Juodoji skylė yra nematoma erdvės esybė, kurios traukos jėga yra tokia stipri, kad šviesa negali išbėgti. Juodosios skylės anksčiau buvo „paprastos“ žvaigždės žvaigždės, perdegusios arba suspaustos. Traukimas yra stiprus dėl mažytės erdvės, į kurią užima visa žvaigždės masė. jų dydis gali skirtis nuo vieno atomo iki daugiau nei 4 milijonų pačios Žemės saulės.
Juodosios skylės mokslo projektas yra puikus būdas studentams susipažinti su užburiančiu ir daug švenčiamu (jei blogai suprantamu) fiziniu reiškiniu. Tai taip pat puikus būdas vaikams išmokti paaiškinti dalykus savo bendraamžiams; juk mokymas daro.
Gravitacinis traukimas: paruošimas
Juodosios skylės gravitacija priklauso nuo masės ir atstumo nuo objekto. Juodosios skylės turi stiprius gravitacinius laukus; tačiau objektai turi būti nutolę šimtus mylių. Magnetinis marmuras reiškia kosmoso materijos gabalą, kuris skrieja aplink juodąją skylę, jei ji atsidurs per arti.
- Įsigykite du putplasčio lentos lakštus arba juodos lentos lenteles (11 colių - 17 colių yra gero dydžio), vieną tvirtą cilindrinį magnetą, magnetinį marmurą ir dėklą ar rankšluostį.
- Lentoje iškirpkite nuo keturių iki šešių skylių, tokio pat dydžio kaip cilindrinis magnetas.
- Įdėkite magnetą į vieną iš skylių ir uždėkite juostos gabalą virš skylės, kad ją pritvirtintumėte.
- Uždenkite putplasčio plokštę antrąja lentos dalimi, kad paviršius atrodytų vienodas.
- Padėkite dėklą ar rankšluostį po lenta, kad jame būtų marmuras.
Gravitacinis traukimas: eksperimentas
Apverskite marmurą per putplasčio lentą. Kai jis artės prie paslėpto magneto ar juodosios skylės, jo kelias pasikeis. Magnetas atspindi gravitacijos trauką, tačiau natos gravitacija yra daug silpnesnė jėga nei magnetinė trauka ir tampa pastebima tik su planetos dydžio ar didesniais objektais. Priklausomai nuo to, kaip marmuras arti paslėpto magneto, pastebėsite skirtingus rezultatus.
Juodosios skylės eksperimentas: paruošimas
Žvaigždės nuolat kovoja su sintezės, slėgio ir traukos poveikiu. Dideli masės kiekiai leidžia žvaigždei sugriauti kūną į tašką. Gravitacija ilgainiui užvaldys žvaigždę, o galutinę žvaigždės žlugimo būseną lemia pradinė žvaigždės masė.
Šis juodųjų skylių fizikos projektas tyrinėja žvaigždės galinę būseną. Surinkite kelis balionus, tris 12–14 colių aliuminio folijos lakštus viename balione, aštrų daiktą ir ausų kamštelius ar ausų dangtelius.
Juodosios skylės eksperimentas: principai
- Susprogdinkite balionus ir užriškite galus. Uždenkite balionus mažiausiai dviem aliuminio folijos sluoksniais. Šie balionai vaizduoja žvaigždes.
- Rankomis stumkite uždengtų balionų paviršių. Žvaigždės nesugrius, nes išorinė jėga, susidariusi susiliejus žvaigždei, subalansuoja gravitaciją į vidų.
- Kai tikrajai žvaigždei baigsis pagrindinis kuras, ji gali žlugti. Uždėkite ausų apsaugą ir užlenkite balionus, kad pašalintumėte oro slėgį viduje. Įsitikinkite, kad folija išlaiko savo formą. Žvaigždės branduolyje baigėsi kuras, o susiliejimas nebegamina pakankamai šilumos ir slėgio, kad būtų išvengta žlugimo.
- Rankomis sugriovė baliono žvaigždę. „Gravitacijos trauka“, kurią vaizduoja jūsų rankos, sugriūna žvaigždę ir sukuria juodąją skylę.
Juodųjų skylių nustatymas
Kaip mokslininkai netgi žino, kad yra užpakalinių skylių, atsižvelgiant į tai, kad jos nematomos? Žinoma, jie yra dideli ir turi stiprius gravitacijos laukus, tačiau jie yra toli.
Mokslininkai sugeba aptikti stiprios juodosios skylės gravitacijos poveikį kaimyninėms žvaigždėms ir dujoms. Jei žvaigždė skrieja aplink konkretų lokusą, mokslininkai gali ištirti tos žvaigždės kinetines savybes, kad sužinotų, ar orbitos centre gali būti juodoji skylė.
Kai juodoji skylė ir žvaigždė skrieja arti vienas kito, atsiranda didelės energijos šviesa. Moksliniai prietaisai gali pamatyti šią didelės energijos šviesą.