Készítsünk fekete lyukat otthon!

Átírás

1

2 Készítsünk fekete lyukat otthon!

3 Készítsünk fekete lyukat otthon! Barnaföldi Gergely Gábor, Bencédi Gyula MTA Wigner FK Részecske és Magfizikai Kutatóintézete AtomCsill 2012, ELTE TTK Budapest Budapest, október 18.

4 Tartalom Fekete lyukak égen s földön Hogyan láthatunk fekete lyukakat? Hogyan születik a fekete lyuk? Készítsünk fekete lyukat tudományosan! Készítsünk fekete lyukat otthon! 4

5 Figyelem ne kísérletezzünk otthon! A fekete lyuk nem játék! 5

6 Fekete lyukak égen s földön? 6

7 Fekete lyuk történet Mindent elnyelő objektumra mindig van volt és lesz igény... Első írásos emlék:,,if there should really exist in nature any bodies, whose light could not arrive at us we could have no information from sight; yet, if any other luminous bodies should happen to revolve about them we might infer the existence of the central ones. Rev. John Mitchell levele Henry Cavendishnek május 26. 7

8 Fekete lyuk ahogy könnyű elképzelni M1 < M2 < M3 << M4 8

9 Fekete lyuk: a megvilágosodás felé... Pierre Simon Laplace (1796) dark stars sötét csillagok. Albert Einstein: általános relativitáselmélet (1915) Karl Schwarzschild: Einstein téregyenletek megoldása statikus gömbszimmetrikus téridőben eseményhorizont, Schwarzschild sugár: Rsch = 2GM/c2 Orest Chwolson (1924) A. Einstein (1936) Gravitációs lencsehatás masszív objektumok által Fritz Zwicky (1937) Galaxishalmaz is okozhatja 1979: Kitt Peak Nemzeti obszervatórium, 2.1m teleszkópjával megfigyelt SBS Twin QSO Két azonos szillagszerű objektum? Hogy lehet? 9

10 Hogyan születik a fekete lyuk? 10

11 A fekete lyuk születése Összeroppant csillagmaradvány átesik az esemény-horizintján Fény és információ nem jut ki az eseményhorizonton túlra Ahogy látható: akkréciós korong gravitációs lencsehatás BH-csillag kettős Falánk jószág! 11

12 A fekete lyuk születése Több dimenziós téridőben (LXD, azaz Nagy extra dimenziók mellett), keletkezhetnek mikroszkópikus fekete lyukak Ezektől kellene félnünk? Lássuk a CERN-es videót! 12

13 Hmmm... 13

14 és semmi cicó az erő velünk van! október 16. sajtóközlemény 14

15 Hogyan láthatunk fekete lyukakat? 15

16 Látszik-e a fekete lyuk a képen? Menjünk távolabb! 16

17 Fekete lyuk, ahogy elképzeljük 17

18 Fekete lyuk, ahogy elképzeljük 18

19 Reméljük, hogy látszik... 19

20 Tényleg látszik a hazása: Einstein gyűrű 20

21 Távoli galaxisok képei 21

22 Készítsünk fekete tudományosan! 22

23 Fekete lyuk készítése tudományosan Fúrunk egyet... Ha összegyűjtünk sok nagy tömeget... Ha elég nagy energiás ütközéseket csinálunk Ha otthon körbenézünk a konyhában... 23

24 Szolgálati közlemény... Nos, miután feladatunknak érezzük, hogy óvjuk a jövő fizikusnemzedéket, ezért nem mutatunk be igazi fekete lyukat a jelenlévőknek, azonban megfigyelhető hatását igen... 24

25 Einstein gyűrűk gravitációs lencsehatás 25

26 Einstein gyűrűk gravitációs lencsehatás 26

27 27

28 Egy kis téridő optika... Téridő szerkezet Optikai probléma A görbült téridőben a fény útja is görbül, ez hasonló a helyfüggő törésmutatójú anyagok optikai viselkedéséhez. 28

29 Egy kis optika... Olyan, mintha helytől változó törésmutató lenne... Ezt a jelenséget mi jól ismerjük, hiszen ez a délibáb vagy fata morgana Itt a légrétegek törésmutatója változik a 5-15 C-os hőmérsékletkülönbség hatására 29

30 Egy még egy kis optika... Snellius-Descartes tv. α a beesési szög β a törési szög c1, c2 a közegbeli fénysebesség n12 a relatív törésmutató 30

31 Egy kicsit több optika... x Snellius-Descartes tv. kis szögekre: sin(x) = x r D i Einstein levezetéséből A görbe deriváltja e(x) 31

32 Különböző,,tömegeloszlású lencsék Tömegpont Gázgömb Spirálgalaxis 32

33 Különböző,,tömegeloszlású lencsék Tömegpont Gázgömb Spirálgalaxis 33

34 Különböző,,tömegeloszlású lencsék Tömegpont Gázgömb Spirálgalaxis 34

35 Készítsünk fekete lyukat otthon... 35

36 Kell egy fogékony társaság! 36

37 Rendes háztartásban van fekete lyuk... Tömegpont Spirálgalaxis + 37

38 Figyelem! NE kísérletezzünk otthon!...de azért óvatosan... 38

39 Mérési összeállítás(ok) Ernyő (plafon) Fekete lyuk (pohártalp, üveg) Fényforrás (lézermutató) Állvány 39

40 Mérési összeállítás(ok) 40

41 3,

42 Lencsék: MTA Wigner FK Részecske és Magfizikai Intézet, Technikai Osztály 42

43 Aki nem hiszi, járjon utána... 43

44 44