eindwerk: zwarte gaten

[Verwijderd]

Ik moet tegen het einde van dit jaar een eindwerk maken over een wetenschappelijk onderwerp.
Ik interesseer mij enorm in het heelal en zou dus daar mijn onderwerp van willen maken, maar ik kan moeilijk over alles wat er in het heelal gebeurt (of gebeurt is) praten daarom zal ik één aspect van het heelal moeten kiezen.
Ik dacht meteen aan zwarte gaten vanwege het misterie dat er rond hangt.

Ik denk dat het voor een lekenpubliek nodig is om eerst een inleiding te geven in de speciale- en algemene relativiteitstheorie alvorens over de effecten van zwarte gaten te beginnen.
Dat is dan ook meteen het probleem voor mij: ik weet wel de grote hoofdlijnen van de relativiteitstheorie zoals de constantheid van de lichtsnelheid en de gevolgen daarvan en ook over de verbuiging van ruimte en tijd alleen ken ik het nog niet genoeg tot in de details wat wel nodig is als ik mijn eindwerk moet verdedigen op het einde van dit jaar.

Wat ik bijvoorbeeld niet aan de algemene relativiteitstheorie snap is hoe de kromming van de ruimte door een massa in de ruimte invloed heeft op een nabuurig object, m.a.w. hoe bereikt de zwaartekracht een ander object en hoe komt het dat het object wordt aangetrokken en wat bepaalt of een object sterker of zwakker wordt aangetrokken en waarom?

Nog iets wat ik niet begrijp is waarom de massa van een object toeneemt nadat de omvang van dat object is gekrompen maar de hoeveelheid materie hetzelfde blijft. (bv. een geimplodeerde ster of zwart gat)

Ik heb al een aantal populaire wetenschappelijke boeken hierover gelezen, maar het probleem is dat deze te algemeen blijven om het echt tot in de essentie te begrijpen.
Is er hier iemand die goede sites weet waar dit degelijk staat uitgelegd of misschien iemand die de bovenvenstaande problemen voor mij wil verduidelijken?
Ik moet dit voor een lekenpubliek brengen dus het mag niet al te moeilijk zijn.
Geen ingewikkelde formules enzo dus.
Als je denkt dat dit niet haalbaar is om op een minuut of 20 uit te leggen aan een lekenpubliek dan mag je dat ook zeggen.

Ik moet ook een schriftelijk werk indienen dat minstens 25 bladzijden lang moet zijn.
Dus als je nog andere goede sites weet over de oorsprong en de effecten van zwarte gaten dan zijn die altijd zeer welkom

bedankt op voorhand

[Verwijderd]

In de FAQ staat bij natuurkunde/astronomie een linkje naar een zwarte gaten FAQ: Daar heb je waarschijnlijk wel wat aan.

Verder: je problemen:

Wat ik bijvoorbeeld niet aan de algemene relativiteitstheorie snap is hoe de kromming van de ruimte door een massa in de ruimte invloed heeft op een nabuurig object, m.a.w. hoe bereikt de zwaartekracht een ander object en hoe komt het dat het object wordt aangetrokken en wat bepaalt of een object sterker of zwakker wordt aangetrokken en waarom?

Misschien dat een van de echte natuurkundigen hier iets over kan vertellen. Er wordt al lange tijd gezocht naar het graviton, het krachtoverbrengend deeltje dat analoog is aan het foton, maar dit is nog nooit aangetoond.

Nog iets wat ik niet begrijp is waarom de massa van een object toeneemt nadat de omvang van dat object is gekrompen maar de hoeveelheid materie hetzelfde blijft. (bv. een geimplodeerde ster of zwart gat)

Daar snap ik ook weinig van... Volgens mij is dit niet zo.

[Verwijderd]

Hier is een link naar een syllabus over de speciale relativiteitstheorie:
http://www.lorentz.leiden...SRT/syllabus/syllabus.pdf

En hier een stuk versimpelder iets over de speciale relativiteitstheorie bedoeld als masterclass voor vwo leerlingen:
http://www.lorentz.leidenuniv.nl/vanbaal/SRT/vwo/proef.html

Zo heb je wel redelijk genoeg info denk ik over de SRT

[Verwijderd]

bedankt

Verdere informatie is altijd welkom vooral omtrend de algemene relativiteitstheorie en de werking van zwarte gaten.
Ik heb al via google naar sites gezocht, maar die geven niet echt een antwoord op mijn vraag.
En als je een goede nederlandstalige site weet dan is dat ook altijd welkom want dat is altijd wat makkelijker

