Inleiding.
Al heel lang speelt het heelal een rol in onze samenleving. Oude beschavingen hebben veel sterrenbeelden bedacht en sterren namen gegeven. In onze samenleving is het heelal nogsteeds erg belangrijk voor onze wetenschap. Een tijd geleden (in 1967) werd het eerste zwarte gat ontdekt. Sindsdien staan mensen voor vele raadsels. Want wat zijn zwarte gaten eigenlijk? Hoe kan het komen dat een zwart gat zo een enorme aantrekkingskracht heeft dat zelfs licht erin verdwijnt? Veel mensen vinden zwart gaten moeilijk te begrijpen, terwijl ze eigenlijk best logisch in elkaar zitten. We hebben een paar hoofdstukjes gemaakt waarin we uitleggen wat zwarte gaten eigenlijk zijn, hoe ze ontstaan, waaruit een zwart gat bestaat en meer van dat soort onderwerpen.
Wat zijn zwarte gaten?
Deze term wordt gebruikt in de astronomie. Met zwarte gaten bedoelen ze een object in de ruimte, dat een enorme aantrekkingskracht heeft. Zo een sterke aantrekkingskracht dat niets uit zijn omgeving eraan kan ontsnappen, en dat zelfs licht wordt “opgeslokt” vandaar de naam zwarte gaten. Licht reist met de snelheid van 300000 km/s, moet je je voorstellen hoe groot de aantrekkingskracht van een zwart gat dan moet zijn!
Het vinden van zwarte gaten.
We kunnen zwarte gaten niet direct waarnemen. Omdat ze een enorm zwaartekracht veld hebben oefenen ze invloed uit op de omliggende sterren en planeten en andere materie. Men zag sterren om iets heen draaien dat men niet kon zien, later bleek dit dus een zwart gat te zijn. Doppler had een natuurwet met geluid dat men het Dopplereffect noemt. Volgens deze wet krijgt geluid dat beweegt of een afstand aflegt een andere golflengte. Licht krijgt ook een ander golflengte als het een afstand aflegt, dus ook als het door zwaartekracht wordt bewogen. Deze golflengte’s hebben een kleur, lange golflengte’s zijn aan de rode kant en korte zijn aan de blauwe kant. Een lichtstraal die in een zwaartekrachtveld van een zwart gat is gevangen raakt energie kwijt aan het zwaartekrachtveld. De lichtstraal krijgt een langere golflengte en wordt rood, dat rood worden van een lentegolf noemt men een roodverschuiving. Als een lichtstraal opgeslokt wordt door een kracht groter dan licht, een zwart gat, zal zijn golflengte korter wordenen dan word de lichtstraal dus blauw. Lichtstralen die een lange afstand moeten afleggen worden steeds roder en zo kun je afstanden meten. Maar als je weet dat een groepje sterren op een bepaalde afstand zit door de roodverschuiving te meten, maar tussen die sterren vind je een object vind dat veel roodere stralen afgeeft, kun je ervan uit gaan dat je hier met een heel dicht object te maken hebt. Misschien wel een zwart gat.
Het ontstaan van zwarte gaten.
De engelse natuurkundige Hawking bestudeerde de cyclus van een blauwe ster. Zo kwam hij erachter hoe een zwart gat ontstaat. Een blauwe ster is 3 keer zo groot en veel warmer dan onze zon, op zich zegt de naam blauwe ster het al, een blauwe vlam is ook veel warmer dan een gele vlam. De cyclus van zo’n blauwe ster duurt miljarden jaren, en het gaat ongeveer als volgt:
- Een blauwe ster heeft als brandstof helium en waterstof, na een gegeven moment raakt dat natuurlijk opgebrand. Dan koelt de ster af, zet hij uit en zo ontstaat er een blauwe superreus. - De blauwe superreus blijft afkoelen en na een tijd word de ster rood, rood vuur is kouder dan blauw vuur, en dan is de ster een rode superreus geworden. De ster is alleen erg onstabiel en zal op den duur exploderen, een exploderende ster word een supernova genoemd. - Wanneer een supernova ontstaat, en de ster explodeerd dus, worden stukken van de ster de ruimte ingeslingerd. Er komt dan ook een enorme druk te staan op de kern van de ster waardoor deze kleiner wordt. Uit die kern kunnen twee dingen ontstaan, een neutronenster en een zwart gat. Een neutronenster is een ster die radiogolven uitzend omdat ze erg snel om haar as draait. Als de massa van de kern 3 keer groter is dan onze zon wordt de kern een zwart gat, als de massa van de kern minder is dan 3 keer zo groot word het een neutronenster.
De opbouw van een zwart gat.
Dit plaatje hierboven is een zwart gat. Je kunt zien dat er aan de onderkant en bovenkant twee “stralen” uitkomen. Dat zijn gasfonteinen, ook wel Jets of Gas genoemd. Deze fonteinen ontstaan doordat er deeltjes door de magnetische velden van het zwarte gat omhoog worden geslingerd. De gasfonteinen staan loodrecht op de Accretion Disk. De Accretion Disk is de enorme schijf om het middenpunt, en is een benaming voor alle materie die rond een object zweeft. Een zwart gat trekt erg veel materie aan en omdat de materie met een grote snelheid rond het zwart gat heen draait, waardoor de materie met elkaar botst, is de schijf erg heet. Het middelpunt noemt men de \"Event Horizon\" en het is de grens tot waar licht nog kan ontsnappen. Na deze grens kloppen natuurwetten niet meer. Alle materie dat wordt opgeslokt komt bij het centrum terecht en maakt vanaf dan deel uit van het zwarte gat. Door de invloed van de enorme zwaartekracht houden de normale wetten van tijd en ruimte op.
Tijd en ruimte.
Tijd en ruimte hebben een verband met elkaar. Als je iets aan de ruimte veranderd, veranderd de tijd ook. Snelheid is beweging en veroorzaakt tijdverandering. Elk molecuul in ons universum heeft een andere snelheid en beleeft dus tijd op een andere manier. Hoe jij je sneller beweegt van een ene plek naar een andere plek, des te sneller de tijd gaat. Je verplaatst jezelf dan naar een andere relative tijdsindex. Bijvoorbeeld met auto rijden, je bent van plan om 100 kilometer te rijden. Als je 20 kilometer per uur rijd doe je er 5 uur over. Als je 50 kilometer per uur rijd duurt het nog maar 2 uur. Dit bedoel ik met het verplaatsen in een andere relative rijdsindex.
De praktische opdracht gaat verder na deze boodschap.
Verder lezen
REACTIES
1 seconde geleden
A.
A.
Goed geprobeert.
12 jaar geleden
Antwoorden