In de volksmond ook wel een zwart gat genoemd. Er is ten slotte niets wat zwarter is dan dat (nou ja, m'n ziel misschien... ). Dus voordat we beginnen even een lesje natuurkunde, ik probeer het simpel te houden want de wetenschap erachter is nogal ingewikkeld (iets met relativiteit en ruimtetijd enzo...), en voor het geval ik onwaarheden vertel mag Nemmy me als natuurkundige verbeteren.
Model van een Zwart Gat
Op 10 april 2019 heeft de Event Horizon telescoop voor het eerst direct een foto gemaakt van een superzwaar zwart gat in het centrum van het sterrenstelsel Messier 87.
Wat is een zwart gat nu eigenlijk? In principe is een zwart gat een regio waar de zwaartekrachtsversnelling zo enorm is dat zelfs licht er niet uit kan ontsnappen. Even een voorbeeld; hier op aarde hebben we een zwaartekrachtsversnelling van 9,8m/s². De zwaartekrachtsversnelling zou bij het "oppervlak" van de waarnemingshorizon (kom ik later op terug) van een zwart gat met de massa van 10x de zon zo'n 1.521.236.121.681m/s² bedragen. Het komt erop neer dat een gewicht van 100 ton op aarde aan het oppervlak van de waarnemingshorizon van dit betreffende zwarte gat net zo zwaar zou zijn als de planeet Mercurius. Referenties:https://www.quora.com/What-would-the-ac ... black-hole
In feite bestaat een stilstaand* zwart gat uit een aantal 'componenten': - Fotonsfeer - Waarnemingshorizon. - Singulariteit *) Er bestaan ook roterende zwarte gaten, met hun eigen afwijkende eigenschappen. Ik beperk me voor het gemak even tot de stilstaande variant.
De fotonsfeer is de regio vlak boven de waarnemingshorizon waar fotonen, als ze in een raaklijn vlak langs het zwarte gat vliegen in een baan gevangen raken. Stilstaande zwarte gaten hebben een fotonsfeer van 1,5x de Schwarzschild radius. Het is mogelijk voor deeltjes om door invloed van een externe factor uit de fotonsfeer te ontsnappen, maar tegelijkertijd zal elk deeltje wat door de fotonsfeer richting de waarnemingshorizon gaat verloren zijn.
De waarnemingshorizon is de zwarte 'bol' die je ziet (of beter gezegd, niet ziet) van het zwarte gat. Alles wat in de waarneminghorizon verdwijnt kan onmogelijk meer ontsnappen, zelfs de snelheid van het licht is niet genoeg om uit een zwart gat te ontsnappen. Het formaat van de waarnemingshorizon is afhankelijk van de massa van de singulariteit.
De singulariteit is de kern van het zwarte gat. Deze kern zou in theorie een oneindige dichtheid hebben (bepaalde massa met een volume van 0).
Hoe ontstaat een zwart gat? Er zijn meerdere manieren voor een zwart gat om te ontstaan. Eén van de manieren is wanneer een zware ster zichzelf niet meer in balans kan houden, d.w.z. de uitwaardse druk van het nucleaire proces kan de neerwaardse druk van z'n eigen zwaartekracht niet meer weerstaan, en stort deze in wat meestal met veel geweld gepaard gaat. Meestal exploderen deze sterren in een Super- of Hypernova. Als de overgebleven kern zwaarder is dan 3 tot 5 zonmassa's zal de resterende nucleaire activiteit onvoldoende zijn om verdere ineenstorting tegen te gaan, met uiteindelijk een zwart gat tot gevolg. Dit is even in een notendop. Verdere info is o.a. bij onderstaande links te vinden. https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hol ... _evolution https://hubblesite.org/quick-facts/all-quick-facts (halverwege de pagina)
Schwarzschild Radius. De Schwarzschild Radius (vernoemd naar de Duitse natuurkundige Karl Schwarzschild) is een verhouding tussen massa en omvang. Is een bepaalde massa kleiner dan z'n Schwarzschild radius, dan is dat per definitie een zwart gat. Je kan van elk object de Schwarzschild radius berekenen, en als je dat betreffende object weet te comprimeren tot het in z'n Schwarzschild radius past, dan heb je een zwart gat gecreëerd. De formule om de straal te berekenen ziet er zo uit:
G = gravitatieconstante (waar je weer een hele andere formule voor nodig hebt om die uit te kunnen rekenen) M = massa c = lichtsnelheid
Ter illustratie, een Big Mac met een gewicht van 215 gram heeft een Schwarzschild radius van 3.19×10^−28m. Dus als je daar een zwart gat van wilt maken moet je 'm fijnknijpen tot 'ie een straal heeft van ongeveer 0.000319 Yoctometer. 1 Yoctometer is één biljardste van een Nanometer. Om dat even in perspectief te zetten; een koolstofatoom is 0,340 Nanometer groot, en een waterstofatoom 0,031 Nanometer, dus onze Big Mac moeten we fijnknijpen tot ver in het subatomaire gebied, ver voorbij wat met de sterkste elektronenmicroscoop te zien is.