[Verwijderd]

Bij de bib kan je ook hele goede Nederlanstalige boeken of de kosmos huren

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op 02 september 2002 @ 17:44:
http://www.lorentz.leiden...SRT/syllabus/syllabus.pdf
http://www.lorentz.leidenuniv.nl/vanbaal/SRT/vwo/proef.html

Bij allebei de stukken over speciale relativiteit hebben ze het ook over relatieve massa. Zoals al vaker in dit forum is gezegd kleven er behoorlijk wat nadelen aan dit begrip. Omdat het intuïtief makkelijker lijkt, maar eigenlijk alleen maar problemen oplevert. Zo mag je relatieve massa in bijna geen formules invullen waar je normaal de massa zou invullen.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op 02 september 2002 @ 17:14:
Ik denk dat het voor een lekenpubliek nodig is om eerst een inleiding te geven in de speciale- en algemene relativiteitstheorie alvorens over de effecten van zwarte gaten te beginnen.

Wat ik bijvoorbeeld niet aan de algemene relativiteitstheorie snap is hoe de kromming van de ruimte door een massa in de ruimte invloed heeft op een nabuurig object, m.a.w. hoe bereikt de zwaartekracht een ander object en hoe komt het dat het object wordt aangetrokken en wat bepaalt of een object sterker of zwakker wordt aangetrokken en waarom?

De analogie met "kromming vd ruimte" is er juist om dat probleem te omzeilen: sterk vereenvoudigd komt het er op neer dat objecten die elkaar aantrekken, spreekwoordelijk op een helling liggen (naar elkaar toe); het is dan niet de vraag hoe die helling het andere object "bereikt", de helling is er gewoon, en die obejcten kunnen maar een kant op.

Anders gezegd: hoe het mechanisme van beinvloeding precies werkt weet men niet. De theorien van Einstein beschrijven goed wat het effect zwaartekracht is, maar geven er geen verklaring voor. Quantum Mechanica doet z'n best maar heeft voorlopig alleen hypothesen.
Maar zwaartekracht is wel meetbaar, en er kan aan gerekend worden.

Hoe de zwaartekracht van twee objecten exact op elkaar werken hangt af van de massa en het volume (omvang) van ieder object, en de afstand tussen de objecten. Als de afstand groot is tov de omvang vd objecten, dan kan je het volume buiten beschouwing laten.

Maar juist dicht in de buurt van een zwaar object maakt het volume van dat object wel uit, en dat is een deel vh antwoord op je volgende vraag:

Nog iets wat ik niet begrijp is waarom de massa van een object toeneemt nadat de omvang van dat object is gekrompen maar de hoeveelheid materie hetzelfde blijft. (bv. een geimplodeerde ster of zwart gat)

De massa neemt niet toe. Een zwart gat dat ontstaat uit de samengedrukte kern van een ster, heeft (in eerste instantie) evenveel massa als die kern had.
De kern wordt samengedrukt doordat de rest vd ster explodeert, door instabiliteit aan het eind vh leven vd ster. Om de kern zo sterk samen te drukken dat een zwart gat onstaat is -veel- energie nodig, daarom vormen alleen zwaardere sterren een zwart gat.


Op 'planetaire' afstand van een zwarte gat is er qua zwaartekracht niets bijzonders te merken, het gat is in feite een object als ieder ander, met een zekere massa en een daarmee overeen stemmende zwaartekracht. Er zouden bvb best planeten hun rondjes rond het gat kunnen draaien.

Op een afstand van het gat die overeenkomt met waar het oppervlak van de ster ooit was, is er ook niet zoveel bijzonders aan de hand. Alleen toen de ster er nog was kon je praktisch gezien niet zo dicht bij (de kern van) de ster komen.

Nu kan je er wel dichter bij komen, en op een gegeven moment ga je wel merkwaardige effecten merken: het deel van het ruimteschip dat het dichtst bij het gat is wordt zoveel sterker aangetrokken dan de andere kant vh ruimteschip dat er een merkbare trek-kracht in de structuur vh schip optreedt. Als je nog dichterbij gaat dan wordt het schip uit elkaar getrokken. Nog dichterbij gaat dat effect ook over kortere afstanden werken zodat ook de piloot uit elkaar wordt getrokken.

Voor de duidelijkheid: als je eerder wel op het oppervlak van de ster kon komen, en zelfs kon afdalen in de ster, dan zou je niet hetzelfde effect hebben, omdat dan niet alle massa vh object zich aan 1 kant van je bevindt.

