér röntgengeisla. Með því að mæla slíka röntgengeislun hafa vísindamenn fundið fyrirbæri í vetrarbrautinni okkar sem telja má líkleg svarthol.

Þó að hugmyndin um svarthol sé gömul, en hún var fyrst sett fram af enska jarðfræðingnum John Michell (1724 – 1793) árið 1783, er það aðeins á seinustu áratugum sem menn hafa getað farið að leita eftir svartholum fyrir alvöru. Fundist hafa þó nokkur svæði þar sem allt bendir til þess að finna megi svarthol og í dag er talið að í miðju flestra ef ekki allra vetrarbrauta séu gríðarstór svarthol. Eitt slíkt er talið vera í Vetrarbrautinni okkar, í um 28.000 ljósára fjarlægð frá jörðinni.

Það má því ljóst vera að eiginleikar svarthola eru þannig að mjög erfitt að staðfesta tilvist þeirra og stað. Það er því ómögulegt að segja til um fjölda svarthola í alheiminum, en ætla má að þau séu nær óteljandi.

Mikið efni er til um svarthol á Vísindavefnum til dæmis þessi svör:

Einnig má benda á áhugaverða gagnvirka vefsíðu um svarthol: Space Telescope Science Institute: Black Holes: Gravity's Relentless Pull.

Frekara lesefni má finna með því að nota leitarvél Vísindavefsins eða með því að smella á efnisorðin hér fyrir neðan.

Mynd: Wikimedia Commons

Höfundur

Margrét Björk Sigurðardóttir

MBS

líffræðingur

Útgáfudagur

18.5.2006

Spyrjandi

Guðrún Haraldsdóttir, f. 1993

Efnisorð

Tilvísun

MBS. „Hvað eru til mörg svarthol og hvernig myndast þau?“ Vísindavefurinn, 18. maí 2006. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=5941.

MBS. (2006, 18. maí). Hvað eru til mörg svarthol og hvernig myndast þau? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=5941

MBS. „Hvað eru til mörg svarthol og hvernig myndast þau?“ Vísindavefurinn. 18. maí. 2006. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=5941>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað eru til mörg svarthol og hvernig myndast þau?
Svarthol eru skilgreind sem svæði í tímarúminu þar sem þyngdaraflið er svo sterkt að allt sem er nálægt þeim sogast inn í þau og ekkert sleppur þaðan út, ekki einu sinni ljós. Svarthol eru því ein merkilegustu þekktu fyrirbæri alheimsins. Í svari sínu við spurningunni Hvað er svarthol? segja Þorsteinn Vilhjálmsson og Tryggvi Þorgeirsson:

Segja má að allt sem varðar svarthol sé lyginni líkast. Sem dæmi má nefna það sem við sæjum ef við fylgdumst úr fjarlægð með geimfari nálgast svartholið. Vegna sveigju tímarúmsins myndi okkur virðast sem geimfarið færi alltaf hægar og hægar og ef við sæjum klukkur um borð í því myndi okkur virðast sem þær hægðu sífellt á sér. Þegar geimfarið næði jöðrum svartholsins (sjónhvörfunum) myndi okkur virðast tíminn í geimfarinu líða óendanlega hægt þannig okkur virtist það standa í stað og því sæjum við það aldrei falla inn. Ef ólánsamur geimfari væri staddur um borð mundi honum á hinn bóginn ekki virðast tíminn hægja á sér enda hefði hann annað og verra við að glíma. Sá hluti hans sem félli á undan inn í svartholið myndi verða fyrir mun meiri þyngdarkrafti en aðrir líkamspartar, og þessir missterku kraftar mundu sundra honum í frumeindir og jafnvel sundra frumeindunum sjálfum. (Þessir kraftar eru hliðstæðir svokölluðum sjávarfallakröftum).

Þrátt fyrir marga undarlega og illskýranlega eiginleika er hægt að lýsa ytri eiginleikum svarthola með þremur stærðum; massa, rafhleðslu og hverfiþunga. Þessar upplýsingar eru einu eiginleikar þeirra sem fræðilega væri hægt að mæla. Innri byggingu svarthola er hins vegar ómögulegt að segja nokkuð til um.



Sýndarmynd af svartholi með tífaldan sólarmassa séð úr 600 km fjarlægð með vetrarbrautina okkar í bakgrunni

Svarthol eru talin geta myndast á þrjá vegu. Í fyrsta lagi geta þau verið leifar massamikilla stjarna þar sem kjarninn var orðinn svo þéttur að hann féll saman undan eigin massa og þyngdarkröftunum sem honum fylgja. Í öðru lagi er talið að stór svarthol geti myndast á svipaðan hátt í miðju vetrarbrauta og dulstirna. Í þriðja lagi er talið að lítil svarthol hafi orðið til í Miklahvelli eða skömmu eftir hann. Nánar má lesa um þetta í svari Þorsteins Vilhjálmssonar og Tryggva Þorgeirssonar við spurningunni Hvernig myndast svarthol í geimnum?

Þar sem svarthol hleypa engu frá sér er mjög erfitt að ákvarða hvar þau er að finna. Mögulegt er þó að finna svarthol með því að greina áhrif þyngdarkrafts þeirra á umhverfið. Í áðurnefndu svari Þorsteins Vilhjálmssonar og Tryggva Þorgeirssonar við spurningunni Hvað er svarthol? segir:
Helsti möguleikinn er að greina áhrif hins mikla þyngdarkrafts þeirra á nágrennið, sem er hægt ef svartholið hefur fylgistjörnu. Þegar gösin frá fylgistjörnunni dragast inn í svartholið hitna þau. Áður en þau týnast endanlega í svartholinu geta þau orðið svo heit að þau gefa frá sér röntgengeisla. Með því að mæla slíka röntgengeislun hafa vísindamenn fundið fyrirbæri í vetrarbrautinni okkar sem telja má líkleg svarthol.

Þó að hugmyndin um svarthol sé gömul, en hún var fyrst sett fram af enska jarðfræðingnum John Michell (1724 – 1793) árið 1783, er það aðeins á seinustu áratugum sem menn hafa getað farið að leita eftir svartholum fyrir alvöru. Fundist hafa þó nokkur svæði þar sem allt bendir til þess að finna megi svarthol og í dag er talið að í miðju flestra ef ekki allra vetrarbrauta séu gríðarstór svarthol. Eitt slíkt er talið vera í Vetrarbrautinni okkar, í um 28.000 ljósára fjarlægð frá jörðinni.

Það má því ljóst vera að eiginleikar svarthola eru þannig að mjög erfitt að staðfesta tilvist þeirra og stað. Það er því ómögulegt að segja til um fjölda svarthola í alheiminum, en ætla má að þau séu nær óteljandi.

Mikið efni er til um svarthol á Vísindavefnum til dæmis þessi svör:

Einnig má benda á áhugaverða gagnvirka vefsíðu um svarthol: Space Telescope Science Institute: Black Holes: Gravity's Relentless Pull.

Frekara lesefni má finna með því að nota leitarvél Vísindavefsins eða með því að smella á efnisorðin hér fyrir neðan.

Mynd: Wikimedia Commons...