Tunge sorte huller hvad kan de bruges til?

Størrelse: px
Starte visningen fra side:

Download "Tunge sorte huller hvad kan de bruges til?"

Transkript

1 Tunge sorte huller hvad kan de bruges til? Af Marianne Vestergaard, Dark Cosmology Centre, Københavns Universitet I Einsteins almene relativitetsteori, fremsat for 101 år siden, giver masse anledning til krumning af rumtiden. Den største krumning sker, omkring sorte huller som er meget kompakte. Længe har sorte huller været omgærdet af mystik, dels pga. den ukendte fysik som hersker og dels da man ikke vidste, om de faktisk eksisterer. Vi ved nu, at sorte huller findes i stort antal og i mange størrelser. Jeg beskriver her, hvorledes tunge sorte huller kan bruges til at udforske Universet og til at forstå nogle af de mere specielle hjørner af fysikken. Hvad er sorte huller? Et sort hul er så kompakt (dvs. at det har en stor masse indenfor et relativt lille volumen), at selv lys ikke kan undslippe det faste greb fra dets tyngdefelt, når det kommer for tæt på. Størrelsen af et sort hul bestemmes af dets begivenhedshorisont (Schwarzschild radius), R s, hvor undvigelseshastigheden er lig lysets hastighed: R s = 2GM SH c 2. (1) Her er G og c hhv. den gravitationelle konstant og lysets hastighed, mens M SH er massen af det sorte hul. For Jorden er R s = 9 mm og Solen har R s = 3 km. De allerstørste kendte sorte huller, med masser af størrelsesordenen 10 milliarder solmasser, har R s af størrelsesordenen 25 lystimer (dvs. en udstrækning på ca. 50 lystimer). Et sort hul er et ret simpelt objekt, da det kan beskrives ved blot tre egenskaber: masse, spin, og ladning. Massen er langt den vigtigste egenskab, som bestemmer dets tyngdefelt og dermed dets gravitationelle rækkevidde, samt hvor hurtigt det kan sluge materiale og dermed vokse sig større, såfremt der er nok materiale i nærheden. Astronomisk set er kun massen og spinnet af interesse. Sorte huller findes! Blot indenfor de sidste 20 år er det blevet bekræftet, at sorte huller ikke blot eksisterer men de findes alle vegne. Hver galakse har mindst ét, nemlig et kæmpestort sort hul med en masse over 1 million solmasser (én solmasse er massen af Solen, ca kg). Vores egen Mælkevej har et sort hul på 4 millioner solmasser, mens de tungeste vi kender er på ca. 10 milliarder solmasser. Et mindre antal galakser forventes også at have to tunge sorte huller fordi de er i slutfasen af, at to galakser smelter sammen; de sorte huller vil sidenhen også smelte sammen. I en mindre brøkdel af de mest lysstærke galakser er det centrale tunge sorte hul i færd med at sluge gas, som er transporteret fra de ydre dele af galaksen ned til det sorte hul i centret. I processen udsendes så kraftigt lys, at de mest lysstærke af disse såkaldte aktive galaksekerner, kaldet kvasarer, kan observeres helt ud til de allerstørste afstande, hvor de første galakser kan observeres. Selvom denne artikel har fokus på tunge sorte huller, er det værd at nævne, at der også er adskillige sorte huller i alle galakser med masser mellem ca. 3 og ca. 60 solmasser. De er dannet i processer der involverer stjerners død. Den øvre massegrænse er noget usikker, da den dels beror på hvor store sorte huller der kan dannes når tunge stjerner dør og dels på, hvor hyppige sammensmeltninger af sådanne sorte huller er. Den nedre grænse (ca. 3 solmasser) bestemmes af tilstandsligningen for neutronstjerner. Mindre sorte huller end 3 solmasser, der er postuleret af nogle partikelfysikere, vil være uden astrofysisk betydning. Dannelse af sorte huller Små sorte huller, dvs. med en masse under 100 solmasser, ofte kaldet stellare sorte huller, dannes når tunge stjerner opbruger deres brændsel i centret. Derved stopper atomkernefusionen, dannelsen af fotoner dør ud og kerneområdet falder sammen. Hvis denne kerne overstiger tre solmasser, kan end ikke tætpakkede neutroner opretholde det enorme tryk, og kerneområdet falder sammen til et sort hul. Vi observerer de første galakser og kvasarer blot mio. år efter Big Bang. Dette er for kort tid til, at kvasarernes tunge sorte huller (på 1000 til mio. solmasser; se evt. figur 6 senere) kan være dannet fra stellare sorte huller som siden har vokset sig større ved at sluge omkringliggende gas. Man antager derfor, at det er muligt for store gasskyer på flere hundrede solmasser, eller mere, at falde sammen og danne et sort hul. Det er blot ikke ligetil, da en stor gassky skal kunne køle for at komme af med den varme, som opstår, når gas sammenpresses. Den gas, som fandtes i det tidlige univers, har svært ved at køle, fordi det kun bestod af brint og helium. Derfor mener man, at store sorte huller først kunne dannes efter den første episode af stjernedannelse, som dannede tungere grundstoffer i centret af de tunge stjerner. Tungere grundstoffer hjælper gassen med at køle langt mere effektivt. Man mener nu, langt om længe, at have observeret én sådan kæmpe gassky. De er nemlig svære at observere, dels fordi skyen er meget lyssvag og dels fordi de fleste forekommer tidligt i Universet, hvorved det svage lys er blevet meget svagt når det endelig når Jorden [1]. Sorte huller i vækst: aktive galaksekerner og kvasarer Et sort hul kan vokse sig større ved at smelte sammen med et andet sort hul som kommer indenfor dets gravitationelle rækkevidde. Den mest almindelige måde for et sort hul at vokse på er dog ved at sluge gas fra dets omgivelser, idet gasskyer er meget mere hyppigt forekommende. Specielt var der meget mere gas i det yngre og mindre Univers, hvor kvasarer også var langt hyppigere. Langt de fleste galakser, specielt de større, KVANT, september

