Φως... στις μαύρες τρύπες

lakritidis · 10-09-05

Μιας και έχω αρκετό χρόνο σήμερα, είπα να ανοίξω ένα thread που πιθανώς απασχολεί αρκετούς.

Τι είναι τελικά αυτές οι μαύρες τρύπες? Υπάρχουν? Καταπίνουν τα πάντα? Τόσο κακές είναι ρε παιδί μου?

Λοιπόν, ημαύρη τρύπα δεν είναι τίποτα άλλο από ένα νεκρό αστέρι. Ο δικός μας Ήλιος πχ θα μπορούσε να μετατραπέι σε μαύρη τρύπα όταν θα πέθαινε, αν όμως διέθετε τριπλάσια μάζα από αυτή που έχει.
Έστω λοιπόν ένα άστρο με μάζα 3Μ όπου Μ η μάζα του δικού μας Ήλιου.
Μόλις τελείωσει η φάση της πυρηνικής κάυσης του άνθρακα, ο αστέρας γίνεται ασταθής και εκγρυγνηται, εκλύωντας τρομακτικά ποσα ενέργειας. Αυτό είναι ένα supernova. Το απομεινάρι είναι ένας πυρήνας με διάμετρο 10-20km που διαθέτει άπειρη πυκνότητα και άρα άπειρη θεωρητικά μάζα (πεπερασμένος όγκος). Αυτό το σώμα δημιουργεί ένα βαρυτικό πεδίο, τόσο ισχυρό, που δεν αφήνει ούτε καν το φως να διαφύγει και έτσι παραμένει αόρατο.
Πώς όμως αντιλαμβανόμαστε την μαύρη τρύπα αφού είναι αόρατη? Με δύο τρόπους.

gademis · 10-09-05

Πώς όμως αντιλαμβανόμαστε την μαύρη τρύπα αφού είναι αόρατη? Με δύο τρόπους.

Δε μας τους λές όμως...
Με παρατήρηση της καμύλωσης του φωτός απο άστρα που η τροχιά τους περνάει δίπλα απο την τρύπα λόγω του βαρυτικού πεδίου και με την παρατήρηση ακτινοβολίας και σωματιδίων που εκπέμπονται απο τον περι την τρύπα χώρο εξ αιτίας του ισχυρού βαρυτικού πεδίου (βγάζει κάτι εξωτικά σωματίδια του στύλ αντιπρωτόνια νομιζω).

Nessa NetMonster · 10-09-05

Οι μαύρες τρύπες δεν έχουν άπειρη μάζα. Έχουν άπειρη πυκνότητα και όγκο 0. Η μάζα τους είναι πάντα ένας πεπερασμένος αριθμός (διά του μηδενός κάνει άπειρο).

gademis · 10-09-05

Ο όγκος 0 χωράει πολλή συζήτηση απο ότι έχω καταλαβει (χωρίς να ξέρω ακριβώς τι γίνεται) λόγω του πώς καταντάει ο χώρος σε τόσο μεγάλο βαρυτικό πεδίο. Σίγουρα πάντως έχουν πεπερασμένη μάζα, φραγμένη απο τη μάζα που είχε το άστρο.

lakritidis · 10-09-05

Οι μαύρες τρύπες έχουν σαφή, όγκο πεπερασμένο φίλε μου. Πρόκειται για σφαιρικά σώματα με ακτίνα 10-20km. Αυτό είναι defacto.

πυκνότητα = μάζα/όγκος
Αν η πυκνότητα τείνει στο άπειρο τότε και η μάζα τείνει στο άπειρο.

Πρόσεχε τι λέω: Τείνει στο άπειρο. Πρακτικά έχουν μάζες που είναι εκατομμύρια και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από αυτή του Ήλιου.

