Svarta hål

Observation av svarta hål

Gravitationen från ett svart hål är så stark att varken materia eller ljusstrålar kan lämna dess kraftfält. Detta innebär att man inte heller direkt kan se ett svart hål trots att man övertygad om att de finns! De enda svarta hål, som går att upptäcka är de som omges av stora mängder gas eller ingår i ett dubbelstjärnesystem.

I båda fallen utsänds strålning av alla våglängder när gas eller plasma accelereras till farter nära ljusets innan de faller in i hålet. Gas kan också samlas till en skiva runt hålet, och då sänds strålning ut p.g.a. att skivan roterar snabbare nära hålet än längre ifrån. Friktionen mellan gaslagren blir då mycket kraftig. Vad man ser är alltså inte det svarta hålet utan materia utanför hålet som påverkas av det. Det finns många effektfulla bilder tagna av exempel Hubble-teleskopet på interaktioner mellan materia och svarta hål.

Ett annat fenomen som man tror har med svarta hål att göra är att om man observerar en avlägsen kvasar kan man i vissa fall se två eller fler bilder av samma kvasar. Det beror på att ljuset från kvasaren böjs av genom påverkan av ett objekt med kraftig gravitation som ligger mellan betraktaren och kvasaren. Detta objekt skulle kunna vara ett svart hål. Detta fenomen kallas gravitationslins.

Olika sorters svarta hål

Man brukar dela upp de svarta hålen i tre olika grupper: "vanliga" svarta hål som bildas av döende stjärnor, svarta minihål och galaktiska svarta hål.

Vanliga svarta hål
Den här sortens svarta hål är nog den man först tänker på när man hör talas om svarta hål. De bildas när massiva stjärnor (med massor på tre gånger solens eller mer) dör och det inte finns något som kan stoppa kollapsen. Deras massor kan variera mellan ca tre solmassor och mer än hundra solmassor. Om teorierna stämmer borde det finnas ganska gott om sådana hål eftersom det finns många stjärnor som är tillräckligt massiva och eftersom dessa stjärnor inte lever speciellt länge.

Svarta minihål
Enligt några teorier kan det ha bildats många väldigt små svarta hål i de extrema förhållanden som rådde just efter Big Bang. Många av dessa svarta minihål skulle finnas kvar än idag. De måste dock väga tusentals ton för att vara stabila, så de kan inte vara hur små som helst.

Se avsnittet om nytta av svarta hål för mer information om svarta minihål.

Massiva hål
Det finns ingen begränsning uppåt på hur stor massa ett svart hål kan ha utan det beror helt enkelt på hur stor stjärnan var som bildade det svarta hålet. Massan avgör också storleken (radien) på hålet. Ett typiskt svart hål på 10 solmassor har en radie på 30 km. Man vet att det, med största säkerhet, finns galaxer med enormt stora svarta hål i sina centra. Många tror t.o.m. att de flesta galaxer har sådana massiva svarta hål i sig.

Det man först tänker på när det gäller massiva ,eller galaktiska svarta hål som de också kallas, är s.k. aktiva galaxer. Dessa sänder ut otroligt mycket strålning, och det enda, som kan förklara fenomenen tillfredställande, är svarta hål med en massa på mer än hundra miljoner solmassor. Sådan massiva hål har en radie på mer än 300 miljoner km, vilket låter väldigt stort men är faktiskt bara två gånger större än avståndet mellan jorden och solen. Dessa massiva svarta hål skulle kunna vara en anledning till att galaxen håller ihop.

Se avsnittet om radiogalaxer för mer information om dessa aktiva galaxer.

Händelsehorisonten

När man pratar om radien för ett svart hål så menar man avståndet mellan singulariteten och händelsehorisonten. Denna radie kallas Schwarzchildradien. När man talar om ett svart håls storlek är det storleken av det klot som begränsas av händelsehorisonten man menar. Singulariteten, där hela hålets massa är samlad, har ju ingen volym.

Större massa ger ökad radie innebär att radien är proportionell mot massan. Om solen vore ett svart hål skulle dess radie vara 2,953km. Jordens radie skulle vara ynka 0,89cm och ett dammkorn på 10-5g hade fått en radie på 1,5*10-32m.

Densiteten är däremot omvänt proportionell mot kvadraten på massan, och den erfoderliga densiteten minskar därmed snabbt om massan ökar. Som jämförelse kan nämnas att densiteten för ett svart hål med solens massa är 1,85*1019kg/m3 och för ett med Jordens 2,05*1030kg/m3 medan den för ett hål med vintergatans massa bara är ca 10-3kg/m3 (densiteten för vatten är 103kg/m3).

Vid händelsehorisonten står tiden stilla, utifrån sett. Detta är anledningen till att den kallas händelsehorisonten; alla händelser upphör vid den. Om man istället ser det ur en persons, som är på väg ner i det svarta hålet, perspektiv blir bilden en helt annan. Läs om hur astronauten Doris upplever en resa ner i ett svart hål.

Tillbaka