Hvirvler i rumtiden omkring sorte huller overrasker forskerne
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Hvirvler i rumtiden omkring sorte huller overrasker forskerne

Sorte huller er endnu mere besynderlige, end forskerne hidtil har troet: De danner hvirvler i rumtiden.

Det kunne Kip Thorne berette, da han sidste uge var i Danmark for at modtage en af de sjældent uddelte Unesco-Niels Bohr Guldmedaljer i Videnskabernes Selskab.

Den 70-årige amerikaner, der er en af verdens førende eksperter i gravitationsbølger, fortalte til Ingeniøren, at han på vejen til København havde aflagt et besøg hos sin gamle ven Stephen Hawking i Cambridge i England og her fortalt om rumtids-hvirvlerne omkring sorte huller. Opdagelsen er så ny, at den endnu ikke er publiceret i et videnskabeligt tidsskrift.

I LIGO-observatoriet i Hanford måles bevægelsen af 40 kg tunge spejle for enden af to fire km lange rør, når der kommer krusninger i rumtiden. Illustration: LIGO Scientific Collaboration og Virgo Collaboration

»Stephen fandt det yderst interessant,« forklarede Kip Thorne.

Der er ikke tale om en observation, men en numerisk simulation, som skal bane vejen for fortolkninger af observationer, som Kip Thorne forventer bliver mulige om få år, når en opgradering af to amerikanske gravitationsbølgeobservatorier (LIGO), som går i gang i næste måned, er færdig.

I LIGO observerer man med laserstråler, hvordan to 40 kg tunge spejle flytter sig i forhold til hinanden, når en gravitationsbølge passerer forbi. Spejlene er placeret for enden af to lufttomme rør, der står vinkelret på hinanden. Rørene har hver en længde på fire kilometer.

Bevægelsen af spejlene vil være omkring 4x10^-18 meter - eller omkring 250 gange mindre end størrelsen på en proton. Det er simpelthen den ultimative præcisionsmåling.

Einsteins ligninger

Mens Thorne og andre forskere venter på eksperimentelle data, foretager de numeriske simulationer af kosmologiske fænomener, som er et forskningsområde i kraftig vækst.

Opgaven er i princippet blot at løse Einsteins ligninger, men det er overmåde vanskeligt og kræver ekstraordinær computerkraft.

Beregninger foretaget inden for de seneste par måneder viser dog, at et roterende sort hul danner to hvirvler i rumtiden, der udspringer for henholdsvis nordpolen og sydpolen, således at den ene hvirvel roterer med uret og den anden mod uret.

Støder to sorte huller sammen og danner et nyt hul, kan faconen af det sorte hul ændres fra en kugle til noget, der minder om en amerikansk football, og antallet af rumtids-hvirvler bliver fire.

Denne nye viden kan forskerne bruge til at skelne mellem årsagen til forskellige former for gravitationsbølger, der rammer Jorden.

»Numeriske simulationer er meget kraftfulde. De viser os, hvad der kan ske i universet. Men kun faktiske observationer viser, hvad der rent faktisk sker,« siger Kip Thorne.

Han er idémanden bag gravitationsobservatorier, som han har arbejdet med siden 1980'erne. Observationerne giver astrofysikere et helt nyt værktøj, og i princippet vil det være mulitg at studere universets skabelse via de gravitationsbølger, som blev udsendt ved Big Bang, påpeger Kip Thorne.

Direkte observation af Big Bang

Med synligt lys og anden elektromagnetisk stråling kan man studere universet tilbage i tiden, da det var omkring 300.000 år - bl.a. i form af den kosmiske baggrundsstråling, som er eftergløden fra Big Bang.

Det er et fænomen, som den europæiske Planck-satellit med et dansk designet spejl for tiden laver de hidtil mest nøjagtige målinger af.

Før den tid var universet ikke gennemsigtigt for elektromagnetisk stråling, da elektroner endnu ikke var bundet til atomkerner.

Med neutrino-astronomi kan man principielt studere universet helt tilbage, til det kun var et sekund gammelt.

Men det allerførste og mest spændende sekund i universets liv - helt tilbage til den såkaldte Planck-tid på ca. 10^-43 sekund - kan kun studeres med gravitationsbølger.

Kip Thorne forklarer, at man ved hjælp af gravitationsbølger vil være i stand til at studere opspaltningen af naturkræfterne, eksempelvis hvordan den elektrosvage kraft omkring 10^-12 sekund efter Big Bang delte sig i den elektromagnetiske kraft og den svage kernekraft.

»Jeg tror det bliver muligt inden for de næste 30 år at foretage sådanne observationer. Jeg håber, at jeg vil leve længe nok,« siger Kip Thorne og tilføjer:

»Jeg har heldigvis gode gener«.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

I årene 1967-68 udtænkte jeg en Maxwell-analog gravitationsteori med to gravitations-felter. I 1972 havde jeg en artikel om teorien med overskriften ”Ny Gravitationsteori” i tidsskriftet ”Gamma nr. 9”, udgivet af Niels Bohr Instituttet.

