hósdagur 21. januar 2010síða 18

18 Nr. 14 - 21. januar 2010 Soleiðis síggja leivdirnar av supernovuni hjá Kepler út nú á døgum. Soleiðis sá SN 1987 út, tá ið rúmdar- kikarin Hubble tók mynd av henni 19. mai í 1994. Mynd av LMC áðrenn SN 1987 brast (vinstrumegin) og stutt eftir spreingingina (høgrumegin). Stjørnur í miðdeplinum í okkara Vetrarbreyt avmyndaðar við infrareyðum ljósi. Drúgvar kanningar av rørslunum hjá hesum stjørnum vísa, at tær flyta seg, sum dregur ein ósjónligur himmalknøttur við ógvuliga stórari nøgd í tær. ESO. Myndin vísir, hvussu ein teknari ímyndar sær umhvørvið um eitt svart hol. NASA. Kjarnarnir í tyngstu stjørnunum verða til svørt hol Altjóða stjørnu- frøðiár 29 Pól Jespersen Kjarnin í teimum heilt tungu stjørnunum er ov tungur at gerast nevtronstjørna. Kjarnarnir í hesum stjørnum verða í staðin til svørt hol, tá ið stjørnurnar ganga til grundar. Svørt hol síggjast ikki og eru tí trupul at ávísa, men nú á døgum munnu fáir granskarar ivast í, at svørt hol veruliga eru til Granskarar kunnu javnan eygleiða supernovur í øðrum stjørnubreytum í kikara, men í okkara breyt er sum longu nevnt langt ímillum supernovur. Ta seinastu, sum vit vita um, sá Kepler 8. oktober í 1604. Men so, 23. februar í 1987 frættust stórtíðindi. Boðini fóru sum rótasúpan um allan vísindaheim, at ein nýggj bjørt supernova (SN 1987A) var at síggja á sunnaru hálvu. Eitt sindur ørkymlandi var at frætta, at frástøðan skuldi vera knøpp 170.000 ljósár, tí Vetrarbreytin er bara um leið 100.000 ljósár í tvørmál. Frágreiðingin er, at okkara stjørnubreyt hevur fleiri smáar grannabreytir, harímillum LMC (Large Magellan Cloud) og SMC (Small Magellan Cloud), sum við tyngdini er knýttar at okkara breyt. Tað var í LMC, at granskararnir Ian Shelton og Oscar Duhalde á Las Campanas observatorinum í Kili høvdu sæð nýggju stjørnuna. Talan var so statt um eina hending, sum fór fram fyri næstan 170.000 árum síðan, og at boðini nústani vóru komin vegin fram til okkara. Nógvir stjørnufrøðingar norðanfyri tveittu frá sær annað arbeiði og fóru suður um ekvator at vera við til at granska hesa kærkomnu hending. SN 1987 hevur síðan verið granskað væl og leingi, og nógv nýggj vitan er komin til høldar. Óførir roknimeistarar Enski stjørnufrøðingurin (Sir) Arthur Stanley Eddington, 1882-1944, var ein sannur meistari at rokna fyrimyndir av stjørnum. Eddington var í fremstu røð, tá ið ráddi um at skilja tað, sum fór fram í stjørnunum. Harumframt var hann serfrøðingur í relativitetsástøð- inum hjá Einstein. Í 1928 fer ein gávuríkur indari Subrahmanyan Chandrasekhar, 1910- 1995, til Onglands at lesa hjá Eddington. Hann hevur serligan áhuga fyri tí, sum hendir í stjørnunum, tá ið brennievnið fer at ganga undan. Á longu sjóferðini brúkar tann bara 18 ára gamli Chandr- asekhar relativitetsástøðið og kvantu- læruna at vísa, at mark er fyri, hvussu stórari tyngdarkraft, elektronirnar orka at standa ímóti í stjørnum. Soleiðis verður greitt, at stjørnur við nøgd minni enn um leið 1,4 sólnøgdir (Chandra- sekharmarkið) ikki kunnu draga seg saman meiri enn eitt vist. Tær enda sínar dagar sum ”hvítir dvørgar”, har ið elektronir ígjøgnum kvantueffektir halda tørn við tyngdina. Meðan Chandrasekhar fæst við hvítu dvørgarnar, fær hann eisini ta hugsan, at ein doyggjandi stjørna kanska kann gera eitt punkt við so sterkari tyngdarkraft, at tað kann fanga ljós, so tað ikki sleppur burtur. Hvørki Eddington ella Einstein dámdu slíkar hugsanir. Russiski alisfrøðingurin og rokni- meistarin Lev Davidovich Landau, 1908-1968, vísir seinni á, at ein annar møguleiki er - og eitt annað mark - har ið nevtronir kunnu halda tørn við tyngdina. Hetta er í nevtronstjørnunum. Sum longu nevnt vita vit bæði um hvítar dvørgar og nevtronstjørnur. Spurningurin var nú, hvat mundi henda við supernovukjarnum, sum vóru tyngri enn hetta og tí ikki kundu gerast nevtronstjørnur. Hvat hendir, tá ið hvørki elektronir ella nevtronir orka at standa ímóti tyngdini? Skulu vit kanska vænta, at tilfarið í hesum stjørnukjarnum bara søkkur saman til eitt punkt - ein singularitet? Svørt hol Í 1939 ger amerikanski alisfrøðingurin, J. Robert Oppenheimer, 1904-1967, eina roynd at skilja, hvussu ein himmal- knøttur kann gerast so tættur. Saman