Πιθανολογείται ότι, στα κέντρα των περισσότερων γαλαξιών, συμπεριλαμβανόμενου και του δικού μας, υπάρχουν υπερσυμπαγείς μαύρες τρύπες, με μάζες εκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του ήλιου.... Τα κέντρα των γαλαξιών θεωρούνται ως "αστρικά νεκροταφεία" γιατί, εκτός από τις γιγαντιαίες μαύρες τρύπες, περιέχουν και άλλα άστρα προχωρημένης ηλικίας, που βρίσκονται στις τελευταίες φάσεις της ζωής τους. Οι υπερσυμπαγείς αυτές "διαστημικές ρουφήχτρες" καταβροχθίζουν τα γειτονικά άστρα και εξαφανίζουν την ύλη που πέφτει μέσα τους λόγω της βαρυτικής έλξης.... Μία από τις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες πιστεύεται ότι βρίσκεται στο κέντρο του ελλειπτικού γαλαξία Μ-87. Η μάζα της υπολογίζεται ότι είναι αρκετά δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ήλιου.

Όσο για την ακτινοβολία που εκπέμπεται, δεν πρόκειται για εξωτικά σωματίδια, αλλά για απλή ακτινοβολία Χ ή γ. Έτσι συμπεριφέρεται η ύλη πριν χαθεί για πάντα μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Εκπέμπει δηλαδή έντονες ακτίνες Ράιντγκεν ή ακτίνες γ. Αυτός είναι ο ένας τρόπος. Ο άλλος τρόπος, είναι τα διπλά αστέρια, που περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο. έχουν παρατηρηθεί άστρα που περιστρέφονται σε τροχιές ανεξήγητες. Υπάρχουν υποψίες ότι είναι διπλοί αστέρες εκ των οποίων ο ένας είναι μαύρη τρύπα. Αυτό που λεέι ο γκαντέμης για στρέβλωση των ακτίνων φωτος δεν το έχω ακούσει, αλλά πιθανόν να είναι σωστό.

O'Zorgnax · 10-09-05

Πολύ ωραίο και ενδιαφέρον το άρθρο σου!

Αυτό που λέει ο γκαντέμης ισχύει. Αντιγράφω από Wikipedia:
"Black holes can be inductively detected from observation of phenomena near them, such as gravitational lensing and stars that appear to be in orbit around space where there is no visible matter."

Το gravitational lensing που λέει είναι ακριβώς αυτό, η καμπύλωση της τροχιάς του φωτός δηλ. όταν διέρχεται κοντά από μια μαύρη τρύπα.

gademis · 11-09-05

and stars that appear to be in orbit around space where there is no visible matter."

Α, αυτό είναι τρίτος τρόπος που δεν τον είπαμε μεχρι τώρα.

nikita13 · 11-09-05

Αρχική Δημοσίευση από O'Zorgnax:
Είναι λίγο δύσκολο να πάρει κανείς στα σοβαρά τις απόψεις περί φυσική ενός ανθρώπου που δεν κατέχει ορθογραφία 3ης Δημοτικού.

Γνώμη σου και σεβαστή αλλά πιστεύω ότι θα ήταν καλύτερο να μην λέμε πράγματα που ίσως θίξουν τον άλλον και δημιουργήσουν εντάσεις.Εξάλλου ο καθένας μπορεί να λέει την άποψη του εδώ από κει και πέρα είναι δική μας επιλογή αν θα το λάβουμε υπόψιν ή οχι
Σόρρυ για την παρέμβαση άλλα για κάλο το είπα μην το πάρεις προσωπικά

Nessa NetMonster · 11-09-05

Αρχική Δημοσίευση από lakritidis:
Οι μαύρες τρύπες έχουν σαφή, όγκο πεπερασμένο φίλε μου. Πρόκειται για σφαιρικά σώματα με ακτίνα 10-20km. Αυτό είναι defacto.

Ο όγκος τους είναι 0. Η πυκνότητά τους είναι άπειρη γι'αυτό το λόγο. Η μάζα τους δεν τείνει στο άπειρο. Αυτό με τα 10-20 km δεν ξέρω πού το βρήκες, αλλά δεν ισχύει. "Ακτίνα" μιας μαύρης τρύπας ονομάζουμε την ακτίνα του ορίζοντα γεγονότων της, η οποία μπορεί να έχει οποιοδήποτε μήκος ανάλογα με τη μαύρη τρύπα.

