Swartgat
vanuit Wikipedia, die vrye ensiklopedie.
'n Swartgat is 'n konsentrasie van massa wat so groot is dat die swaartekrag alles verhoed om te ontsnap, selfs ligstrale, derhalwe die naam "swart". Daar is natuurlik nie werklik 'n "gat" in "swart gat" in die gewone sin van die woord nie, maar verwys eerder na 'n gebied in die ruimte waaruit niks kan terugkeer nie. Sinonieme vir swartgat is swaartekragput en gravitasiekolk.
Inhoud |
[wysig] Klassieke model
Albert Einstein se teorie van algemene relatiwiteit beskryf hoe driedimensionele ruimte gekrom word in 'n vierde dimensie hoe groter die massadigteid. Indien die massadigtheid 'n sekere perk oorskrei, word die ruimte soveel gekrom dat invallende materiaal (selfs ook ligstrale) vir ewig binne die ruimte gebied sal rond reis en nooit weer in ons driedimensionele ruimte 'n verskyning maak nie.
Om hierdie begrip te visualiseer, dink aan 'n plat vel papier wat uit twee dimensies bestaan. Rol nou een sy van die papier in 'n klein sirkel sodat die res van die papier nog plat bly en net een kant nou 'n pyp vorm. Ons driedimensionele ruimte kan nou as die res van die papier gesien word. Ligstrale kan op hierdie papier voorgestel word as reguit lyne. Enige lyne wat op die plat gedeelte van die papier getrek word in die rigting van die opgerolde sy sal mettertyd in die pyp ingaan en dan vir ewig daarbinne rond en rond maal. In hierde voorstelling is die opgerolde sy gekrom in 'n ekstra dimensie. Die wand van die pyp is 'n analoog vir die begrip van gebeurehorison (event horizon) wat 'n membraan is op 'n afstand rondom die massamiddelpunt van die swartgat.
Die teorie voorspel dat daar by die massamiddelpunt self moontlik 'n oneindige digtheid bereik kan word. Dit staan bekend as 'n enkelheid (Engels: singularity). Einstein self het nie hierdie voorspelling geglo nie en was oortuig sy teorie was onvoltooid omdat sulke oneindighede volgens hom nie in die natuur bestaan nie.
'n Ander voorspelling van Einstein is dat tyd al hoe stadiger verby gaan hoe sterker die swaartekragveld. Dus, hoe nader 'n invallende partikel aan die enkelheid beweeg, hoe stadiger beweeg dit. Geen partikel kan dan ooit die massamiddelpunt bereik nie, want oneindig baie tyd is nodig daarvoor.
[wysig] Kwantummodel
Kwantummeganika sê egter dat pare van virtuele partikels gedurig orals oor die heelal spontaan onstaan, en 'n kort rukkie later mekaar vernietig. Só bly die netto energie van die heelal konstant, maar fluksioneer steeds in die ultra-korttermyn. In 1974 het Stephen Hawking wiskundig bewys dat van hierdie virtuele partikels spontaan sal ontstaan só dat een binne die gebeurehorison is terwyl die ander een buite die membraan is. As gevolg van die kromming van die ruimte, kan die twee nou nooit bymekaar uitkom nie, en kan mekaar nie vernietig nie. Dus eindig een partikel met positiewe energie in ons driedimensionele ruimte en die ander een met negatiewe energie bly in die swartgat, waar dit met 'n ander partikel sal bots en die twee mekaar vernietig. So verloor die swart gat dan 'n partikel in die proses. Na 'n lank genoeg tyd (en sover ons weet sal die heelal vir ewig bestaan) sal al die partikels binne die swart gat so vernietig word.
Daar is genoegsame astronomiese waarnemings van supernova's en X-straaluitstraling uit kerns van sterrestelsels om geloofwaardigheid te verleen aan die bestaan van swartgate.
[wysig] Stringmodel
Die meer moderne Stringteorie voorspel egter dat die vibrerende stringe van materie partikels wat binne die gebeurehorison inval sal kombineer om langer stringe te vorm. Hoe langer die stringe, hoe meer kompleks die vibrasies en vorms wat dit kan aanneem binne 'n gegewe ruimte. Een afleiding hieruit is dat daar nie 'n enkelheid sal onstaan nie, maar dat die massa en energie binne die gebeurehorison min of meer eweredig verspreid sal wees.
[wysig] Verwysings
- Hawking, Stephen (1998) A Brief History of Time, Bantam Books, Inc. ISBN 0553380168
- Pickover, Clifford (1998) Black Holes: A Traveler's Guide, Wiley, John & Sons, Inc. ISBN 0471197041
- Ferguson, Kitty ({{{Jaar}}}) Black Holes in Space-Time, Watts Franklin. ISBN 0531125246