við studenti sínum, Hartland S. Snyder, setur hann upp líkningar, sum vísa, at møguleikin, at ein himmalknøttur kann draga seg saman til ein singularitet, eitt svart hol, skal verða tikin í álvara. Heitið svart hol er tó yngri. Tað stavar frá 1969, og maðurin, sum kom við tí, var amerikanski alisfrøðingurin John Wheeler. Longu stutt eftir at Einstein í 1915 er liðugur við sítt almenna relativitets- ástøði, skrivar týski alisfrøðingurin Karl Schwartzchild eina grein, har hann vísir á ástøðiliga møguleikan, at tilfar kann draga seg so tætt saman, at tað í veruleikanum onga rúmd hevur og tí óendaligan tættleika. Hann nevnir hetta skapið eina punktnøgd. Schwartz- child vísir eisini á, at tað sum seinni verður nevnt singularitetur og svart hol hevur ein “event horizon” - eina havsbrúgv, og hann roknar eina stødd, sum fær navnið Schwartzchildradius: G er atdráttarkonstanturin, M nøgdin í himmalknøttinum og c ljósferðin. Hetta úrslitið er at skilja soleiðis, at s tá ið knøtturin hevur fingið radius R , megnar ljósið ikki longur at sleppa frá knøttinum, sum tí ikki sæst. Verða tøl fyri sólina sett í líkningina s omanfyri, fáa vit úrslitið R 3 km. Tað merkir, at høvdu vit trýst sólina saman, so hon fekk radius 3 km, høvdu vit ikki longur sæð ljósið frá henni. Ein annar máti at siga frá hesum er, at tá hevði eingin kraft í heiminum longur orkað at staðið ímóti tyngdini. Neyðugt hevði so at siga ikki verið at trýst meiri. Sólin hevði tá av sær sjálvari minkað burtur til eitt punkt - ein singularitet. Hon hevði tá horvið úr hesum heimi, men tyngdarfeltið frá henni høvdu vit framvegis merkt. Eru svørt hol til? Oppenheimer slapp ikki at halda fram við síni gransking, tí kríggið kom ímillum. Í 1942 var hann valdur at standa fyri royndunum hjá teimum sameindu, Manhattan Project, at gera eina atombumbu. Seinni, í sekstiárunum, vaks áhugin fyri teimum stóru kosmologisku spurn- ingunum aftur. Tá tóku fleiri aðrir kendir granskarar upp aftur táttin við teimum svørtu holunum, t.d. Stephen Hawking (1942-) og Roger Penrose (1931-) í Onglandi. Svørt hol síggjast ikki. Tí mugu granskarar brúka aðrar snildir at ávísa tey. Mong dømi eru um stjørnur, sum flyta seg, sum mala tær um annan himmalknøtt, sum tó ikki sæst. Verður samstundis sterk røntgengeisling máld frá hesum stjørnum, kann vera talan um eitt svart hol. Geislingin stendst av, at ósjónliga svarta holið dregur tilfar til sín úr stjørnuni. Tá ið hetta lødda tilfarið verður accelererað inn ímóti svarta holinum, kemur sterk geisling frá tí. Leingi var ein røntgenkelda í Svaninum, Cygnus X-1, nevnd sum tað kendasta dømið av slíkum slag, men seinni eru mong onnur dømi funnin. Og ikki bara tað. Nú verður hildið, at stjørnubreytir, eisini okkara Vetrarbreyt, hava eitt svart hol í miðdeplinum. Granskarar hava í mong ár kannað rørslurnar hjá stjørnum í miðdeplinum í Vetrarbreytini. Her er tjúkt fyri av dusti og gassi, so tað ber ikki til at granska hetta økið við sjónligum ljósi, men tað bilar einki. Infrareytt ljós kann verða nýtt í staðin. Hesar kanningarnar vísa, at stjørnutættleikin er nógv størri her, enn um okkara leiðir í Vetrar- breytini. Harafturat flyta hesar stjørnur seg við miklari ferð um ein ósjónligan himmalknøtt í sjálvum miðdeplinum. Eftir ferðunum hjá stjørnunum at døma, er nøgdin á knøttinum í miðdeplinum einar 4 mió sólnøgdir! Granskarar meta, at ein ósjónligur himmalknøttur við so stórari nøgd fær illa verið annað enn eitt svart hol. Nú á døgum munnu vera fáir stjørnufrøðingar, sum ivast í, at svørt hol eru til. Sum so mangan áður mugu vit helst ásanna, at tað sum byrjaði sum spæl við líkningum við okkurt skriviborð, avdúkaði nakað veruligt. Tað var sum nevnt Oppenheimer, sum í 1939 við støði í almenna relati- vitetsástøði Einsteins gjørdi eina forsøgn um svørt hol, men hann var ikki fyrstur við slíkum hugsanum. Longu í 1795 brúkti franski støddfrøðingurin Pierre Laplace tyngdarástøði Newtons sum grundarlag undir hugsanum um himmal- knøttir, sum vóru so tættir, at einki kundi sleppa burtur frá teimum, ikki so mikið sum ljós. Vísindasøgan er ikki bara søgan um vísindalig avrik, hon er eisini søgan um menniskjuna, hennara ómettiliga forvitni og ótrúligu intellektuellu stremban hennara eftir sannleikanum.