O'Zorgnax · 11-09-05

Κάνεις λάθος Nessa. Για να γίνει ένα σώμα μαύρη τρύπα πρέπει να μειωθεί πάρα πολύ ο όγκος του σε σχέση με τον αρχικό, αλλά όχι να μηδενιστεί.

"For example, if you compressed the Sun to a radius of three kilometers, about four millionths of its present size, it would become a black hole "
Πηγή: Wikipedia

Αυτά περί ακτινών είναι σχετικά. Για τον ήλιο ας πούμε που είναι ένα σχετικά μεγάλο άστρο θα αρκούσε να συρρικνωθεί σε σφαίρα ακτίνας 3 km για να γίνει τρύπα.
Για τη γη που είναι πολύ μικρότερη, ενδεχομένως η απαιτούμενη συρρίκνωση να ήταν τόσο μεγάλη που να έτεινε στο μηδενικό όγκο που λες.
Αντίστοιχα βέβαια, όταν μιλάμε για κανένα τεράστιο αστρικό σώμα πολύ μεγαλύτερο από τον ήλιο θα "αρκούσε" να συρρικνωθεί σε σφαίρα με ακτίνα 10-20 km (που λέει ο lakritidis) και ίσως και παραπάνω για να μετατραπεί σε μαύρη τρύπα.

Nessa NetMonster · 11-09-05

Αρχική Δημοσίευση από O'Zorgnax:
"For example, if you compressed the Sun to a radius of three kilometers, about four millionths of its present size, it would become a black hole "

Το είπες και μόνος σου: It would become a black hole. Όχι it would be a black hole. Αν συρρικνώσουμε τον ήλιο σε αυτήν την ακτίνα, μετά θα μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Δε θα είναι αυτομάτως μαύρη τρύπα. Η μαύρη τρύπα είναι σημειακή (=όγκος 0).

O'Zorgnax · 11-09-05

Αρχική Δημοσίευση από Nessa NetMonster:
Το είπες και μόνος σου: It would become a black hole. Όχι it would be a black hole. Αν συρρικνώσουμε τον ήλιο σε αυτήν την ακτίνα, μετά θα μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Δε θα είναι αυτομάτως μαύρη τρύπα.

Καταλαβαίνω τι εννοείς και έχεις δίκιο σε αυτό.

Αρχική Δημοσίευση από Nessa NetMonster:
Ο όγκος τους είναι 0. Η πυκνότητά τους είναι άπειρη γι'αυτό το λόγο

Εδώ δε συμφωνώ... Μπορείς να μου δώσεις κάποιο link ή κάποια άλλη αναφορά που να επιβεβαιώνει αυτό που λές γιατί δεν βρίσκω πουθενά κάτι τέτοιο;
Η μαύρη τρύπα δεν έχει απαραίτητα άπειρη πυκνότητα:

"The mean density inside the Schwarzschild radius decreases as the mass of the black hole increases, so while an earth-mass black hole would have a density of 2 × 1030 kg/m3, a supermassive black hole of 109 solar masses has a density of around 20 kg/m3, less than water!"
Από την ίδια πηγή και πάλι

Και κάτι ακόμα που επιβεβαιώνει ότι οι μαύρες τρύπες δεν έχουν μηδενικό όγκο.

Puff_Daddy · 11-09-05

Λοιπόν. Έχουμε και λέμε (έδωσα αστροφυσική πριν από 15 μέρες)

Καταρχάς η μαύρη τρύπα είναι μία από τις πιθανές περιπτώσεις θανάτου των άστρων. Πρόκειται για τον 'δράκουλα' των αστρικών λειψάνων, που απεικονίζει την νίκη της βαρύτητας του αστέρα, μια και όλη η ζωή των αστέρων είναι ένας "πόλεμος" ανάμεσα στη βαρύτητα (ίδιο-βαρύτητα) και στη θερμοδυναμική. Νίκη της θερμοδυναμικής = Έκρηξη Supernova, Αστέρας Νετρονίων, Λευκός Νάνος = Κατάσταση ανακωχής, Μαύρη Τρύπα = Νίκη βαρύτητας.