De aarde heeft een Schwarzschild radius van 8,87mm en de zon mag je in elkaar proppen tot ongeveer een kilometer of 6 in diameter (radius = straal = 1/2 diameter).
Ik heb hier nog een paar handige filmpjes van Scott Manley, die weet heel veel ingewikkelde zaken op een begrijpelijke manier te vertellen.
Onderstaande is een VR filmpje, bij gebrek aan een VR bril kan je met je cursor door te klikken en slepen rondkijken.
Dan maar eens kijken wat ik ervan heb weten te maken...
Als eerste zocht ik een balletje om als basis te gebruiken. Een pingpongbal leek mij een prima formaat, dus maar eens bij de Action gaan rondkijken voor een goedkoop setje.
Check! En aangezien een zwart gat in de buitenlucht desastreus is moeten we 'm wel veilig opbergen, dus een stolp is wel vereist.
Check! En toen zocht ik nog een zwarte verf die donkerder was dan al het andere. Aangezien vantablack voor de consument niet beschikbaar was zocht ik het beste alternatief en via via kwam ik op deze verf uit:
Dit is een flesje Black 2.0 en deze zwarte verf zou de meest matte zwarte verf zijn die voor de consument beschikbaar is (althans, in ieder geval tot Black 3.0 weer op voorraad is).
Dus, eens kijken wat het verschil is met, laten we zeggen, Tamiya flat black...
Nu is de onderste foto met flits genomen, eerlijk gezegd had ik meer verwacht van BLack 2.0... Ja, het is heel mat, en dat is ook goed, maar ik had toch gehoopt dat het donkerder zou zijn.. Nou ja, ik kan er op zich wel wat mee. Bijkomend voordeel is dat het goed te spuiten is, maar ook heel makkelijk met de kwast aan te brengen is.
Vervolgens maar even in het balletje en de bodem van de stolp een gat gemaakt en een passend stokje gezocht, met dit als resultaat:
Kijk, dat verschil tussen de lichte kant en de schaduwkant moet ik dus niet hebben, wegens dat is het verschil tussen een zwart gat en een zwart geverfde pingpongbal... Als oplossing ben ik dus gaan kijken hoe het eruit zou zien als ik de stolp donkerder maak met Tamiya smoke (uit spuitbus). En aangezien er lichtjes bij de stolp zaten leek het me wel leuk om daar iets mee te doen, dus de lichtjes hebben we even een laagje clear red gegeven en de boel in elkaar geschoven met het volgende resultaat.
Aanvankelijk was ik hier wel content mee, het balletje zag er nu echt egaal zwart uit. Echter vond ik dat er teveel licht in de stolp zat, dus heb ik de ledstrip afgeknipt tot er nog maar eentje aan zat, en die 'achter' het balletje geplakt.
En daar zien jullie de grootste tegenslag. De Tamiya smoke is zodanig met het plastic van de stolp gaan reageren dat ik het balletje haast niet meer kon zien. Op zich een leuk effect, maar het moet wel van een afstandje te zien zijn wat het voor moet stellen, en dat ging nu dus niet meer. Nu bleek ook de hechting niet erg goed te zijn wegens ik kon de verf er als een velletje af trekken en kon ik gelijk de schade aan de stolp bekijken:
Yup, compleet FUBAR...
