 Ett svart hål är nog ett av de märkligaste objekt som finns i universum. Det är mycket svårt, för att inte säga omöjligt, att egentligen visualisera ett svart hål, däremot går det bra att matematiskt beskriva det. Ett svart hål är mycket fascinerande och förekommer ofta i scifi-litteratur.
Ett svart hål bildas på samma sätt som en neutron stjärna (efter en supernovaexplosion) men där supernovaresten är ännu tyngre än en neutronstjärna. Se neutronsjärnor.
Einsteins speciella relativitetsteori säger oss att ljusets hastighet är den högsta möjliga i universum. Vad händer om ett objekt har en har en massa så hög att flykthastigheten därifrån är högre än ljusets hastighet? Pierre Simon deLaplace hade redan på 1700-talet spekulerat i att det kunde finnas så massiva objekt att ljuset inte orkade lämna dem. Fastän det som en konsekvens av Einsteins relativitetsteori borde finnas sådana objekt så vägrade Einstein själv tro på dem. Relatviitetsteorin tillät i och för sig att de fanns, men det betyder inte att de finns, sade Einstein. Han såg dem bara som ett bisarrt fenomen utan förankring i verkligheten. T.o.m. den store Sir Arthur Stanley Eddington (en mycket framstående kosmolog, dog 1944) sade "Det borde finnas en naturlag som förhindrar att stjärnor uppför sig så här"
Nu vet vi att svarta hål faktiskt finns.
Ett svart hål är en region i rumtiden där rumtiden har "svalt sig själv". Ett svart hål har inte någon tung stjärna i sig utan stjärnan kommer att falla ihop ännu mer än en neutronstjärna till en s.k. singularitet. En sigularitet är en matematisk punkt, (den har egentligen ingen rumsdimension, x = y = z = 0) Dessutom har den ingen tidsdimension. Det är här som matematiken kapitulerar. Hur ska man beräkna densitet på en oändligt liten punkt och hur kan en oändligt liten punkt ha någon gravitation överhuvudtaget?
"Kanten" på ett svart hål kallas för händelsehorisonten.
Det som finns innanför händelsehorisonten faller obönhörligt ned i det svarta hålet. Det finns ingen väg ut för vare sig ljus eller materia. Det är det som är det svarta i ett svart hål, man kan inte se något ljus komma därifrån därför att det svarta hålets flykthastighet överstiger ljushastigheten.
Man kan också se det så här: Som vi vet så måste en kropp som går i omlopp kring en annan att behöva gå fortare ju närmare "huvudkroppen" den befinner sig för att kunna hålla sig uppe.
Ju närmare ett svart hål man kommer desto högre blir hastigheten som behövs men till slut kommer man upp i den högsta hastighet som är möjlig, ljusets hastighet. När hastigheten är lika med ljusets hastighet är man vid händelsehorisonten.  Det är en smaksak vilken av förklaringarna man använder då bägge är riktiga.
Ett svart hål är den ultimata avfallskvarnen. Man kan kasta ned vad som helst och hur mycket som helst utan problem. Det enda som händer är att massan hos det svarta hålet ökar något, beroende på vilken massa det som man kastade i hade, därigenom kommer det svarta hålet också att växa i storlek något.
Två av den moderna teoretiska fyskens stora revolutioner anser jag vara relativitetsteorin och kantfysiken. De kan tyvärr inte båda vara riktiga.
Den moderna fysiken försöker dock att lösa problemen genom att förena dessa teorier (och en del andra) till GUT (Grand Unified Theory) - "teorin om allting". Hittills har forskarna misslyckats men framsteg har gjorts, bl.a. genom den s.k. strängteorin (eller strängteorierna, det finns flera) men man har ändå en bra bit att gå innan man har rett ut allt.
Problemet är att relativitetsteorin beskriver (och gör det bra) "det stora" som gravitation, rymdens krökning m.m. medan kvantfysiken (lika bra) beskriver "det lilla" inom partikelfysiken som kärnkrafter, radioaktivt sönderfall m.m.
Jag tycker att namnet "svart hål" är en väldigt bra beskrivning egentligen. Det vi kastar ned i ett svart hål försvinner ju från vår observerbara del av universum. Jag läste nånstans "för att riktigt förstå detta, krävs att man avstår från ett visst mått av tvivel" och det gäller helt klart svarta hål. Jag tvivlar ändå på att man riktigt kan förstå dem.
Ett svart hål kan alltså inte ses direkt utan man kan bara se den inverkan som det svarta hålet har på omgivningen.Det finns en stjärna som heter Cygnus X-1 som är en av de bästa kandidaterna till ett svart hål. Namnet betyder att den finns i Svanens stjärnbild och att den är en mycket kraftig röntgenkälla. (Cygnus är Svan på latin och X-1 kommer från X-ray)
Faktum är att Cygnus X-1 är en av de kraftigaste röntgenkällorna på himlen.
Huvudstjärnan är en jättestjärna som heter HRD 226868 med en massa på 20-40 solmassor. Den har en osynlig följeslagare (Cyg X-1) och de gör ett varv på 5,6 dygn. Cyg X-1 befinner sig 0,2 AU från huvudsjärnan och uppskattas ha en massa på ca 9 solmassor. Det är alldeles för mycket för en neutronstjärna så det verkar inte bättre än att Cyg X-1 är ett svart hål.
|
