Ett svart hål formas då händelsehorisonten finns
Den här artikeln kommer från redaktionen på forskning. Läs om hur redaktionen jobbar.
Stephen Hawking: Svarta hål finns inte - Forskning & Framsteg
Svarta hål har gäckat forskare i över år. Länge var det osäkert huruvida de ens existerade. Idag vet man att de är universums mörkaste plats — och samtidigt dess starkaste ljuskälla. De svarta hålen är vårt främsta laboratorium för teoretisk fysik. Bilderna såg kanske inte mycket ut för världen. Men fotona på en skugga med en ljus ring var nästintill revolutionerande när de publicerades Den ljusskimrande ringen definierade formen av ett svart hål.
För första gången kunde forskare mer eller mindre slå fast att svarta hål faktiskt existerar. Bilderna föreställer ett svart hål i galaxen Messier 87, som ligger 55 miljoner ljusår från jorden i Jungfruns stjärnbild — och tog flera år att få fram. Det krävdes mer än ett teleskop för att avbilda det svarta hålet, så forskare gick samman och skapade ett virtuellt teleskop, Event Horizon Telescope.
Det binder samman ett tiotal radioteleskop i ett nätverk över hela jorden. Han har även forskat om de historiska, filosofiska och kulturella aspekterna kring svarta hål.
"Universums mörkaste hemligheter": Forskning kring svarta hål belönades med Nobelpriset i fysik
För att förstå fenomenet, och vår fascination för det svarta hålet, har han rest till ensliga platser och letat i gamla arkiv. Från teleskop på Hawaiis halvdöda vulkaner till universitetsarkiv i tyska Göttingen. Människans försök att förstå sig på den mörka kraft som slukar ljus började tidigt. En första tanke att det kunde finnas helt mörka himlakroppar i universum kom redan på talet.
Den brittiska kyrkoherden John Mitchell, som tidigare varit professor i geologi, började kartlägga stjärnorna på sin fritid.
Han ville försöka slå fast deras avstånd, storlek och massa. Genom att använde Newtons gravitationsteori kunde han bestämma stjärnornas massa.
Stephen Hawking: Svarta hål finns inte
Event Horizon Telescope EHT är ett globalt nätverk som binder samman ett tiotal radioteleskop i ett nätverk över hela jorden. Tillsammans har de för första gången lyckats avbilda svarta hål. När han räknade på flykthastigheten insåg han att allt ljus som skickas ut kan dras tillbaka av den egna gravitationen om den är tillräcklig stark. Då förstod han att det kunde finnas gigantiska, mörka himlakroppar som inte går att se med blotta ögat.
Mitchells teorier om osynliga himlakroppar möttes med ett svart hål forma då händelsehorisonten finns från forskarvärlden. Först i början av talet tog idén om svarta hål form på riktigt, som vi känner till dem i dag. I arkivet i Göttingen hittade Jonas Enander brevväxlingen mellan astronomen Karl Schwarzschild och fysikern Albert Einstein, från tidigt tal, som blev startskottet för jakten på svarta hål.
Schwarzschild var stationerad som löjtnant vid fronten mellan Tyskland och Frankrike. Under mullret från första världskrigets kanoner tog han fram den första matematiska formeln för svarta hål genom att applicera Einsteins nya allmänna relativitetsteori på stjärnor — om det så kallade krökta rummet, som sade att materia och energi kan förändra rum och tid.
Till skillnad från synliga objekt på himlen, som planeter och stjärnor, där forskarna först observerar något och sedan skapar modeller, började upptäckten av de svarta hålen i andra änden — med matematiska teorier som sedan kunde bekräftas genom observation. Så, vad är då ett svart hål? Maria Sundin är astrofysiker vid Göteborgs universitet och forskar bland annat om datorsimuleringar av galaxer.
Vid ett visst avstånd från det svarta hålet krävs ljusets hastighet för att kunna ta sig därifrån. Det är det som kallas händelsehorisonten, säger hon. Men vad som blir av den materia som passerar händelsehorisonten, in i hålet, det vet vi inte. De första indikationerna på att svarta hål faktiskt existerar kom på talet, när astronomerna kunde uppmäta röntgenstrålar från dem.
Det är inte är så konstigt att ingen kunnat upptäcka det tidigare, påpekar Maria Sundin.
Svarta hål – därför är de så svåra att förstå
De senaste tio åren har det kommit ett flertal övertygande bevis för svarta hål i universum — som fotona från Och även helt nya upptäckter om svarta hål som kan leda till oväntade användningsområden. En av de mest överraskande upptäckterna om svarta hål är att de, trots sitt mörker, även ligger bakom universums mest intensiva ljus: kvasarer.
Kvasarer är punktlika extremt starka ljuskällor med elektromagnetisk strålning från avlägsna galaxkärnor — svarta hål. Runt det svarta hålet finns en skiva av gas och annan materia som virvlar runt utanför händelsehorisonten. När gasen närmar sig det svarta hålet hettas den upp och omvandlas till energi genom gigantiska jetstrålar.