Referat fra medlemsmøte i TAF 15. mars 2007

Generelt
Det var 43 personer til stede. Terje Bjerkgård var møteleder. Albin Kristiansen var "kjøkkensjef".

Nye medlemmer/møtedeltakere.
Steve Andre Øyra og Kjersti Singstad var på sitt første TAF-møte. De ble ønsket velkommen. Etter at foredraget var startet ankom Nadja Strandheim som også var på sitt første TAF-møte. Hun ble derfor ikke presentert denne gang.

Opplevelser siden siste møte.
Følgende ting ble nevnt :

  • Måneformørkelsen natten mellom 3. og 4. mars.
    • Bengt Erik Erlandsen fikk med seg hele formørkelsen. Han tok ca. 150 bilder som senere skal settes sammen til en video. Bengt Erik så 59 Leo forsvinne og komme tilsyne igjen bak månen.
    • Bjørn Egil Stavseng (Volløya) så måneformørkelsen fra Svalbard. Det var et veldig flott syn.
  • Bengt Erik Erlandsen forsøkte seg også på Saturn-okkultasjonen ca. to døgn før formørkelsen, men det klarnet opp to minutter for sent. Han tok like etterpå et bilde (se nedenfor).
  • Terje Bjerkgård: Vi har hatt flere skoleklasser og en gruppe studenter fra NTNU på observatoriet siden siste møte. Den ene av disse kveldene var det forferdelig kaldt med -16 grader og kuling. Akkurat det frister ikke til gjentagelse. Det er også ødeleggende urolig luft når det er så sterk vind.

Meddelelser.

  • Tom Reidar Henriksen : Det blir pizza på generalforsamlingen i april.

Annet.

  • Birger Andresen delte ut Corona og innkallingspapirer til generalforsamlingen til alle på møtet.
  • To stk "Astronomi" nr. 2/2007, mottatt som gave fra Norsk Astronomisk Selskap, ble solgt for kr. 35,- til Geir Magnus Jensen og Knut Sverre Grøn.
  • Birger Andresen viste bilder tatt av Bengt Erik Erlandsen (måneformørkelsen og Saturn-okkultasjonen), Erlend Langsrud (måneformørkelsen og vulkanske kratre på månen), Bjørn Willmann (måneformørkelsen), Johannes Schedler (måneformørkelsen), Birger Andresen (måneformørkelsen) og kopi av NRK sin dekning av måneformørkelsen på Søndagsrevyen hvor Birgers bilde ble brukt.
  • Terje Bjerkgård og Birger Andresen informerte om at styret i TAF fremmer forslag på generalforsamlingen i april om at styret får fullmakt til å forfølge en intensjon om å kjøpe nytt hovedteleskop til observatoriet i Bratsberg. Et 12" katadioptrisk teleskop koster ca. 20 tusen kroner mer enn TAF kan disponere til telskopkjøp pr. i dag, mens en 14" koster ca. 25-30 mer enn det igjen. Det var mange som ytret et sterkt håp om at vi skal få finansiert et 14" teleskop når vi først skal bytte ut det nåværende 11" teleskopet. Ulike finansieringsmåter vil bli forsøkt dersom styret får fullmakt som foreslått på generalforsamlingen. Av disse vil en økning av medlemsavgiften trolig være den eneste som påvirker alle medlemmene. Det vil også bli vurdert å lete etter gratis møtelokale (leie av Autronicahallen koster nå kr. 700,- pr. møte) dersom vi sliter reelt med å få samlet sammen nok penger innen rimelig tid.

Foredrag - "Svarte hol – eksotiske objekt i universet av professor Jens Oluf Andersen (NTNU)

Om foredragsholderen
Foredragsholderen er ikke fagastronom, men fysiker. Han jobber ved institutt for Fysikk ved NTNU, og er tilsluttet Astroparticle-Physics Group. Han jobber fortrinnsvis med følgende problemstillinger: kvark-gluon plasma, nøytron – og kvarkstjerner, tidlig univers. Han har egen webside på http://www.nt.ntnu.no/users/jensoa/ Dette er hans første foredrag for TAF.

Gravitasjonsloven og relativitetsteori
Klassisk gravitasjonslov (Newton) ble presentert. Den gang trodde man at tid var et absolutt begrep. Ideen om svarte hull ble formulert i 1783 av John Mitchell og Pierre Laplace. De mente at hvis en stjerne bare er massiv nok, så vil gravitasjonskraften være så sterk at verken lys eller materie unnslipper stjernen. I 1905 publiserte Einstein den spesielle relativitetsteorien. Tid var ikke lenger et absolutt begrep. Denne teorien beskriver hendelser i et fire dimensjonalt tid-rom.

