20 juli 2011

jag föll ner i ett ingenting och slets itu av mig själv

Ett svart hål är en koncentration av massa med ett så starkt gravitationsfält att ingenting, inte ens ljuset, kan övervinna kroppens gravitation. Materia eller ljus som kommer in innanför det svarta hålets händelsehorisont förblir där och kan aldrig komma ut igen, förutom eventuellt oerhört långsamt i form av Hawkingstrålning.

Svarta hål upptäcktes först som en lösning till den allmänna relativitetsteorin och var först en rent teoretisk konstruktion. Numera har man genom astronomiska observationer även observerat svarta hål i universum genom deras effekter på omkringliggande materia.

Enligt den allmänna relativitetsteorin kan ingen materia eller information lämna ett svart håls innandöme så att det kan iakttas av en utanförvarande åskådare. Man kan inte heller hämta ut någon massa, inte få en reflektion eller spegelbild genom att belysa det med en ljuskälla, och inte få någon information om materia som försvunnit in i hålet. Kvantmekaniken medger dock vissa avvikelser från denna regel, vilket upptäcktes av Stephen Hawking på 1970-talet.

Föreställ dig en astronaut som faller med fötterna före in mot ett enkelt (icke-roterande) svart hål av Schwarzschild-typ. Ju närmare astronauten kommer händelsehorisonten, desto längre tid tar det för fotonerna han utstrålar att slita sig från det svarta hålets gravitationsbrunn. En avlägsen observatör skulle se astronautens fall saktas av när denne närmar sig händelsehorisonten, och det skulle i teorin förefalla som om astronauten aldrig riktigt når händelsehorisonten. I verkligheten, eftersom astronauten utsänder ett ändligt antal fotoner innan han når horisonten, skulle dock den sista fotonen från astronauten nå observatören inom något ögonblick och sedan skulle astronauten vara borta.

Från sin egen betraktelsepunkt skulle däremot astronauten nå händelsehorisonten och singulariteten inom ändlig tid. När astronauten väl nått händelsehorisonten kan han inte ses från det utanförliggande universum. I sitt fall skulle han kunna se sina fötter och därefter sina knän bli alltmer rödskiftade, tills de slutligen blir omöjliga att se. När han närmar sig singulariteten kommer skillnaden i gravitation mellan fotända och huvudända att öka, och han kommer att känna sig utsträckt och slutligen itusliten. Skillnaden i gravitationen blir närmast singulariteten så stark att den sliter sönder atomer. Exakt vid vilken punkt denna ituslitande kraft skulle vara dödlig beror på det svarta hålets massa. För ett mycket stort svart hål liknande de som antas finns i galaxers centrum, ligger den gott och väl innanför händelsehorisonten, så en astronaut skulle kunna falla in igenom denna utan attFöreställ dig en astronaut som faller med fötterna före in mot ett enkelt (icke-roterande) svart hål av Schwarzschild-typ. Ju närmare astronauten kommer händelsehorisonten, desto längre tid tar det för fotonerna han utstrålar att slita sig från det svarta hålets gravitationsbrunn. En avlägsen observatör skulle se astronautens fall saktas av när denne närmar sig händelsehorisonten, och det skulle i teorin förefalla som om astronauten aldrig riktigt når händelsehorisonten. I verkligheten, eftersom astronauten utsänder ett ändligt antal fotoner innan han når horisonten, skulle dock den sista fotonen från astronauten nå observatören inom något ögonblick och sedan skulle astronauten vara borta.

Föreställ dig en astronaut som faller med fötterna före in mot ett enkelt (icke-roterande) svart hål av Schwarzschild-typ. Ju närmare astronauten kommer händelsehorisonten, desto längre tid tar det för fotonerna han utstrålar att slita sig från det svarta hålets gravitationsbrunn. En avlägsen observatör skulle se astronautens fall saktas av när denne närmar sig händelsehorisonten, och det skulle i teorin förefalla som om astronauten aldrig riktigt når händelsehorisonten. I verkligheten, eftersom astronauten utsänder ett ändligt antal fotoner innan han når horisonten, skulle dock den sista fotonen från astronauten nå observatören inom något ögonblick och sedan skulle astronauten vara borta.

Från sin egen betraktelsepunkt skulle däremot astronauten nå händelsehorisonten och singulariteten inom ändlig tid. När astronauten väl nått händelsehorisonten kan han inte ses från det utanförliggande universum. I sitt fall skulle han kunna se sina fötter och därefter sina knän bli alltmer rödskiftade, tills de slutligen blir omöjliga att se. När han närmar sig singulariteten kommer skillnaden i gravitation mellan fotända och huvudända att öka, och han kommer att känna sig utsträckt och slutligen itusliten. Skillnaden i gravitationen blir närmast singulariteten så stark att den sliter sönder atomer. Exakt vid vilken punkt denna ituslitande kraft skulle vara dödlig beror på det svarta hålets massa. För ett mycket stort svart hål liknande de som antas finns i galaxers centrum, ligger den gott och väl innanför händelsehorisonten, så en astronaut skulle kunna falla in igenom denna utan att fara illa. För mindre svarta hål skulle däremot denna Roche-gräns ligga långt utanför händelsehorisonten.

1 kommentar: