Experimente Black Hole pentru copii

O gaură neagră este o entitate invizibilă în spațiu cu o atracție gravitațională atât de puternică încât lumina nu poate scăpa. Găurile negre sunt foste stele „obișnuite” care s-au ars sau au fost comprimate. Tragerea este puternică datorită spațiului mic în care a ajuns să ocupe toată masa stelei. ele pot varia ca dimensiune de la un atom la dimensiunea a peste 4 milioane de sori ai Pământului.

Un proiect științific cu gaura neagră este o modalitate excelentă pentru elevi de a se familiariza cu un fenomen fizic fascinant și mult celebrat (dacă este prost înțeles). Ca atare, este, de asemenea, o modalitate excelentă pentru copii de a învăța cum să explice lucrurile colegilor lor; la urma urmei, predarea înseamnă să faci.

Gravitația unei găuri negre este dependentă de masă și distanța față de obiect. Găurile negre au câmpuri gravitaționale puternice; cu toate acestea, obiectele trebuie să se afle la câteva sute de mile pentru a fi afectate. Marmura magnetică reprezintă o bucată de materie spațială care va orbita gaura neagră dacă se apropie prea mult.

• Achiziționați două foi de tablă din spumă sau panouri de semne negre (11 inci pe 17 inci este de dimensiuni bune), un magnet cilindric puternic, o marmură magnetică și o tavă sau un prosop.
• Tăiați patru până la șase găuri în tablă de aceeași dimensiune ca și magnetul cilindric.
• Așezați magnetul într-una dintre găuri și așezați o bucată de bandă peste gaură pentru a-l fixa.
• Acoperiți placa de spumă cu a doua bucată de tablă, astfel încât suprafața să pară uniformă.
• Așezați tava sau prosopul sub tablă pentru a conține marmura.

Rulați marmura peste placa de spumă. Când se apropie de magnetul ascuns sau gaura neagră, calea sa se va schimba. Magnetul reprezintă atracția gravitației, dar gravitația notă este o forță mult mai slabă decât atracția magnetică și devine discernabilă numai cu obiecte de dimensiuni planetare sau mai mari. În funcție de cât de aproape se apropie marmura de magnetul ascuns, veți observa rezultate diferite.

Stelele luptă constant cu efectele fuziunii, presiunii și gravitației. Cantități mari de masă permit unei stele să prăbușească un corp într-un punct. Gravitația va copleși în cele din urmă steaua, iar starea finală a prăbușirii unei stele este determinată de masa inițială a stelei.

Acest proiect de fizică pe găurile negre explorează starea finală pentru o stea. Adunați mai multe baloane, trei foi de 12-inch-14-inch de folie de aluminiu per balon, un obiect ascuțit și dopuri pentru urechi sau căști de urechi.

• Suflați baloanele și legați capetele. Acoperiți baloanele cu cel puțin două straturi de folie de aluminiu. Aceste baloane reprezintă stele.
• Împingeți cu mâinile pe suprafața baloanelor acoperite. Stelele nu se vor prăbuși deoarece forța exterioară generată de fuziunea în interiorul stelei echilibrează gravitația spre interior.
• Când o stea adevărată rămâne fără combustibil de bază, aceasta se poate prăbuși. Puneți protecție pentru urechi și deschideți baloanele pentru a elimina presiunea aerului din interior. Asigurați-vă că folia își păstrează forma. Steaua a rămas fără combustibil în miezul său, iar fuziunea nu mai generează suficientă căldură și presiune pentru a preveni colapsul.
• Prăbușiți steaua balon cu mâinile. „Tragerea gravitațională” reprezentată de mâinile tale colapsează steaua și creează o gaură neagră.

Cum știu oamenii de știință chiar și găurile din spate, având în vedere că sunt invizibile? Sigur, sunt mari și prezintă câmpuri gravitaționale puternice, dar sunt departe.

Oamenii de știință sunt capabili să detecteze efectele gravitației puternice a unei găuri negre asupra stelelor și gazelor vecine. Dacă o stea orbitează în jurul unui locus specific, oamenii de știință pot examina proprietățile cinetice ale stelei respective pentru a afla dacă o gaură neagră ar putea fi în centrul orbitei.

Când o gaură neagră și o stea orbitează aproape una de alta, se produce lumină de mare energie. Instrumentele științifice pot vedea această lumină de mare energie.