Huvudämnen > Svarta hål och maskhål >
Temaindex:
- – Svarta hål och maskhål Introduktion
- – Stjärnor, Supernovor och neutronstjärnor
- – Skapande av svarta hål
- – Teori om svarta hål & Hawking-strålning
- – Händelsehorisont och ackretionsskiva
- – Singulariteter
- – Maskhål
- – Slutsats
Ett svart håls massa är koncentrerad till en enda punkt djupt inne i dess hjärta, och kan helt klart inte ses. Det ”hål” som i princip kan ses (även om ingen någonsin har sett ett svart hål direkt) är den region av rymden runt singulariteten där gravitationen är så stark att ingenting, inte ens ljuset, det snabbaste i universum, kan fly, och där tidsutvidgningen blir nästan oändlig.
Ett svart hål avgränsas därför av en väldefinierad yta eller kant som kallas ”händelsehorisonten”, inom vilken ingenting kan ses och ingenting kan fly, eftersom den nödvändiga flykthastigheten skulle vara lika med eller överstiga ljusets hastighet (en fysisk omöjlighet). Händelsehorisonten fungerar som ett slags enkelriktat membran, som liknar den ”point-of-no-return” som en båt upplever när den närmar sig en bubbelpool och når den punkt där det inte längre är möjligt att navigera mot strömmen. Eller, för att se det på ett annat sätt, inom händelsehorisonten faller själva rymden in i det svarta hålet med en teoretisk hastighet som är större än ljusets hastighet.
(Klicka för en större version)
Evenemangshorisont, ackretionsskiva och gammastrålar från ett svart hål
(Källa: Internet Encyclopedia of Science: http://www.daviddarling.info/
encyclopedia/E/event_horizon.html – Credit & ©: Astronomy / Roen Kelly)
Händelsehorisonten för ett svart hål från en exploderande stjärna med en massa som är flera gånger större än vår egen sol, skulle vara kanske några kilometer bred. Den skulle dock kunna växa med tiden när den slukar damm, planeter, stjärnor och till och med andra svarta hål. Det svarta hålet i Vintergatans centrum, till exempel, beräknas ha en massa som motsvarar ungefär 2 500 000 solar och har en händelsehorisont som är många miljoner kilometer bred.
Material, till exempel gas, stoft och andra stjärnrester som har närmat sig ett svart hål men inte riktigt fallit in i det, bildar ett tillplattat band av snurrande materia runt händelsehorisonten som kallas ackretionsskiva (eller skiva). Även om ingen någonsin har sett ett svart hål eller ens dess händelsehorisont kan denna ackretionsskiva ses, eftersom de snurrande partiklarna accelereras till enorma hastigheter av det svarta hålets enorma gravitation och släpper ut värme och kraftfull röntgen- och gammastrålning i universum när de smäller in i varandra.
Dessa ackretionsskivor kallas också kvasarer (kvasistjärniga radiokällor). Quasarer är de äldsta kända kropparna i universum och (med undantag för gammastrålar) de mest avlägsna objekt som vi faktiskt kan se, samt de ljusaste och mest massiva, som överglänser trillioner av stjärnor. En kvasar är alltså en lysande halo av materia som omger och dras in i ett roterande svart hål, vilket i praktiken förser det med materia. En kvasar dimmar ner till ett normalt svart hål när det inte finns någon materia runt omkring den kvar att äta.
Ett icke-roterande svart hål skulle vara exakt sfäriskt. Ett roterande svart hål (skapat genom kollapsen av en roterande stjärna) böljar dock ut vid sin ekvator på grund av centripetalkraften. Ett roterande svart hål är också omgivet av en region av rumtiden där det är omöjligt att stå stilla, kallad ergosfären. Detta beror på en process som kallas ”frame-dragging”, där varje roterande massa tenderar att ”dra” något längs med den rumtid som omedelbart omger den. Faktum är att rymdtiden i ergosfären tekniskt sett dras runt snabbare än ljusets hastighet (relativt, det vill säga i förhållande till andra regioner av rymdtid som omger den). Det kan vara möjligt för objekt i ergosfären att fly från banan runt det svarta hålet, men när de väl befinner sig i ergosfären kan de inte förbli stationära.
Också på grund av den extrema gravitationen runt ett svart hål upplever ett objekt i dess gravitationsfält en fördröjning av tiden, känd som gravitationell tidsutvidgning, i förhållande till observatörer utanför fältet. Från en avlägsen observatörs synvinkel verkar ett objekt som faller in i ett svart hål sakta ner och blekna, och närmar sig händelsehorisonten men når den aldrig riktigt. Slutligen, vid en punkt strax innan det når händelsehorisonten, blir det så svagt att det inte längre kan ses (allt på grund av tidsutvidgningseffekten).
|