-- Gravitostatiske og Gravitomagnetiske felter --
De to gravitations-felter, det ’gravito-statiske felt’ og det ’gravito-magnetiske rotationsfelt’ kan beregnes af ligninger, der er analoge til Maxwells ligninger for elektriske og magnetiske felter.

Omkring en hvilende (målt i et valgt referencesystem) gravitationel masse eksisterer der kun et gravitostatisk felt, svarende til ’Newton-feltet’.

Omkring en gravitationel masse, der bevæger sig i forhold til et valgt referencesystem, eksisterer der både et gravitostatisk felt og et gravitationelt rotationsfelt, som vi kan kalde det gravitomagnetiske felt, fordi det er analogt til det magnetiske felt omkring en elektrisk ladning, der bevæger sig.

Bemærk: Både magnetiske felter og gravitomagnetiske felter kan opfattes som relativistiske effekter.

-- Gravitations-bølger forudsiges --
To-felt gravitations-teorien forudsiger ganske naturligt, at der udsendes ’gravitations-bølger’ fra gravitationelle masser, der accelererer f.eks. svinger i forhold til et valgt reference-system.

Da styrken af gravitations-bølger er uhyre lille for selv store masser, ja så er gravitations-bølger vanskelige at påvise.

-- Koblings-parametre og hastigheden af gravitationsbølger --
I ligningerne der bestemmer de to gravitations-felter indgår to ’stof-parametre’, som vi her kan betegne med bogstaverne a og b. (se link)
Størrelsen a, som kan kaldes den diagravitationelle parameter, kobler til stofs gravitationelle masse, og den har følgende sammenhæng med Newtons gravitations-konstant G:

(1) a = 1/(4piG) = 1,1910^9 (kgs^2/m^3)

Størrelsen b, som kan kaldes den gravitomagnetiske permeabilitet, kolber til gravitationel masse, der bevæger sig.
Størrelserne a og b bestemmer udbredelseshastigheden af gravitationsbølger. Hvis vi antager, at hastigheden af gravitationsbølger er lig med lysets hastighed c i vakuum, så kan vi beregne en talværdi for b af formlen:

(2) b = 1/(ac^2) = 9,3110^(-27) (m/kg)

-- Det gravitomagnetiske felt ’skjuler sig’ --
Den uhyre lille talværdi af b forklarer, hvorfor en H.C. Ørsted ikke, ved forsøg i laboratoriet, har kunnet opdage eksistensen af det gravitomagnetiske felt omkring strømmende masse!

Størrelsen af det gravitomagnetiske felt omkring selv meget store masse-strømme er uhyre lille. Men omkring tunge og supertætte masse-strømme, såsom roterende neutron-stjerner og ’sorte huller’, vil der eksistere relativt kraftige gravitomagnetiske felter, der vil have målelige virkninger.

-- Er a og b konstanter?
Måske er størrelserne a og b ikke universalkonstanter, hvorfor jeg betegner dem parametre. Måske er a og b stofafhængige, som det er tilfældet med ’dielektricitetskonstanter’ og ’permeabilitetskonstanter’ i elektromagnetismen.

-- Kan Pioneer-anomalier forklares?
Kan de observerede Pioneer-anomalier, og andre gravitations-anomalier, forklares ved en to-felt gravitations-teori, hvor a og b er stof og energi-afhængige, og måske også tidsafhængige parametre?

Link til artiklen ”Maxwell-analog gravitationsteori med to gravitationsfelter”:

http://louis.rostra.dk/kvant_06.html

I artiklen udledes de Maxwell-analoge ligninger ud fra:

1) Newtons gravitations-lov
2) Den specielle relativitets-teoris transformations-ligninger for sted, tid og hastigheder.

Hilsen fra
Louis Nielsen

  • 0
  • 0

Der er ikke tale om en observation, men en numerisk simulation

hmm.. 'numerisk simulation'.. - selvfølgelig opføre naturen sig som vore 'numeriske simulationer' foreskriver - ikk'..?

  • 0
  • 0

hmm.. 'numerisk simulation'.. - selvfølgelig opføre naturen sig som vore 'numeriske simulationer' foreskriver - ikk'..?

Hvad har du regnet med Stig ? Selvfølgelig opfører naturen sig sådan som Einstein og især Kip Thorne gerne vil have det... ;o)

  • 0
  • 0

Hvad har du regnet med Stig ?

Don't push me - Berndt.

Men kort sagt havde jeg nok forventet et noget højere niveau end det det bliver eksponeret fra debattørerne.

  • 0
  • 0
  • Kan Pioneer-anomalier forklares?
    Kan de observerede Pioneer-anomalier, og andre gravitations-anomalier, forklares ved en to-felt gravitations-teori,

Louis,
Hvis man antager at 'tyngdekraften' er dipolet, hvor samme ladning frastøder hinanden, og modsat rettede ladninger tiltrækker hinanden, og antager at 'vacuum' er fyldt med partikler, så står alting 'lysende' klart.