Αν θέλετε να αναλύσουμε κάποιες από τις άλλες περιπτώσεις (γιατί είδα πολλές ασάφειες να λέγονται πιο πάνω, μου λέτε)

Λοιπόν. Όσο γιαυτό που λέτε για τα φωτόνια. Πάμε να τα κάνουμε εύκολα και για τον απλό λαό

Έστω λοιπόν μια σφαιρική μάζα Μ. Πόση θα έπρεπε να είναι η ακτίνα της ώστε η ταχύτητα διαφυγής από την επιφάνεια της (δηλαδή η ταχύτητα που θα έπρεπε να έχει ένα σώμα ώστε να διαφύγει από την βαρύτητα) να ισούται με την ταχύτητα του φωτός c;

Με θεωρήματα της Αρχής Διατήρησης της Ενέργειας, βρίσκουμε οτι η ακτίνα αυτή, (που λέγεται χαρη στον επιστήμονα που την ανακαλυψε ακτίνα Schwarzschild) ισούται με:

Rsh=2GM/c^2

Ωραία και εύκολα ως εδώ.

Έστω ένα φωτόνιο με μήκος κύματος λ0 από ένα σημείο σε απόσταση Rsch από το κέντρο μιας σφαιρικής μάζας Μ. Αποδυκνύεται οτι θα έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος λ, όταν φτάσει στο άπειρο. Και συγκεκριμένα ισχύει ο τύπος της μετατόπισης προς το ερυθρό λόγω βαρύτητας (δεν τον γράφω για να μην περάσουμε σε πιο δύσκολα πραγματάκια).

Αυτό τι σημαίνει; Ότι όταν ένα σώμα έχει μικρότερη ακτίνα από την Scharschild που αντιστοιχεί στη μάζα του, όλα τα φωτόνια που προσπαθούν να ξεφύγουν από την επιφάνεια του θα εξαφανίζονται λόγω ερυθρής μετατόπισης πολύ πριν φτάσουν στο άπειρο. Καταλάβατε γιατί οι μαύρες τρύπες είναι μαύρες;

Πάμε και για τη βαρύτητα. Πάμε για ένα ιδεατό πείραμα.

Ζητάμε έναν εθελοντή από το forum, έστω τη Michelle που είναι και τολμηρή. Την δένουμε με το πιο ισχυρό συρματόσχοινο της αγοράς, και αρχίζουμε σιγά σιγά να την κατεβάζουμε προς τον ορίζοντα της μαύρης τρύπας.

Όσο βρίσκεται ακόμα μακριά σχετικά από τον ορίζοντα, κοιτάει τα άστρα και αναγνωρίζει τους αστερισμούς από τα σχήματά τους, όπως ακριβώς σαν να ήταν στη γη. Πλησιάζοντας όμως προς τον ορίζοντα, οι σχετικές θέσεις των άστρων αλλάζουν. Μήπως ζαλίζεσαι, Michelle; Πλέον έχεις κατέβει ακριβώς στο ύψος εκείνο όπου το μήκος της περιφέρειας κύκλου ισούται ακριβώς με μιάμιση φορά την περιφέρεια του ορίζοντα. Μην κοιτάς τη μαύρη τρύπα. Δεν φαίνεται τίποτα εκεί. Κοίτα ακριβώς ευθεία μπροστά! Το βλέπεις; Βλέπεις την κοτσίδα σου! Τον κρόταφό σου! Το σβέρκο σου! Αυτό επειδή τα φωτόνια που φεύγουν από τον κρόταφό σου κάνουν έναν κύκλο γύρω από τη μαύρη τρύπα και έρχονται απευθείας στα μάτια σου!!!! Πρόκειται για ένα κόλπο που επιτυγχάνεται με τη βαρύτητα, και όχι με κρυμμένους καθρέπτες!

Καθώς συνεχίζεις να κατεβαίνεις στον ορίζοντα, το συρματόσκοινο ξαφνικά σπάει με έναν κρότο. Τίποτα δεν σε σώζει πια από το να πέσεις στη μαύρη τρύπα. Μη με κατηγορείς. Δεν ήταν ψεύτικο το συρματόσκοινο. Απλά καμιά δύναμη της φύσης, ούτε η ηκτρομαγνητική, ούτε η ισχυρή πυρηνική ούτε η ασθενής μπορεί να σε εμποδίσει να πέσεις.

