Черная дыра - это невидимая сущность в космосе, гравитационная сила которой настолько сильна, что свет не может уйти. Черные дыры - это раньше «обычные» звезды, которые выгорели или сжались. Притяжение велико из-за крошечного пространства, которое занимает вся масса звезды. они могут варьироваться по размеру от одного атома до размера более 4 миллионов собственных солнц Земли.
Научный проект по черной дыре - отличный способ для студентов познакомиться с завораживающим и широко известным (хотя и плохо понятым) физическим явлением. Таким образом, это также отличный способ для детей научиться объяснять вещи своим сверстникам; в конце концов, обучение работает.
Гравитационное притяжение: подготовка
Гравитация черной дыры зависит от массы и расстояния от объекта. Черные дыры обладают сильными гравитационными полями; однако объекты должны находиться в пределах сотен миль, чтобы быть затронутыми. Магнитный шарик представляет собой кусок космической материи, который вращается вокруг черной дыры, если она подойдет слишком близко.
- Купите два листа пенопласта или черные вывески (размер 11 на 17 дюймов - хороший), один сильный цилиндрический магнит, магнитный мрамор и поднос или полотенце.
- Вырежьте в доске от четырех до шести отверстий того же размера, что и цилиндрический магнит.
- Поместите магнит в одно из отверстий и обмотайте отверстие лентой, чтобы закрепить его.
- Накройте пенопласт вторым куском доски, чтобы поверхность выглядела однородной.
- Поместите под доску поднос или полотенце, чтобы удержать мрамор.
Гравитационное притяжение: эксперимент
Раскатайте мрамор по пенопласту. Когда он приближается к скрытому магниту или черной дыре, его путь изменится. Магнит представляет притяжение силы тяжести, но обратите внимание, что сила тяжести намного слабее, чем сила магнитного притяжения, и ее можно различить только с объектами размером с планету или более крупными. В зависимости от того, насколько близко мрамор подходит к скрытому магниту, вы заметите разные результаты.
Эксперимент с черной дырой: подготовка
Звезды постоянно борются с эффектами термоядерного синтеза, давления и гравитации. Большая масса позволяет звезде сжать тело в точку. Гравитация в конечном итоге подавит звезду, и конечное состояние коллапса звезды определяется исходной массой звезды.
Этот физический проект по черным дырам исследует конечное состояние звезды. Возьмите несколько воздушных шаров, по три листа алюминиевой фольги от 12 до 14 дюймов на шар, острый предмет и беруши или наушники.
Эксперимент с черной дырой: принципы
- Надуйте шары и свяжите концы. Накройте шары как минимум двумя слоями алюминиевой фольги. Эти воздушные шары представляют собой звезды.
- Надавите руками на поверхность закрытых воздушных шаров. Звезды не будут коллапсировать, потому что внешняя сила, создаваемая слиянием внутри звезды, уравновешивает гравитацию внутрь.
- Когда у настоящей звезды заканчивается ядерное топливо, она может разрушиться. Наденьте защиту для ушей и лопните воздушные шары, чтобы сбросить давление внутри. Убедитесь, что фольга сохраняет свою форму. В ядре звезды закончилось топливо, и термоядерный синтез больше не генерирует достаточно тепла и давления, чтобы предотвратить коллапс.
- Сверните шар-звезду руками. «Гравитационное притяжение», представленное вашими руками, разрушает звезду и создает черную дыру.
Обнаружение черных дыр
Откуда ученые вообще знают, что там есть дыры, учитывая, что они невидимы? Конечно, они большие и демонстрируют сильные гравитационные поля, но они очень далеко.
Ученые могут обнаружить влияние сильной гравитации черной дыры на соседние звезды и газы. Если звезда вращается вокруг определенного местоположения, ученые могут изучить кинетические свойства этой звезды, чтобы выяснить, может ли черная дыра находиться в центре орбиты.
Когда черная дыра и звезда движутся по орбите близко друг к другу, излучается свет высокой энергии. Научные инструменты могут видеть этот свет высокой энергии.