Herunder detaljeret forståelse for tyngdekraft, lys, energitransport, afbøjning i tyngdefelter, og ikke mindst Pioneer/Cassini anomalien, hvor jeg særligt hæfter mig ved masse/anomali forhold, idet jeg antager, at det har ca. samme hastighed.

Kun friktion kan forklare hvorfor Cassini, der har ~9*masse oplever 'roughly 3 times' anomaly.

Man kan godt kalde mig eventyrer osv., men jeg hæfter mig også ved, at der (endnu) ikke findes en plausibel forklaring:
http://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_anoma...

På samme måde har man heller ikke en plausibel forklaring på 'flyby anomalierne'
http://en.wikipedia.org/wiki/Flyby_anomaly...

Når jeg bliver kaldt 'Alice in wonderland', så vil jeg mene, at disse fantasifostre af forklaringer langt overgår hvad jeg kan forestille mig i 'mit' eventyrland.

Spørger man ind til disse problemstillinger, så opstår der fuldstændig tavshed, enten fordi man holder løsningen hemmelig, eller fordi man ikke magter at forklare disse fænomener.

  • 0
  • 0

Det er fuldstændig den sammen intuitive opfattelse, jeg har gået med.

Tyngdekraften fra et statisk legeme er velbeskrevet, men når tingene rotere, så skulle det undre mig meget om tyngdekraften virker ens i alle retninger.

Alle de målinger vi kan lave på planeterne er mere eller mindre alle i solsystemet rotationsplan, derfor kan vi ikke måle om tyngdekraften i andre retninger er anderledes.

Er det iøvrigt ikke således at flyby anomalierne er forklaret?
http://www.universetoday.com/18337/flyby-a...
Jeg har læst flere steder at det simpelthen bare var en fejl, som skyltes at doppler effekten ikke helt blev analyseret helt korrekt.

  • 0
  • 0

Tyngdekraften fra et statisk legeme er velbeskrevet, men når tingene rotere, så skulle det undre mig meget om tyngdekraften virker ens i alle retninger.

Jeg havde beslutte mig for at stoppe ;)

Men jeg har den her 'æterteori' som faktisk beskriver (stort set) alt, hvor 'tyngdekraften' ikke er en kraft direkte mellem 2 legemer, men et rumintegraler af indirekte påvirkninger fra 'æteren'.

Antager man at 'tyngdefelter' udbreder sig med K=Ko/r^2, og integrerer det op, er det lige ud ad landevejen at udlede Newtons lov (om statiske) 'tyngdekræfter'.

Problemet opstår nå man skal iagttage dynamik, hvor denne 'æter' yder friktion - analogt med kugler i vand.

Jeg har søgt efter færdige matematiske formler for f.eks. kugler i vand, da jeg antager atomer er 'kugleformede', men denne matematik er særdeles kompliceret.

Kig efter hydrodynamiske koefficienter.
http://people.civil.aau.dk/~i5mb/B8/kysthy...

eg har læst flere steder at det simpelthen bare var en fejl, som skyltes at doppler effekten ikke helt blev analyseret helt korrekt.

Hvis man er 'troende' kan man afvise enhver form for 'anomali' som værende fejl, men læg mærke til, at jeg ikke kun refererer til Pioneer/cassini, men også flyby 'anomalierne'.

Hvis man søger efter summen af 'anomalier', bliver det stadig sværere at bortforklare som følge af 'fejl', og henholde sig til gængse teorier, da observationerne hober sig op, og nogle er af nyere dato, og kan derfor ikke umiddelbart henføres til 'målefejl'.

  • 0
  • 0

Alle de målinger vi kan lave på planeterne er mere eller mindre alle i solsystemet rotationsplan

  • Planeternes rotationsplan.

Hvis man antager, at galaxer er dannet ud fra en super/hypernova jfr.
http://ing.dk/debat/122127

vil det udslyngede materiale ideelt set blive fordelt i en symmetrisk kugleform, hvor materialet bliver bremset op pga. den gensidige tyngdekraft, men da intet er homogent, og symmetrisk, vil der ske sammentrækninger på denne 'kugleflade.

Materialesammensætningen kan udledes af vort eget solsystem, som p.t. (im grossen træk) består af 70% brint,25% helium, og 5% tungere.

Solen har genne de sidste 4 mia år brændt noget brint af, så lad os antage at fordelingen ved solsystemets fødsel var 80/15/5.

De 5 % er ikke kun fordelingen at udslynget materie, men også det tilbageværende 'sorte hul', som er kompakt masse.

Nåh, men det fremgår, at materialet set fra et lille bitte kugleudsnit er ca. 2-dimensionelt, og derfor etablerer vort solsystem sig i et enkelt plan.

Mit gæt vil være, at dette rotationsplan - sammen med alle de andre solsystemer - tilnærmelsesvist vil ligge vinkelret på mælkevejens centrum.

Når jeg skriver 'alle andre' henfører jeg til, at denne teori vil medføre, at der til alle stjerner(sole) vil medfølge planeter/måner/asteroide m.v.

Men da det ikke er homogent, og symmetrisk, fordelt, kan man ikke udlede, at alle solsystemer er identiske.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten