. Nu

De school werkt en essays uit de middelbare school
Zoeken schoolwerk

Zwarte gaten

Onderwerp: Natuurkunde
| Meer

InledningVad is echt een zwart gat? Is het zo belangrijk? In de media is er praten heel veel over zwarte gaten sinds de mens hen ontdekt. Zwarte gaten zijn misschien wel een van de meest fascinerende en interessante fenomeen dat we kennen bestaan. Maar toch weten we zo weinig over hen.
Hoe kunnen we er zeker van dat ze zijn? Ze zijn zoals ik al zei zwart, je kunt ze niet zien.
Kunnen we profiteren van hen op een bepaalde manier?
Licht

De term zwarte gat werd in 1969 bedacht door de Amerikaanse wetenschapper John Wheeler. Het was geen nieuw idee, het idee gaat terug ten minste twee eeuwen, naar een tijd toen er twee theorieën van licht. Degene die Newton voorkeur was dat licht bestond uit deeltjes en de andere die bestond uit golven. Vandaag weten we dat zowel past dankzij de quantummechanica, kan het licht worden gezien zowel als een golf en als een deeltje. Als licht bestond uit golven wist niet hoe, of wanneer, het werd beïnvloed door de zwaartekracht. Maar als het bestond uit deeltjes zou worden beïnvloed zowel door de zwaartekracht als elke andere kwestie. Men geloofde dat licht gereisd oneindig snel en dat is waarom het licht niet werd beïnvloed, maar dit was niet als een wetenschapper genaamd Roemer ontdekt dat licht reisde met een eindige snelheid.
Voor degenen die in de golf theorie geloofden niet duidelijk was dat het licht zou worden beïnvloed door de zwaartekracht helemaal. In feite kan Newtons zwaartekracht niet worden gebruikt om het licht omdat licht altijd dezelfde snelheid. Dat licht beïnvloed door de zwaartekracht en hoe was niet tot Einstein presenteerde zijn relativiteitstheorie.
Levenscyclus van een ster

Om zwarte gaten te begrijpen, moeten we eerst begrijpen de levenscyclus van een ster. Een ster wordt gevormd wanneer een grote hoeveelheid gas (meestal waterstof) instort, dankzij de zwaartekracht. De gastemperatuur stijgt ze dichter bij elkaar komen en er meer botsingen. Uiteindelijk wordt de temperatuur zo groot dat de waterstofatomen beginnen te fuseren met elkaar en vormen helium atomen. Het is in dit stadium dat onze zon zich bevindt. Op het einde, neem de brandstof naar buiten en de ster begint te contracteren. Over de sterren dan minder wegen dan 1,4 keer de massa van onze zon, zullen we een witte dwerg te krijgen. Ze worden stabiele lichamen dankzij riep iemand uitsluiting principe. Dit is een kracht die werkt tegen de zwaartekracht van deze sterren en maakt ze stabiel. Uitsluiting Principe is een afstotende kracht tussen de elektronen in de atomen.
Voor sterren die een massa groter dan 1,4 zonsmassa's hebben, zijn er twee opties. Een daarvan is dat de ster stabiel vanwege het weglaten principe tussen neutronen en protonen in de atoomkernen. Dit zijn de zogenaamde neutronensterren. De andere optie is als de zwaartekracht van de ster is zo hoog dat zelfs de uitsluiting principe in staat is te houden van de ster. Het is dus vormde een zwart gat.
Zwarte gaten

Een zwart gat kan met eenvoud beschreven als een hemellichaam dat zo veel zwaartekracht dat de ontsnappingssnelheid hoger is dan de snelheid van het licht. Een zwart gat heeft geen radius. Gravity heeft comprimeren alle materie tot geen volume helemaal. Het is een singulariteit van oneindige massadichtheid. Het zwarte gat heeft een godslastering horizon. Dit kan worden beschouwd als een straal, maar er is in feite een beperking van het zwarte gat. Event Horizon afschermt alle communicatie tussen het zwarte gat en daarbuiten. Alles wat daarbij komt binnen de waarnemingshorizon opgeslokt door het zwarte gat, in de event horizon, is er geen weg meer terug. De afstand tussen het zwarte gat en de event horizon hangt af van de ernst van de gat.
Zoals we weten, kan niets sneller dan het licht te reizen. Dus nooit geen kwestie verdwijnen uit het lichaam. Materie die komt binnen waarnemingshorizon van het zwarte gat wordt getrokken tot aan de eigenheid van het midden van het zwarte gat, en het zwarte gat groeit. Zo, zwarte gaten groeien, maar niet verlagen.
Gravitatiegolven en Black Hole vorm

Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat echt zware voorwerpen die bewegen "rimpelingen" zal sturen in de ruimte-tijd, reizen met de snelheid van het licht. Deze golven zijn vergelijkbaar met lichtgolven maar zijn veel moeilijker te detecteren. U kunt ze bekijken door de verschuivingen van de verschillende deeltjes die vrij beweegbaar. De mens houdt vandaag op het bouwen van detectoren in de VS, Europa en Japan om dit te meten. Net als lichtgolven als ze brengen de energie van de bron. Men kan dan verwachten dat de bron die uiteindelijk zou komen te rusten.
De beweging van de aarde in zijn baan rond de zon geeft ook aanleiding tot gravitatiegolven. De energieverliezen van deze zullen de aardbaan veranderen rond de zon, zodat de Aarde zal geleidelijk dichterbij. Maar omdat de energieverliezen zijn zo klein (zou je een warmte kachel op verlies draaien), dit zal niets voor ons betekenen, omdat het zou duren ongeveer duizend miljoen miljoen miljoen een miljoen jaar voor de Aarde om in de zon te gaan. Ground Task verandering te klein om te meten maar soortgelijke verschijnselen gezien in de ster systeem
PSR 1913 +16 (dit is een pulsar). Het systeem bestaat uit twee neutronensterren baan elkaar en energieverlies door zwaartekracht golven maakt ze dwalen in een spiraal naar elkaar en ze uiteindelijk botsen.
Tijdens de zwaartekracht instorten wanneer een ster vormt een zwart gat, de beweging is veel hoger en de straling tarief van gravitatiegolven is veel hoger. Het is dan ook vrij snel voor het te naar een rusttoestand te komen. Dit is de ster laatste fase voordat het een zwart gat.
1967 toonde onderzoeker Werner Israel aan niet-roterende zwarte gat structuur was zeer eenvoudig. Hij stelde dat de structuur van het zwarte gat helemaal niet bedoeld om de eigenschappen van de oorspronkelijke ster had (behalve wanneer de massa natuurlijk). Ze zijn volkomen bolvormig, en de grootte wordt samengesteld slechts van zijn massa. Twee zwarte gaten met gelijke hoeveelheden zijn dus identiek. Velen van mening dat dit proefschrift niet werkt helemaal omdat het zwarte gat dan moet het hebben gevormd van een perfect bolvormige ster (wat niet). Er was echter een andere interpretatie. Wanneer het zwarte gat ging door de laatste fase, werd het de perfecte bolvorm van het resultaat van de vele zwaartekracht golven. Als het ging om rust het object zou perfect bolvormig zijn. Volgens deze opvatting, alle niet-roterende sterren, in welke vorm dan ook, stoppen als een perfect bolvormig lichaam en haar omvang zou alleen afhankelijk van zijn massa. De theorie was beperkt tot hemellichamen die niet worden gedraaid, maar 1963 deed de onderzoeker Roy Kerr, een verzameling van extra vergelijkingen om de algemene relativiteitstheorie van Einstein, die beschreven roterende zwarte gaten. Als de rotatie nul was zo zou het zwarte gat perfect bolvormig zijn. Maar als het zo gedraaid dat het zou "bobbel" op de polen. 1970 bevestigde deze theorie van het bewijs van David Robinson. Alle zwarte gaten zal uiteindelijk eindigen een vilostånd waar ze kunnen draaien. Hij bewees ook zijn vorm en grootte was uitsluitend te wijten aan zijn massa en zijn rotatiesnelheid en niet over de eigenschappen die zijn ster had. Dit resultaat werd bekend als de stelregel: ". Een zwart gat heeft geen haar"
Hoe naar Black Holes Detect

