Sorte Huller

Af Erling Poulsen

Et Sort Hul er et sted i Universet, hvor massen er så koncentreret, at selv lys ikke kan undslippe. Ethvert objekt har en masse, og tyngdekraften, som stammer fra massen, betyder, at hvis noget skal undslippe fra overfladen og ud i rummet, så skal det have en vis hastighed – undvigelseshastigheden. Hvis vi forestiller os, at objektet bliver mindre, uden at massen ændres, vil undvigelseshastigheden vokse. Hvis det fortsætter vil undvigelseshastigheden til sidst være lysets hastighed, og da intet kan bevæge sig hurtigere, vil intet kunne undslippe, der er dannet et Sort Hul. Objektet er blevet usynligt.

Den radius et legeme skal have, for netop at blive et Sort Hul, kaldes for legemets “Schwarzschild radius”, den kan udregnes til at være (i km) 3M/Mo, hvor M er legemets masse i Solmasser, og Mo er Solmassen.

Opdagelse af Sorte Huller
Det siger sig selv, at et Sort Hul ikke direkte kan iagttages, fordi intet kan undslippe. Men hvis der er stof i nærheden af et Sort Hul, vil det spiralere ind i hullet med så stor hastighed, at gnidningen i stoffet opvarmer det til så store varmegrader, at der udsendes røntgenstråling, og den kan opdages.
Mange galakser har så voldsomme bevægelser i deres centrum, at en meget stor masse (typisk 5 mia. Mo) må være koncentreret i et meget lille område, den eneste forklaring er, at de må have et meget tungt Sort Hul i deres centrum.

Hvad er inden i et Sort Hul?
Der er desværre ikke svar på alle spørgsmål, dette er et af dem. Men meget tyder på, at rum og tid bytter plads indenfor Schwarzschilds radius, og at der dér viser sig helt nye naturlove; der er et andet Univers. På den anden side vil intet, der foregår inde i et Sort Hul, have indflydelse på noget som helst i vort Univers, og derfor har det indre kun filosofisk interesse.

Den eksploderende galakse NGC 5128 (objekt nr. 5128 i New General Catalogue)
udsender en mængde radiostråling fra et stort område på hver side af støvbæltet.
Røngtenstråling strømmer ud fra et lille område i centrum.
Det kan lettest forklares med tilstedeværelsen af et tungt Sort Hul i centrum.
Denne galakse er ca. 13 mill. lysår væk og befinder sig i stjernebilledet.
Kentauren (på den sydlige himmelkugle).

Dannelse af Sorte Huller
Når meget tunge stjerner går til grunde i en supernova eksplosion, vil der som regel dannes en neutronstjerne, men hvis stjernen er ekstra tung, vil neutronernes naturlige tilbøjelighed til at frastøde hinanden (neutroner følger Paulis udelukkelsesprincip (kvantemekanik), som forbyder to ens neutroner at være samme sted) bryde sammen (massen skal overstige 2½ Mo), tyngden vil vinde, neutronstjernen vil skrumpe, og et Sort Hul vil dannes.
På lignende måde forestiller man sig, at de meget tunge Sorte Huller i galaksekernerne er dannet. De har så i tidens løb “slugt” stjerner og blevet supermassive.

 
Det krumme rum

I Den Almene Relativitetsteori, som indtil nu er den bedste teori for tyngdekraften, anses en masse for at have indflydelse på den omgivne 4-dimensionale rum-tids krumning. Således at en større masse medfører en større krumning. En “lille” masse som Solens vil kun påvirke rum-tiden lidt, men kan ses som en svag forskydning i stjernelys, der passerer tæt ved den, og ved at lys fra atomer på Solens overflade er svagt forskudt mod rødt, et tegn på at tiden går lidt langsommere på Solen.
Men omkring den stærkt koncentrerede masse i et sort hul er rummet krummet meget, og i afstanden Schwarzschilds radius går krumningen helt amok, og tiden står stille. Et krumt 4-dimensionalt rum kan ikke tegnes, men i to dimensioner ville rummet (fladen) omkring et sort hul se ud som på billedet.