De clou van een zwart gat is dat een zekere hoeveelheid massa is geconcentreerd in een zeer klein volume (in vergelijk met 'normale' materie); daardoor kan je er zo dichtbij komen dat de zwaartekracht een probleem wordt.
Een bijkomend probleem is dat zwarte gaten buitengewoon zwaar kunnen zijn: een zgn "supermassive black hole" in het centrum van (bijna) iedere galaxy kan miljarden malen zwaarder zijn dan een zwart gat dat het overblijfsel van een ster is.
Maar zwarte gaten kunnen in theorie ook relatief weinig massa hebben. Als je de aarde voldoende zou kunnen samenpersen dan zou het ook een zwart gat worden. En kleiner dan dat zou in theorie ook kunnen: zgn micro-black holes.

Een zwart gat slokt alles op wat "te dicht in de buurt komt". Hoe dichtbij hangt af van de massa vh zwarte gat. Op een bepaalde afstand (afh vd massa) is de zwaartekracht zo sterk dat ook als je met maximum snelheid (lichtsnelheid) vh gat wegbeweegt, er geen ontsnappen aan is. Van binnen die afstand komt dus ook geen licht naar buiten; het is ahw een waarnemings-grens, oftewel de "event horizon".

Hoe een zwart gat zich manifesteert hangt vooral af van hoeveel materie er "te dicht in de buurt" is. Vooral bij superzware zwarte gaten kan dat best veel zijn, er er kan veel tijd overheen gaan voordat het allemaal 'opgegeten' is.

Als de dichtheid vd materie relatief hoog is dat kan het zwarte gat 'overvoerd' worden. De materie wordt dan nog voordat het de event-horizon over gaat al zo dicht opeen gedrukt dat het zeer heet wordt en zeer veel energie gaat uitstralen in de vorm van oa licht en rontgen straling. Daarbij kunnen spectaculaire effecten optreden zoals "jets", wat mooie plaatjes oplevert:

http://hubble.stsci.edu/news_.and._views/cat.cgi.black_holes

Als je denkt dat dit niet haalbaar is om op een minuut of 20 uit te leggen aan een lekenpubliek dan mag je dat ook zeggen.

Ik denk dat je een eind kan komen. Ik denk ook dat Relativiteit eigenlijk een bijzaak is, tenzij je juist wil ingaan op de relativistische effecten om en nabij de event-horizon. Maar dat is wel vrij ingewikkeld en zonder dat valt er al veel over zwarte gaten te zeggen.

Ik moet ook een schriftelijk werk indienen dat minstens 25 bladzijden lang moet zijn.
Dus als je nog andere goede sites weet over de oorsprong en de effecten van zwarte gaten dan zijn die altijd zeer welkom
[/quote]

Als je Engels redelijk is dan kom je met google een heel eind:

http://www.google.com/sea...lained&btnG=Google+Search (google: "black holes" explained)

een kleine selectie:

http://amazing-space.stsc...er/sciencebackground.html

http://physics.syr.edu/co...Spring/projects/jebornak/

succes

[johnwoo]

Verwijderd schreef op 02 september 2002 @ 17:14:
[...]
... zoals de constantheid van de lichtsnelheid...
[...]

Correct me if I'm wrong, maar ik meen ergens gelezen te hebben dat er aanwijzingen zijn dat de lichtsnelheid in de loop der tijd (voor ons vrijwel onmeetbaar) kleiner wordt...

[DroogKloot]

johnwoo schreef:
[...]

Correct me if I'm wrong, maar ik meen ergens gelezen te hebben dat er aanwijzingen zijn dat de lichtsnelheid in de loop der tijd (voor ons vrijwel onmeetbaar) kleiner wordt...

Die aanwijzingen berusten (waarschijnlijk) op een verkeerde interpretatie van meetgegevens. En zelfs al zou de lichtsnelheid variabel blijken, dan nog wordt de relativiteitstheorie niet aan het wankelen gebracht. In de SRT is c namelijk arbitrair; d.w.z. de waarde is niet van belang. Einstein's theorieen zouden ongeldig verklaard kunnen worden als men kan aantonen dat c niet voor ieder *punt* in het heelal constant (~300.000km/s) is. Op dit moment lijkt het er op dat c overal in het universum van eenzelfde grootte is (en, volgens een paar mates uit Down Under, ook overal in gelijke mate afneemt).

[Verwijderd]

wow tnx BadRespawn voor de mooie uitleg
en ook aan alle anderen natuurlijk

Ik denk dat ik hier al een heel stuk verder mee kan en als er nog iets is wat ik niet begrijp dan post ik het hier nog eens