Črna luknja je nevidna entiteta v vesolju z gravitacijskim vlekom, ki je tako močan, da svetloba ne more uiti. Črne luknje so prej "običajne" zvezde zvezd, ki so zgorele ali stisnjene. Privlek je močan zaradi majhnega prostora, v katerega je zasedla vsa masa zvezde. velikosti se lahko razlikujejo od enega atoma do velikosti več kot 4 milijone soncev Zemlje.
Znanstveni projekt o črni luknji je odličen način, da se študentje seznanijo z očarljivim in zelo slavnim (če ga slabo razumejo) fizičnim pojavom. Kot tak je tudi odličen način, da se otroci naučijo, kako stvari razložiti vrstnikom; navsezadnje poučevanje deluje.
Gravitacijski vlek: priprava
Teža črne luknje je odvisna od mase in oddaljenosti od predmeta. Črne luknje imajo močna gravitacijska polja; predmeti pa morajo biti oddaljeni več kot 100 milj. Magnetni marmor predstavlja kos vesoljske snovi, ki bo obkrožil črno luknjo, če se ji bo preveč približalo.
- Kupite dva lista penaste plošče ali črne table z znaki (11 palcev x 17 palcev je dobra velikost), en močan valjast magnet, magnetni marmor in pladenj ali brisačo.
- Na deski izrežite štiri do šest lukenj enake velikosti kot valjasti magnet.
- Magnet položite v eno od odprtin in čez luknjo položite kos traku, da ga pritrdite.
- Pokrijte ploščo iz pene z drugim kosom plošče, tako da se zdi površina enakomerna.
- Postavite pladenj ali brisačo pod desko, da bo marmor.
Gravitacijski vlek: eksperiment
Marmor prevrnite čez peno. Ko se približa skritemu magnetu ali črni luknji, se bo njegova pot spremenila. Magnet predstavlja gravitacijski vlek, vendar je gravitacija veliko šibkejša od magnetnega vlečenja in je opazna šele pri planetih ali večjih predmetih. Glede na to, kako blizu marmor prihaja do skritega magneta, boste opazili različne izide.
Poskus črne luknje: priprava
Zvezde se nenehno borijo z učinki fuzije, tlaka in gravitacije. Velike količine mase omogočajo zvezdi, da telo sesuje v točko. Gravitacija bo sčasoma preplavila zvezdo in končno stanje propada zvezde določa prvotna masa zvezde.
Ta fizikalni projekt o črnih luknjah raziskuje končno stanje zvezde. Na balon zberite več balonov, tri, 12 do 14-palčne liste aluminijaste folije, oster predmet in ušesne čepke.
Poskus črne luknje: načela
- Razstrelite balone in zavežite konce. Balone pokrijte z vsaj dvema plastema aluminijaste folije. Ti baloni predstavljajo zvezde.
- Z rokami potisnite na površino pokritih balonov. Zvezde se ne bodo sesule, ker zunanja sila, ki jo ustvari fuzija znotraj zvezde, uravnoteži gravitacijo navznoter.
- Ko pravi zvezdi zmanjka jedrnega goriva, se lahko poruši. Nataknite si zaščito za ušesa in spustite balone, da odstranite zračni tlak v notranjosti. Poskrbite, da folija ohrani svojo obliko. Zvezdi je v jedru zmanjkalo goriva, fuzija pa ne ustvarja več toplote in pritiska, da bi preprečila kolaps.
- Zrušite balonsko zvezdo z rokami. "Poteg gravitacije", ki ga predstavljajo vaše roke, sesuje zvezdo in ustvarja črno luknjo.
Odkrivanje črnih lukenj
Kako znanstveniki sploh vedo, da obstajajo zadnje luknje, glede na to, da so nevidne? Seveda so velike in imajo močna gravitacijska polja, vendar so daleč stran.
Znanstveniki lahko zaznajo učinke močne gravitacije črne luknje na sosednje zvezde in pline. Če zvezda kroži okoli določenega lokusa, lahko znanstveniki preučijo kinetične lastnosti te zvezde, da ugotovijo, ali je črna luknja v središču orbite.
Ko črna luknja in zvezda krožita tesno skupaj, nastane visokoenergijska svetloba. Znanstveni instrumenti lahko vidijo to visokoenergijsko svetlobo.