Εγώ παρακολουθώντας σε απέξω, βλέπω οτι χρειάζεσαι άπειρο χρόνο για να πέσεις στη μελανή οπή. Και όμως. Μόλις αρχίσεις να πέφτεις, σε ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου σταματάει κάθε ουσιαστική επαφή μεταξύ μας. Όλα τα φωτόνια που στέλνεις εξαφανίζονται, λόγω ερυθρής μετατόπισης. Φαίνεται πως ο χώρος και ο χρόνος εναλλάσουν τους ρόλους τους μέσα στη μαύρη τρύπα. Το πέρασμα του χρόνου για σένα φαίνεται οτι έχει σταματήσει εντελώς!

Αν καταφέρεις να ξεφύγεις, όταν βρεθείς σε άλλα σύμπαντα ίσως είσαι πιο τυχερή

Αυτά. Αν έχετε απορίες πείτε.

Nessa NetMonster · 11-09-05

Αρχική Δημοσίευση από O'Zorgnax:
"The mean density inside the Schwarzschild radius decreases as the mass of the black hole increases, so while an earth-mass black hole would have a density of 2 × 1030 kg/m3, a supermassive black hole of 109 solar masses has a density of around 20 kg/m3, less than water!"
Από την ίδια πηγή και πάλι

*Στεναγμός* Μα δεν τα διαβάζεις βρε παιδί μου.

Τι γράφει;

"Τhe mean density inside the Schwartzild radius..."

Το άστρο αυτό καθ'αυτό έχει εκφυλιστεί σε μοναδικότητα (δηλ. ένα σημείο). Πολλές φορές αναφερόμαστε καταχρηστικά στον όγκο που περιβάλλεται από τον ορίζοντα γεγονότων ως όγκο της μαύρης τρύπας (σε αυτόν τον όγκο αναφέρεται και το link). Το ίδιο το άστρο όμως έχει εκφυλιστεί σε σημείο, γιατί δεν υπάρχει τίποτα για να σταματήσει την κατάρρευσή του.

gademis · 11-09-05

Puff Daddy πολυ καλό. Μονο 2 ενστάσεις
1) Το συρματόσκοινο σπάει χωρίς κρότο όντας στο διάστημα.
2) Την επόμενη φορά που θα θελήσεις κάποιον να τον δέσεις με συρματόσκοινο και να τον ρίξεις μέσα στη μαύρη τρύπα μήν πεις οτι είναι και εθελοντής

(και εβαλες και την admin)

Subject to change · 11-09-05

Επίσης πως είσαι τόσο σίγουρος οτι έχω κοτσίδα?

ΥΓ: Μήπως κάποιοι ονειρεύονται να με ρίξουν μέσα σε μαύρη τρύπα?

Puff_Daddy · 12 Σεπτεμβρίου 2005

Αρχική Δημοσίευση από Michelle:
Επίσης πως είσαι τόσο σίγουρος οτι έχω κοτσίδα?

Ίσως επειδή σε έχω δει σε μια photo; Καλά μπορεί να κάνω και λάθος.

Αρχική Δημοσίευση από Michelle:
ΥΓ: Μήπως κάποιοι ονειρεύονται να με ρίξουν μέσα σε μαύρη τρύπα?

Σωστός ο gademis, για το συρματόσκοινο. Δεν υφίσταται κρότος. Όσον αφορά το ιδεατό μου πείραμα, δικό μου είναι, ότι συνθήκες θέλω βάζω

Michelle είναι απλά ένα πείραμα

Ιδεατό κιόλας

Μήπως έχεις πολλούς εχθρούς που θέλουν να σε ρίξουν σε μαύρες τρύπες; Χμμμ.....

Καμιά απορία πάνω στο θέμα των μελανών οπών έχουμε; Καταλάβατε όλοι τη βαρυτική μετατόπιση προς το ερυθρό; Λύσαμε τις απορίες της ακτίνας Swarchszchild; Κάντε καμιά ερώτηση ντε

O'Zorgnax · 12-09-05

Αρχική Δημοσίευση από Nessa NetMonster:
*Στεναγμός* Μα δεν τα διαβάζεις βρε παιδί μου.

