Bir kara delik, ışığın kaçamayacağı kadar güçlü bir çekim kuvvetine sahip, uzayda görünmez bir varlıktır. Kara delikler eskiden "sıradan", yanmış veya sıkıştırılmış yıldızlardı. Yıldızın tüm kütlesinin kapladığı küçücük alan nedeniyle çekim güçlüdür. Boyutları bir atomdan Dünya'nın kendi güneşlerinin 4 milyondan fazla boyutuna kadar değişebilir.
Bir kara delik bilim projesi, öğrencilerin hem büyüleyici hem de çok ünlü (eğer yeterince anlaşılmamışsa) bir fiziksel fenomene aşina olmaları için harika bir yoldur. Bu nedenle, çocukların yaşıtlarına bir şeyleri nasıl açıklayacaklarını öğrenmeleri için de harika bir yoldur; Sonuçta, öğretmenlik yapıyor.
Yerçekimi Çekişi: Hazırlık
Bir kara deliğin yerçekimi, kütleye ve nesneden olan mesafeye bağlıdır. Kara deliklerin güçlü yerçekimi alanları vardır; ancak nesnelerin etkilenmesi için yüzlerce mil içinde olması gerekir. Manyetik bilye, çok yaklaşırsa kara deliğin yörüngesinde dönecek olan bir uzay maddesini temsil eder.
- İki adet köpük levha veya siyah tabela (11 inç x 17 inç iyi bir boyuttur), bir adet güçlü silindirik mıknatıs, manyetik bir mermer ve bir tepsi veya havlu satın alın.
- Tahtada silindirik mıknatısla aynı boyutta dört ila altı delik açın.
- Mıknatısı deliklerden birine yerleştirin ve sabitlemek için deliğin üzerine bir parça bant yerleştirin.
- Yüzeyin düzgün görünmesi için köpük tahtayı ikinci tahta parçasıyla örtün.
- Mermeri tutmak için tepsiyi veya havluyu tahtanın altına yerleştirin.
Yerçekimi Çekişi: Deney
Mermeri köpük tahtanın üzerine yuvarlayın. Gizli mıknatısa veya kara deliğe yaklaştığında yolu değişecektir. Mıknatıs, yerçekiminin çekimini temsil eder, ancak yerçekiminin manyetik çekimden çok daha zayıf bir kuvvet olduğuna ve yalnızca gezegen boyutunda veya daha büyük nesnelerle fark edilebilir hale geldiğine dikkat edin. Mermerin gizli mıknatısa ne kadar yaklaştığına bağlı olarak farklı sonuçlar fark edeceksiniz.
Kara Delik Deneyi: Hazırlık
Yıldızlar sürekli olarak füzyon, basınç ve yerçekiminin etkileriyle savaşırlar. Büyük miktarlarda kütle, bir yıldızın bir cismi bir noktaya daraltmasını sağlar. Yerçekimi sonunda yıldızı bunaltacak ve bir yıldızın çöküşünün son durumu, yıldızın orijinal kütlesi tarafından belirlenir.
Kara delikler üzerindeki bu fizik projesi, bir yıldızın son durumunu araştırıyor. Birkaç balon, balon başına üç, 12 inç ila 14 inç alüminyum folyo, keskin bir nesne ve kulak tıkaçları veya kulak tıkaçları toplayın.
Kara Delik Deneyi: İlkeler
- Balonları şişirin ve uçlarını bağlayın. Balonları en az iki kat alüminyum folyo ile kaplayın. Bu balonlar yıldızları temsil ediyor.
- Elinizle kapalı balonların yüzeyine bastırın. Yıldızlar çökmezler çünkü yıldız içindeki füzyon tarafından üretilen dış kuvvet, yerçekimini içe doğru dengeler.
- Gerçek bir yıldız çekirdek yakıtı bittiğinde çökebilir. Kulak korumasını takın ve içerideki hava basıncını çıkarmak için balonları patlatın. Folyonun şeklini koruduğundan emin olun. Yıldızın çekirdeğindeki yakıt tükendi ve füzyon artık çökmeyi önlemek için yeterli ısı ve basınç üretmiyor.
- Balon yıldızı ellerinizle daraltın. Ellerinizle temsil edilen "yerçekimi kuvveti" yıldızı çökertir ve bir kara delik oluşturur.
Kara Deliklerin Tespiti
Bilim adamları görünmez olduklarına göre arka deliklerin orada olduğunu nasıl biliyorlar? Elbette büyükler ve güçlü yerçekimi alanları sergiliyorlar, ancak çok uzaktalar.
Bilim adamları, bir kara deliğin güçlü yerçekiminin komşu yıldızlar ve gazlar üzerindeki etkilerini tespit edebiliyorlar. Bir yıldız belirli bir yerin etrafında dönüyorsa, bilim adamları yörüngenin merkezinde bir kara delik olup olmadığını öğrenmek için o yıldızın kinetik özelliklerini inceleyebilirler.
Bir kara delik ve bir yıldız birbirine yakın yörüngedeyken, yüksek enerjili ışık üretilir. Bilimsel aletler bu yüksek enerjili ışığı görebilir.