Omdat zwarte gaten zijn zo veel zwaartekracht dat licht komt niet van hen, kunnen we ze niet zien. Er zijn andere manieren om zwarte gaten detecteren.
Het licht van de sterren in de buurt van zwarte gaten te buigen heel veel over hen, omdat ze zoveel zwaartekracht. Als het lampje gaat in de waarnemingshorizon, doen we niet, maar als het gaat alleen dicht bij de grens, zal het sterk worden gebogen. Velen beweren dat als het licht komt op een bepaalde hoek in de event horizon, zal het "go" rond het zwarte gat naast de event horizon.
De meest voorkomende en waarschijnlijk de makkelijkste manier om zwarte gaten te sporen is te kijken naar hun nabijgelegen buren. Men kan op sommige plaatsen te zien hoe grote sterren draaien rond een "onzichtbare" punt. Het betekent niet dat er zwarte gaten, zou het een zeer zwakke ster zijn geweest. Maar het zou kunnen betekenen dat er een zwart gat. Een dergelijk systeem is Cygnus X-1 genoemd. In dit geval, met behulp van berekeningen op de baan van de zichtbare hemellichaam hebben kunnen achterhalen van de "onzichtbare" minimale massa, die in dit geval was 6 zonsmassa's geweest. Dus uitsluiten dat het een zwarte dwerg. Massa is ook te groot om object moet een neutronenster zijn.
We veronderstellen nu dat er zwarte gaten in ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, omdat de massa van de sterren zien we in onze melkweg is niet genoeg om de Galaxy geven de rotatie als het heeft. Wij geloven ook dat er zwarte gaten met een massa van ongeveer honderd miljoen zonsmassa's. Bijvoorbeeld, waarnemingen met de Hubble Space Telescope van de melkweg M87 bleek dat er een schijfvormige sterrenstelsel dat draait rond een centraal object dat niet iets anders dan een zwart gat kan zijn. Aangelegenheid die in een plek als deze super zwart gat, ga naar beneden in een spiraal (zoals wanneer je het water laat uit het bad) en krijgen dan het zwarte gat draaien in hetzelfde gat. Dit produceert een magnetisch veld vergelijkbaar aarde. In de buurt van het zwarte gat, zal het hoge energie materie van de invallende deeltjes creëren. Het magnetische veld is zo sterk dat het 'gooit' deze zaak recht uit de schijfvormige melkweg. Dit is waargenomen in vele sterrenstelsels en quasars.
Een manier om zwarte gaten te observeren is om gravitatiegolven te meten, dit is niet goed mogelijk vandaag, maar je denkt dat het zal dus in de nabije toekomst.
Zwarte gaten miniaturen

Men kan zich voorstellen de mogelijkheid dat er veel minder zwarte gaten, die minder massa dan zelfs onze eigen zon hebben. Dergelijke gaten kunnen niet worden gevormd door een gravitationele kolapps omdat massa onder Chandrasekhar limiet. Miniatuur zwarte gaten mag uitsluitend bestaan ​​over de kwestie wordt gecomprimeerd door externe druk. Volgens John Wheeler zou een miniatuur zwart gat te vormen als je nam al het zware waterstof in de aardse oceanen en maakte een grote waterstofbom het. Men gelooft dat veel van deze kleinere zwarte gaten in het heelal vroege stadium gevormd. Blijkbaar is zelfs de oerknal zou genoeg kracht om de massa te comprimeren zodat het gevormde miniatuur zwarte gaten hebben. Veel wetenschappers geloven dat er meer miniaturen van zwarte gaten dan de "normale" zwarte gaten.
Het gebruik van zwarte gaten

Indien in de toekomst zou kunnen "vangen" een miniatuur van een zwart gat door zijn zwaartekracht in staat om veel van het te verdienen zou zijn. Aangezien alle materie naar beneden in de richting van een zwart gat geeft energie. Energieproblemen zou voor altijd zijn opgelost.
Een ander scenario zou kunnen zijn dat we "bump" in een zwart gat in de omloopbaan rond de aarde (een zeer kleine miniatuur zwarte gaten), dan zullen we een constante stroom van waterstof die net raakt op zijn waarnemingshorizon sturen. De waterstof wordt vervolgens fusie verwarmd dankzij het getij effect en, anderzijds, helium. Dit is dan de makkelijkste en veiligste mogelijke kernfusie reactor, en de energie kan worden opgeslagen op en neer naar de aarde gestuurd.
Wormholes

