Ein Schwarzes Loch ist eine unsichtbare Einheit im Weltraum mit einer so starken Schwerkraft, dass Licht nicht entweichen kann. Schwarze Löcher sind früher „gewöhnliche“ Sterne, die ausgebrannt oder komprimiert wurden. Die Anziehungskraft ist stark aufgrund des winzigen Raums, in dem die gesamte Masse des Sterns eingedrungen ist. ihre Größe kann von einem Atom bis zur Größe von mehr als 4 Millionen der erdeigenen Sonnen variieren.
Ein wissenschaftliches Projekt über Schwarze Löcher ist eine großartige Möglichkeit für Schüler, sich mit einem faszinierenden und viel gefeierten (wenn auch nur wenig verstandenen) physikalischen Phänomen vertraut zu machen. Als solches ist es auch eine großartige Möglichkeit für Kinder zu lernen, wie sie ihren Altersgenossen Dinge erklären können. schließlich tut Lehre.
Gravitationszug: Vorbereitung
Die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs hängt von der Masse und dem Abstand zum Objekt ab. Schwarze Löcher haben starke Gravitationsfelder; Objekte müssen sich jedoch innerhalb von Hunderten von Meilen befinden, um betroffen zu sein. Die magnetische Murmel stellt ein Stück Weltraummaterie dar, das das Schwarze Loch umkreist, wenn es zu nahe kommt.
- Kaufen Sie zwei Schaumstoffplatten oder schwarze Schilder (11 Zoll x 17 Zoll ist eine gute Größe), einen starken zylindrischen Magneten, eine magnetische Murmel und ein Tablett oder ein Handtuch.
- Schneiden Sie vier bis sechs Löcher in die Platine, die die gleiche Größe wie der zylindrische Magnet haben.
- Platzieren Sie den Magneten in einem der Löcher und legen Sie ein Stück Klebeband über das Loch, um es zu sichern.
- Decken Sie die Schaumstoffplatte mit dem zweiten Stück Platte ab, damit die Oberfläche gleichmäßig erscheint.
- Legen Sie das Tablett oder das Handtuch unter das Brett, um den Marmor aufzunehmen.
Gravitationszug: Experiment
Rollen Sie den Marmor über die Schaumstoffplatte. Wenn es sich dem versteckten Magneten oder Schwarzen Loch nähert, ändert sich seine Bahn. Der Magnet repräsentiert die Anziehungskraft, aber beachten Sie, dass die Schwerkraft eine viel schwächere Kraft als die magnetische Anziehungskraft ist und nur bei planetengroßen oder größeren Objekten wahrnehmbar ist. Je nachdem, wie nah die Murmel dem versteckten Magneten kommt, werden Sie unterschiedliche Ergebnisse feststellen.
Schwarzes Loch Experiment: Vorbereitung
Sterne kämpfen ständig gegen die Auswirkungen von Fusion, Druck und Schwerkraft. Große Massen ermöglichen es einem Stern, einen Körper zu einem Punkt zu kollabieren. Die Schwerkraft wird den Stern schließlich überwältigen und der Endzustand des Kollaps eines Sterns wird durch die ursprüngliche Masse des Sterns bestimmt.
Dieses Physikprojekt zu Schwarzen Löchern erforscht den Endzustand eines Sterns. Sammeln Sie mehrere Ballons, drei 12-Zoll- bis 14-Zoll-Blätter aus Aluminiumfolie pro Ballon, einen scharfen Gegenstand und Ohrstöpsel oder Ohrenschützer.
Schwarzes Loch Experiment: Prinzipien
- Blasen Sie die Ballons auf und binden Sie die Enden ab. Decken Sie die Ballons mit mindestens zwei Schichten Aluminiumfolie ab. Diese Ballons stellen Sterne dar.
- Drücken Sie mit den Händen auf die Oberfläche der abgedeckten Ballons. Die Sterne werden nicht kollabieren, weil die nach außen gerichtete Kraft, die durch die Fusion innerhalb des Sterns erzeugt wird, die Schwerkraft nach innen ausgleicht.
- Wenn einem echten Stern der Kernbrennstoff ausgeht, kann er kollabieren. Setzen Sie einen Gehörschutz auf und lassen Sie die Ballons platzen, um den Luftdruck im Inneren zu entfernen. Achten Sie darauf, dass die Folie ihre Form behält. Dem Stern ist der Treibstoff in seinem Kern ausgegangen und die Fusion erzeugt nicht mehr genug Hitze und Druck, um einen Kollaps zu verhindern.
- Klappen Sie den Ballonstern mit Ihren Händen zusammen. Die "Schwerkraft", die durch Ihre Hände repräsentiert wird, lässt den Stern kollabieren und erzeugt ein Schwarzes Loch.
Erkennung von Schwarzen Löchern
Woher wissen Wissenschaftler überhaupt, dass es hintere Löcher gibt, da sie unsichtbar sind? Sicher, sie sind groß und weisen starke Gravitationsfelder auf, aber sie sind weit weg.
Wissenschaftler können die Auswirkungen der starken Gravitation eines Schwarzen Lochs auf benachbarte Sterne und Gase nachweisen. Wenn ein Stern um einen bestimmten Ort kreist, können Wissenschaftler die kinetischen Eigenschaften dieses Sterns untersuchen, um herauszufinden, ob sich ein Schwarzes Loch im Zentrum der Umlaufbahn befinden könnte.
Wenn ein Schwarzes Loch und ein Stern nahe beieinander kreisen, wird energiereiches Licht erzeugt. Wissenschaftliche Instrumente können dieses energiereiche Licht sehen.