CRNE RUPE - Ekvivalencija masa / energija
1 Crne rupe
Činjenica da se svjetlost savija pod utjecajem gravitacije dovodi do sljedećih zaključaka koje možemo potvrditi eksperimentom. Zamislimo da dodajemo masu tijelu. Kako se povećava masa, tako se povećava i gravitacijsko privlačenje i objekti trebaju više energije kako bi dosegli brzinu potrebnu za bijeg. Kada je masa dovoljno velika, toliko da je brzina potrebna za izbjegavanje gravitacijskog privlačenja veća od brzine svjetlosti kažemo da je kreirana crna rupa.
Prijevod sa slike: Crna rupa – kako se masa povećava, tako se povećava i gravitacijsko privlačenje. Ako je gravitacijsko privlačenje tako veliko da mu ne može izbjeći čak niti svjetlost, tada se formira crna rupa.
Drugi način definiranja crne rupe je da za zadanu masu, postoji radijus i ukoliko je čitava masa komprimirana (sažeta) unutar tog radijusa zakrivljenost prostorvremena postaje beskonačna i objekt je okružen podjednakim (pravilnim) radijusom (even horizont). Ovaj radijus nazivamo Schwarzschild-ov radijus i on varira s obzirom na masu objekta (objekti sa velikom masom imaju velik Schwarzschild-ov radijus, objekti male mase imaju malen Schwarzschild-ov radijus).
Schwarzschild-ov radijus određuje točku na kojoj se formira pravilan radijus, unutar tog radijusa svjetlost ne može pobjeći. Vizualna slika crne rupe je ona sa crnom točkom u središtu prostora bez ikakvog emitiranja radijacije (zračenja). Zračenje bilo koje vrste koje upada na crnu rupu se ne reflektira već u potpunosti apsorbira, svjetlost zvijezda koje se nalaze u pozadini crne rupe ponaša se kao u prolasku kroz leću.
Iako crnu rupu ne možemo vidjeti, ona posjeduje svojstva i strukturu. Granično područje koje okružuje crnu rupu na Schwarzschild-ovom radijusu naziva se pravilnim radijusom, događaji unutar ove granice se ne mogu promatrati. S obzirom da sile materije ne mogu nadjačati silu gravitacije, sveukupna masa crne rupe se sažima do u beskonačnost u samom središtu, kojeg nazivamo singularnošću.
Crna rupa se može pojaviti u bilo kojoj veličini. Crne rupe koje nastaju od mase zvijezda pretpostavlja se da su nastale tijekom događaja koje nazivamo supernovama, i imaju radijus od 5 km. Galaktičke crne rupe u središtima nekih galaksija, čije mase iznose nekoliko milijuna masa sunca i radijusa veličine sunčevog sustava, nastale su tijekom vremena umiranjem zvijezda. Malene crne rupe nastale u počecima Svemira (uslijed izuzetno velikog pritiska) imaju mase veličine mase asteroida i veličine su zrna pijeska.
Valja uočiti da su crne rupe mjesta potpune entropije s obzirom da sva informacija ili objekti koji uđu u crnu rupu iz nje nikada ne izađu. Ukoliko bi promatrač ušao u crnu rupu u potrazi za informacijom koja nedostaje, on/ona ne bi bio u mogućnosti komunicirati svoje pronalaske izvan pravilnog horizonta.
Prijevod sa slike ispod: Pad u crnu rupu – promatrač koji izvana promatra sat koji upada u crnu rupu uočava da sat sve više usporava sve dok se na zaustavi točno iznad pravilnog horizonta. Sa druge strane, Promatarač koji bi upadao u crnu rupu vidi ostatak Svemira kako ubrzava, promatrajući kraj vremena točno prije nego što dotakne pravilni horizont.
2 Galaksije
2.1 Galaksije
Galaksija je nakupina zvijezda, plina i prašine međusobno povezana zajedničkim gravitacijskim privlačenjem. Veličine Galaksija se kreću u rasponu od 10,000 do 200,000 svjetlosnih godina i svjetlosti između 109 do 1014 svjetloća sunčevog sustava.
Otkriće „nebula“, tj. maglica, neodređenih (fuzzy) objekata na nebu koji nisu planeti, kometi niti zvijezde, pripisuje se Charles Messier-u u kasnim 1700-im. Njegov skup od 103 objekta je prvi katalog galaksija. Herschnel (1792 - 1871) je koristio snažni reflektirajući teleskop kako bi izradio prvi Opći katalog galaksija.
Prije otkrića fotografskih ploča, astronomi su galaksije crtali rukom.
Galaksije imaju neke zajedničke karakteristike. Gravitacija drži zajedno milijarde zvijezda, najgušća regija nalazi se u središtu, nazivamo je jezgrom ili ispupčenjem. Neke galaksije imaju spiralne ili zavinute ogranke. Sve galaksije imaju blijedu vanjsku regiju (područje) ili envelopu (omotač) i zagonetni vijenac tamne materije.
Sadržaj galaksija varira od jednog do drugog tipa galaksije, ali i sa vremenom. Gotovo sve tipova galaksija možemo pronaći u grupama ili klasterima. Mnogi klasteri galaksija imaju velike, supergigantske galaksije u svom centru koje su nastale uništavanjem svojih susjeda. Naš sunčev sustav je smješten u vanjskoj regiji spiralne galaksije koju nazivamo Mliječnom stazom. Najbliža susjedna galaksija je Galaksija Andromeda (M31).
Iznad je prikazan 3D crtež većine galasija koje pripadaju Lokalnoj Grupi galaksija, populacija galaksija unutar 100 kpc pripada Mliječnoj stazi. Mogu se vidjeti klasteri patuljastih galaksija koje se ponašaju kao sateliti oko razmjerno velike Mliječne staze i Andromede.
2.2 Hubbleova sekvenca
Gotovo čitava trenutno poznata klasifikacija galaksija razvila se iz početne sheme koju je predložio američki astronom Edwin Hubble 1926. U Hubble-ovoj shemi, koja se temelji na optičkoj pojavi slika galaksija na fotografskim pločama, galaksije se dijele u tri temeljne klase: eliptične, spiralne i nepravilne (neregularne).
2.3 Nastanak zvijezde
Jedna osobina koja je u korelaciji sa oblikom, pojavnosti i bojom galaksjia je količina trenutnog stvaranja zvijezda. Zvijezde nastaju kada se gigantski oblaci vodikovog plina i prašine uruše pod vlastitom gravitacijom. Kako se oblak uruši zadjeli se u mnogo manjih dijelova. Svaki dio se nastavlja urušavati sve dok ne započne termonuklearna fuzija.
Početni uvjeti u galaksiji određuju brzinu formiranja zvijezda. Na primjer, eliptične galaksije dožive kolaps ranije i veoma brzo se formiraju zvijezde. Plin se iskoristi tijekom početnih godina i one danas imaju izgled blago crvenih objekata u kojima trenutno nema formiranja novih zvijezda.
Prijevod sa slike:
Eliptične galaksije – crvena jezgra i envelopa (ovojnica) = populacija starih zvijezda,
Spiralne galaksije – crveno ispupčenje = stari plavi disk = mlade.Spiralne galaksije, sa druge strane se formiranju sporije, sa manjom brzinom formiranja zvijezda. Plin koji se iskorištava za formiranje zvijezda troši se sporije i zbog toga ga ostaje dovoljno i danas za daljnji nastavak formiranja zvijezda u spiralnim okrajcima galaksija.
preuzmi
seminarski rad u wordu » » »