Tijdreizen is al lang gefascineerd mensen. In de jaren 1950 waren er veel wetenschappers die onderzoek deed in precies dat. Iets dat ons heeft geïntrigeerd is of het mogelijk is om snel te reizen naar afgelegen locaties. Volgens Einstein's theorieën, kan niets sneller dan het licht fördas. Een troost echter, de zogenaamde twin paradox, wat betekent dat als je reist met de snelheid van het licht, de tijd staat nog steeds. Relativiteit theorie suggereert echter dat als je sneller dan het licht te reizen dan reist terug in de tijd. Het probleem is dan dat de dichter bij de snelheid van het licht je krijgt, hoe meer macht je zal worden beïnvloed door, en je zal nooit opgeven de snelheid van het licht. Dat vergelijkt met het delen van een eeuw door twee. Je dichter en dichter bij nul, maar je zult nooit bereiken.
Dit lijkt uit te sluiten zowel snel ruimtevaart en reis terug in de tijd. Er is een andere mogelijkheid. Als men kan vervormen de ruimtetijd om zo een kortere weg tussen twee punten in de ruimte, een wormgat te creëren. Zo kan men sneller tussen twee punten in de ruimte dringen. Maar het zou ook tidresor toestaan. Wormgaten zijn niet iets dat sciencefiction schrijvers zijn gekomen, maar het was Einstein en Nathan Rosen in 1935 schreef een essay over iets wat ze wel "bruggen", die vandaag de dag bekend staat als het wormgat. Maar ze zei ook dat iedereen die reisde door het gat recht in een singulariteit, een zwart gat zou chute. Het zou ook niet in staat zijn om het wormgat lang genoeg open te houden.
Conclusies

Dat zwarte gaten bestaan, de meeste eens. Velen beweren op zich is nog steeds dat zwarte gaten niet bestaan ​​en dat het onzeker is omdat de meeste van wat er over zwarte gaten is niet gebaseerd op observatie, maar op wiskundige berekeningen. Het onderzoek naar zwarte gaten is waarschijnlijk de eerste in de geschiedenis dat is gegaan op deze manier met de juiste berekeningen voorafgaande waarnemingen. Ik denk dat de zwarte gaten zal worden wat wordt onderzocht in de toekomst.
Veel van degenen die geloven dat het universum is ontstaan ​​uit de oerknal geloven ook dat het zal eindigen in een 'big crunch', een grote krimp. Veel van de theorieën over hoe precies het zwarte gat niet kan vernietigen, en hoe alle materie in het universum als het naleven van diverse zwarte gaten en hoe ze uiteindelijk met elkaar botsen, totdat er slechts een groot zwart gat met de massa in het heelal. Maar we leven in een tijd waar er voortdurend dingen aan toegevoegd dat is algemeen aanvaard en het constant afvalt dingen die algemeen werden aanvaard. Nu wordt besproken of het heelal vlak. En misschien kan dit helpen bij het opruimen het beeld dat we hebben van het universum. Ik persoonlijk niet omdat zwarte gaten zijn "onsterfelijk" (of misschien heb ik niet willen geloven?!) Dat het heelal eindigt in een 'big crunch', denk ik niet op. De mens is een fervent schepsel, zijn we altijd proberen om alles te begrijpen. We krijgen "aanwijzingen" van alle andere wetenschappen, maar kan niet voorspellen het, moeten we de wetenschap verenigen!
Om te speculeren over zaken lot van het heelal is meer dan we aankunnen, moeten we een beetje te nemen op een moment om de grote foto te zien. De antwoorden zijn er, we moeten gewoon de juiste vragen te stellen.

Door: Isaac Fahlin

based on 19 ratings Zwarte gaten, 2,8 van 5 gebaseerd op 19 beoordelingen
| Meer
Beoordeel Zwarte Gaten


Verwante schoolwerk
De volgende zijn schoolwerk dat zwarte gaten of in enig opzicht verband houdt met de Black Hole gaat.

Comment on Black Holes

« | »