To viktige konsekvenser av spesiell relativitetsteori er:

  • Lorentz-kontraksjonen som viser hvordan lengder kontraheres når et objekt beveger seg relativt til observatøren (L’ = (1 -v2/c2)0.5 L, hvor v=hastigheten relativt til observatøren og c er lyshastigheten. L er lengden av objektet observert i ro.
  • Tidsdilatasjonen som formulerer hvordan observert tid også avhenger av relativ hastighet (ΔT = (1 -v2/c2)0.5 Δt)

Som eksempel på disse to fenomenene ble brukt "Jenta i låven" (Ja, nå kan dere som ikke var på møtet angre, for jeg akter ikke å referere dette artige eksemplet).

I 1915 publiserte Einstein sin generelle relativitetsteori. Denne inkluderer gravitasjon. Tid-rommet er krumt rundt en masse. En konsekvens er at lys avbøyes når det passerer nær en masse. Dette ble målt i 1919 under en solformørkelse og var i overensstemmelse med generell relativitetsteori. Dette var den første ekperimentelle testen av teorien til Einstein.

Karl Schwarzschild fant en kulesymmetrisk løsning av Einsteins feltligninger i 1916. Han trodde ikke selv på svarte hull.

Stjernedød
Avhengig av massen til stjernen blir den til en hvit dverg, nøytronstjerne eller svart hull når den dør. Svarte hull kan observeres for eksempel via den strålingen de sender ut når masse faller inn mot dem, for eksempel når det finnes en stjerne som avgir masse i nærheten. Det finnes også etter all sannsynlighet svarte hull i sentrum av mange galakser.

Schwarzschild-geometri ble beskrevet med singularitet og hendelseshorisont.

Lys som beveger seg oppover i et gravitasjonsfelt mister energi. Bølgelengden blir da lengre og lengre jo høyere opp i feltet det kommer. Dette kalles gravitasjonell rødforskyvning. Ved hendelseshorisonten er lyset uendelig rødforskjøvet, og det kommer ikke videre. Derfor kan vi ikke observere noe som befinner seg innenfor hendelseshorisonten.

Ingenting skjer idet en tenkt astronaut passerer hendelesehorisonten annet enn at de utenfor mister radiokontakten. Så lenge vi er utenfor hendelseshorisonten vil vi ikke merke noe spesielt bortsett fra at det synes å ta uendelig lang tid før astronauten når hendelesehorisonten. Det gjør heller ikke astronauten, bortsett fra at gravitasjonskraften blir ekstremt stor så nær et så massivt objekt.

De fleste svarte hull roterer fordi kilden til hullet roterte. Dette kommer av at spinn bevares også under dannelsen av et svart hull. Slike roterende svarte hull kalles Kerr-hull etter Roy Kerr som løste feltligningene for roterende svarte hull i 1963. Slike hull er noe flattrykte i forhold til ikke-roterende svarte hull (Schwarzschild-hull), og mer flattrykte jo raskere de roterer. Det finnes også en tredje type svarte hull, nemlig elektrisk ladde svarte hull. Disse kalles Reissner-Nordstrøm-hull.

Stråling fra svarte hull
Svarte hull er ikke helt svarte (Hawking, 1974). Dette kommer av kvantemekaniske effekter som gjør at vi på hendelseshorisonten av og til får dannet par av partikler og anti-partikler. Disse dannes i vakuum, dvs. kvantemekanisk er vakuum ikkje tomt i klassisk forstand, men meir som eit medium (eter!). En av disse partiklene, for eksempel et proton eller et anti-proton, kan lekke ut som stråling. Dette innebærer et energitap, og altså et massetap fra det svarte hullet. Vi sier at det svarte hullet fordamper.

Svarte hull følger strålingsloven. Temperaturen til et svart hull = en konstant / massen. Store svarte hull er altså kaldere enn små svarte hull. Massetapet (fordampningen) skjer etter M(t) = K(t*-t)1/3, hvor t* er fordampningstiden. Fordampningen skjer altså svært fort når tiden nærmer seg t*. Akkurat i fordampningsøyeblikket sender det svarte hullet ut store energimengder i en eksplosjonsartet "død". Et svart hull med radius = 10-15 m (protonstørrelse) har en effekt på ca. 10 Gigawatt, dvs. omtrent som et kjernekraftverk.

Oppsummering

  • Svarte hull er en konsekvens av Einsteins generelle relativitetsteori og det finnes essensielt tre typer; ikke-roterende (Schwarzschild-hull), roterende (Kerr-hull) og elektrisk ladde (Reissner-Nordstrøm-hull).
  • Svarte hull er resultatet av gravitasjonell kollaps av stjerner
  • Svarte hull er observert i binære system og i galaksesentre
  • Svarte hull kan kanskje lære oss om kvantegravitasjon

Spørsmål under og etter foredraget.
Det var masse spørsmål under og etter foredraget, så dette var et særdeles vellykket møte.

___________________________

Birger Andresen, Referent
21. mars 2007.