Dus, wat nu?? Wel, ik had met m'n ouders afgesproken om naar de IKEA te gaan en kwam bij toeval deze lamp tegen:
https://www.ikea.com/nl/nl/p/fado-tafellamp-grijs-40356300/ Deze lamp heeft een getinte glazen bol die mij ideaal leek, en hij paste gelukkig prima op de voet van de stolp. En nu staat 'ie er zo bij:
Ik ben niet ontevreden, er zijn een aantal dingen die ik graag had gezien; de bol had iets donkerder gemogen en ik had graag een natuurkundig fenomeen erbij gesimuleerd, maar een zwaartegrachtslens simuleer je niet makkelijk... Maar goed, ik vind 'm leuk en wil 'm meenemen naar Hurdegaryp. Maar voor het mooie zou die wel op een plekje moeten staan waar het licht niet heel fel is. Ik voel er weinig voor om een poging te wagen het glas donkerder te maken namelijk.
Oh, en voor wie zich nu afvraagt hoe zwaar dit zwarte gat zou moeten zijn, in het bovenste filmpje verteld Scott dat een makkelijke manier om uit te rekenen hoe groot een zwart gat is, is door de massa van het object in zonnemassa's (M) x 2,95 te doen, dus: rb = M x 2,95 rb staat voor 'radius black hole', de straal van het zwarte gat. is het astronomische symbool voor de zon. is het astronomische symbool voor de Aarde, die gaan we zo ook nodig hebben.
Op deze manier kan je dus ook de massa van een zwart gat uit kunnen rekenen als je de straal hebt. Dat gaat dan zo: Mb = rb / 2,95
De pingpongbal heeft een straal van 20mm, dus 0,0002km 0,0002 / 2,95 = 0,0000677966M 0,0000677966 M = 134,842x10^24 kg
De massa van de aarde (M) is 5,772x10^24kg.
134,842x10^24 / 5,772x10^24 = 22,579
Mijn zwarte gat zou dus om een echte te zijn een massa van 22,579M moeten hebben. Ik hoop dat de tafels in Hurdegaryp stevig genoeg zijn.
Geregistreerd: ma 27 mei, 2019 11:36 am Berichten: 2815
Dit is wel een heel verrassend modelbouwproject. In ieder geval zwarter dan zwart. Leuk! Je worsteling met het vinden van de juiste vorm en methode is ook interessant om te volgen.
En over die twee zwarten: De Tamiya heeft duidelijk minder lichtreflectie dan de Zwart 2.0. Dus in jouw laboratoriumomgeving is de Tamiya zwarter.
Bedankt voor de complimenten, heren! Ja het is weer wat anders, kwam eigenlijk spontaan in me op om zoiets als dit te doen en wat ik in m'n beginpost al zei; er is niets zwarters dan een zwart gat. @ Huib, dat wel, maar ook minder mat, en voor mij was vooral reflectie een prio. @ Mitchel, Dat kan ik nog proberen, eens kijken hoe dat het makkelijkst gaat. @ René, Hij gaat mee naar Hurdegaryp, nog 1,5 week geduld. @ Thierry, Ik heb geprobeerd om het luchtig te houden. @ Deef, goed te horen dat het in de smaak valt! @ Barry, het is wel een heel zwaar pingpongballetje. En bedankt! Ik zal nog even kijken of ik het glas donkerder kan krijgen, hoeft niet veel te zijn. @ Silenoz, Black 3.0 was niet beschikbaar toen ik mijn flesje wilde bestellen, maar ik zal de webwinkel in de gaten houden, wellicht kan ik tzt nog een flesje bestellen. De verf is echt heel makkelijk aan te brengen, dus ik kan het balletje zo een extra laagje geven.
Danny
_________________ Now the gate has been unlatched, headstones pushed aside; corpses shift and offer room, a fate you must abide!
Gebruikers op dit forum: Geen geregistreerde gebruikers. en 12 gasten
Je mag geen nieuwe onderwerpen in dit forum plaatsen Je mag niet antwoorden op een onderwerp in dit forum Je mag je berichten in dit forum niet wijzigen Je mag je berichten niet uit dit forum verwijderen