Τα διαβάζω πολύ καλά

Αρχική Δημοσίευση από Nessa NetMonster:
Πολλές φορές αναφερόμαστε καταχρηστικά στον όγκο που περιβάλλεται από τον ορίζοντα γεγονότων ως όγκο της μαύρης τρύπας (σε αυτόν τον όγκο αναφέρεται και το link).

Όχι πολλές φορές, πάντα σε αυτόν τον όγκο αναφερόμαστε και γι' αυτό υπήρξε η παρεξήγησις!

Αρχική Δημοσίευση από Nessa NetMonster:
Το ίδιο το άστρο όμως έχει εκφυλιστεί σε σημείο, γιατί δεν υπάρχει τίποτα για να σταματήσει την κατάρρευσή του.

Σαφέστατα!

Nessa NetMonster · 12-09-05

Απορία για τον Puff Daddy: Στο εσωτερικό του ορίζοντα γεγονότων οι συντεταγμένες χώρου και χρόνου εναλλάσσονται. Ποτέ μου δεν κατάλαβα πώς γίνεται αυτό (το τίμημα του να διαβάζεις εκλαϊκευμένα βιβλία, φαντάζομαι

). Μπορείς να μου το εξηγήσεις;

Puff_Daddy · 12-09-05

Αρχική Δημοσίευση από Nessa NetMonster:
Απορία για τον Puff Daddy: Στο εσωτερικό του ορίζοντα γεγονότων οι συντεταγμένες χώρου και χρόνου εναλλάσσονται. Ποτέ μου δεν κατάλαβα πώς γίνεται αυτό (το τίμημα του να διαβάζεις εκλαϊκευμένα βιβλία, φαντάζομαι ). Μπορείς να μου το εξηγήσεις;

Πως να μπορώ να σου εξηγήσω κάτι που ούτε εγώ/εμείς ξέρουμε;

Μπορείς εσύ να καταλάβεις τον χρόνο σαν διάσταση, όπως το γνωστό xyz που βλέπεις γύρω σου; Όχι! Αφού δεν μπορείς να καταλάβεις τον τρόπο με τον οποίο επιδρά ο χωροχρόνος, πως μπορείς να καταλάβεις την εναλλαγή των συντεταγμένων του;

Από την εναλλαγή χώρου και χρόνου, μόνο ένα φαινόμενο έχει γίνει αντιληπτό: Η συστολή του μήκους και η διαστολή του χρόνου. Ταξιδεύοντας προς το α του κεντάυρου, απόσταση 4 έτη φωτός από τη γή, μέχρι να πας και να έρθεις θα έχεις γεράσει κατά 8 έτη, ενώ στη γη θα έχουν περάσει κάτι παραπάνω ~12 ξέρω γω. Είναι το μόνο φαινόμενο που γίνεται κάπως αντιληπτή η εναλλαγή και αληλλεξάρτηση χώρου και χρόνου.....

Μη στενοχωριέσαι. Ούτε εγώ έχω διαβάσει πάρα πολλά μαθηματικά στο θέμα της αστρονομίας. Την έχω (ως φοιτητής της φυσικής, με ροή πυρηνικής φυσικής) μελετήσει/παρατηρήσει/διαβάσει από τη φυσική της άποψη (όσο αυτό είναι εφικτό) . . .

Φως... στις μαύρες τρύπες

Νεοφερμένος

Τιμώμενο Μέλος

Δραστήριο μέλος

Τιμώμενο Μέλος

Νεοφερμένος

Δραστήριο μέλος

Τιμώμενο Μέλος

Διάσημο μέλος

Δραστήριο μέλος

Δραστήριο μέλος

Δραστήριο μέλος

Δραστήριο μέλος

Νεοφερμένος

Δραστήριο μέλος

Τιμώμενο Μέλος

e-steki.gr Founder

Νεοφερμένος

Δραστήριο μέλος

Δραστήριο μέλος

Νεοφερμένος