Svarta Hål
Fyller Universum med fotbollar
Kvasarer är universums ljusstarkaste föremål. Intressant nog har nya teorier om universums ljussvagaste föremål svarta hål (de äter till och med upp ljus!) – kommit fram från just studier av kvasarer.
En engelsk astronom – Mike Hawkin – hävdar att svarta hål små som fotbollar finns överallt i universum. Svarta hål som skapades strax efter universums födelse och där den närmaste kan vara bara 30 ljusår från jorden.
Det hela började när Mike Hawkin studerade en stor mängd kvasarer och märkte lite underliga egenskaper.
Vad är en kvasar?
En typisk kvasar är lika ljusstark som några hundra galaxer, men utstrålar all energi från ett område stort som vårt solsystem. De flesta astronomer anser att kvasarer drivs av ett supermassivt svart hål med lika mycket massa som en miljard solar. I vår galax finns det cirka 300 miljarder stjärnor. Kring det svarta hålet finns en skiva med materia som roterar kring det svarta hålet – på väg ner i hålet likt vatten som rinner ur ett badkar – med en enorm hastighet. Ljuset från kvasaren kommer från den energi som uppstår när den roterande materian upphettas av den kraftiga rotationen.
Vad är ett svart hål?
För att komma upp i rymden måste en raket överstiga jordens gravitation. Kommer raketen upp i en flykthastighet på ungefär 11 km/s klarar den sig. Om jordens massa skulle öka skulle även flykthastigheten öka. När den överstiger ljusets hastighet kan inte ens ljus undanfly – vi har fått ett svart hål. Denna enorma gravitation anses uppstå då väldigt massiva stjärnor får slut på bränsle och imploderar. Då pressas massan ihop inom en så liten volym att ett svart hål uppstår.
Med hjälp av NASA's Hubble Space Telescope har man hittat vad som anses vara slutgiltigt bevis för att det existerar ett massivt svart hål i centrum av galaxen M87 på avståndet 50 miljarder ljusår från Jorden. Upptäckten baserar sig på mätningar av hastigheten på den gas som roterar kring det svarta hålet. Bilden ovan visar just den roterande gasmassan – det vitgula i mitten. Beräkningarna visar att massan i centrum av gasen motsvarar tre miljarder solar inom ett område mindre än vårat solsystem, vilket inte kan vara något annat än ett väldigt massivt svart hål.
Små svarta hål
Mike Hawkins upptäckte i en studie av 1500 kvasarer att ljusintensiteten hos dem varierade på ett sätt som inte kunde bero på att själva källan varierade, utan att ljuset på något sätt förändrade sig på sin väg till jorden. Vad Mike Hawkins föreslog var att ljuset distorderades av väldigt små svarta hål som passerade framför ljuset från kvasaren.
Varför svarta hål?
Vissa relativistiska effekter visade att variationen i ljusintensiteten inte skedde i själva kvasaren, utan ganska nära jorden. Dessutom skedde variationerna över alla frekvenser i ljusspektrat, vilket inte brukar ske när astronomiska förmåls ljusintensitet varierar. Passerar däremot ett massivt föremål mellan observatören och ljuskällan skulle eftekten som observerades uppnås. Det massiva föremålet kröker ljuset på ett liknande sätt som en lins kröker ljus i ett par glasögon. Beräkningar och olika hänsyn till relativitetsteorin ledde till att de teoretiska föremålen borde vara av liknande massa som planeten Jupiter och borde dessutom vara i form av svarta hål – i storleksordning som en större fotboll.
Med tanke på att alla kvasarer som Hawkin observerade uppvisade samma intensitetsfluktuationer måste det finnas ganska många av dessa Jupiter-föremål i universum.
Mörk materia
I många år har astronomer funderat på ett problem: De kan bara hitta tio procent av universums massa! Tar man hänsyn till universums expansion och hur mycket alla stjärnor och galaxer väger (inte speciellt lätta saker att ta reda på!) så saknas det fortfarande 90% för att de modellerna skall stämma överens med naturlagarna. Resten har man kallat mörk materia då det inte kunnat upptäckas. Om Mike Hawkin har rätt, har han hittat de resterande 90%. Statistiskt sätt borde det närmaste svarta hålet finnas bara 30 ljusår från jorden – vilket med astronomiska mått är väldigt nära.
De små svarta hålens skapelse
Så små svarta hål som det här är frågan om kan enligt fysikens
lagar inte skapas på normalt
sätt genom att en stjärna
imploderar. Dessa små svarta hål måste ha skapats strax efter
själva universum skapelse i The Big Bang. Hawkins teorier
publicerades för två år sedan. För ett år sedan publicerade en
japanskt forskargrupp resultat om att dessa små svarta hål mycket
väl kunde ha bildats vid den tidpunkt Hawkin föreslog och massan
borde vara ungeför som planeten Jupiters.
Tvivel
Huvuddelen av kritiken mot Hawkins teorier baserar sig på att de data han stöder sig på inte är tillräckligt exakta och att det mesta baseras på statistika slutsatser, vilket astronomer inte är speciellt förtjusta i. Dock är Hawkin positiv inför framtiden då han till att börja med bara studerat kvasarerna i 20 år – vilket är en väldigt kort tid inom astronomin – och instrumenten kommer att bli mer och mer exakta, vilket kommer leda till bättre observationer. Kanske man kan säga att framtiden för Mike Hawkin ser mörk ut...
Källa: bl.a. New Scientist, 8 Juni 1996
Läs gärna på nätet:
Olof Lindqvist
Vad skulle du se om du färdades rätt mot ett svart hål? Ovan har vi två datorgenererade bilder som visar hur stjärnhimlen – inklusive stjärnbilden Orion – ändras vart eftersom vi närmar oss det svarta hålet. Det svarta hålet har så stark gravitation att ljuset bryts kraftigt, vilket leder till den underliga förvrängningen av bilden till höger. Varje stjärna i vänstra bilden avbildas i den högra på var sin sida om det svarta hålet. Närmast det svarta hålet återspeglas faktiskt hela stjärnhimlen – ljus från alla riktningar kröks runt det svarta hålet och kommer tillbaka till dig.