2 har været igennem en sådan tidlig aktiv fase. Selv vores nære galakser og Mælkevejen har været igennem en sådan vækstfase. Når det sorte hul fortærer gassen udsendes kraftig røntgen-, ultraviolet- og optisk (synlig) stråling: Gassen bremses og dermed varmes den kraftigt op ved viskøse processer tæt ved det sorte hul og gassen lyser kraftigt. Aktive galaksekerner og kvasarer er derfor nemme at finde, pga. det kraftige lys fra den centrale tilvækstskive som gassen lægger sig i tæt ved det sorte hul, men de udsender også karakteristiske emissionslinjer (se figur 1) fra anden gas, som befinder sig nær det sorte hul. Linjerne er Dopplerudbredt af de høje hastigheder af gassen på mellem 2000 og km/s. Et af de mere spektakulære eksempler på deres emission er de store jets af relativistisk plasma (især bestående af elektroner og protoner), som udsendes af ca. 10 % af aktive galaksekerner og kvasarer. Plasmaen accelereres og udsendes fra et område tæt på det sorte hul til afstande på flere gange stjernelysets udstrækning i galaksen (se figur 2). Sorte huller er meget effektive partikelacceleratorer. Den kraftige emission fra tunge sorte huller har en stor indflydelse på deres omgivelser. Det kan være energirig stråling eller hurtige jets af tæt molekylgas [2]. Det er derfor nødvendigt for forskerne, at forstå disse processer i større detalje for at kunne forstå beskaffenheden af nogle af de store massestrukturer i Universet, såsom galakser og galaksehobe. Da energien som det sorte hul formår at afsætte i omgivelserne primært afhænger af dets masse, er der stor forskningsaktivitet netop i at bestemme denne masse nøjagtigt. Figur 1. Typisk UV-optisk spektrum af en aktiv galaksekerne. Kraftige, brede emissionslinjer af brint (Lyα, Hδ, Hγ, Hβ), kul (CIV, CIII), magnesium (MgII), silicium (Si), og kvælstof (NV) ses liggende over kontinuumstrålingen fra den centrale gasskive, hvis intensitet aftager med fotonernes bølgelængde. Linjer fra ilt (OVI, [OII], [OIII]), helium (He) og neon (Ne) ses også. De smalle linjer af ioniseret ilt, fx [OII] og [OIII], dannes i diffus gas i større afstand fra kernen. Kontinuumstrålingen ved fx 5100Å kan benyttes til at beregne den monokromatiske luminositet ved 5100Å, som benyttes til bl.a. massemålinger (se evt. figur 5). Figuren er høfligt udlånt af Bradley M. Peterson og baseret på data fra Paul J. Francis og Craig Foltz. Figur 2. Radiostråling fra galaksen Cygnus A. Radio-jetten (orange/gul), der dannes tæt på det sorte hul i centret af galaksen, kan strække sig over afstande flere gange udstrækningen af stjernelyset i galaksen (kassen i centret). Jetten består af relativistisk plasma accelereret af det sorte hul og ses her som en tynd fokuseret stråle af plasma. Billede: NRAO/AUI/STScI/NASA. Billedet er opmærket med forklaringer af forfatteren. 4 Tunge sorte huller hvad kan de bruges til?

3 Massebestemmelse Astronomer vejer objekter i Universet ved at måle på, hvordan andre himmellegemer bevæger sig omkring det relevante objekt. Fysikken fortæller os nemlig, at vi kan måle den masse som ligger indenfor en bestemt radius ved at kende den radius plus den fart, hvormed et andet objekt bevæger sig. På den måde kan vi fx (vha. Keplers tredje lov) bestemme Solens masse ved at måle på banebevægelsen af Merkur. Måler vi længere ude, på Mars bane om Solen, bestemmer vi den samlede masse af Solen, Merkur, Venus, Jorden og Månen. Figur 3. Den høje rumlige opløsning på Hubble Rumteleskopet skabte i 1990 erne et gennembrud i detektionen og studiet af sorte huller i fjerne galakser som ikke kan foretages med jordbaserede teleskoper pga. atmosfærens udsmøring af lyset fra punktkilder. De kraftige hastighedsudsving (blåt og rødt) af gassen i de små afstande R fra centret (hvidt kryds) af M84 galaksen (venstre blå kasse) viser, at det centrale objekt er et sort hul med en masse på 800 millioner solmasser. Billede: STScI/NASA/B. Woodgate(GSFC)/G. Bower(NOAO). Billedet er opmærket med forklaringer af forfatteren. På samme måde måler forskerne massen af sorte huller ved at måle på banebevægelserne af gas (se figur 3) og stjerner (se figur 4) tæt på det sorte hul. Her er det vigtigt, at man måler på stjerner og gas så tæt på det sorte hul som muligt, fordi metoden måler massen af alt indenfor den pågældende radius. For store sorte huller i centret af normale galakser kræver metoden derfor en ret stor rumlig opløsning, for at man kan bestemme massen af det sorte hul alene. Derfor kan metoden kun benyttes i det lokale univers. På større afstande fra os er det kun de sorte huller i aktive galaksekerner, som vi kan bestemme massen af. Her benytter man i stedet tidslige variationer af emissionen fra skiven og emissionslinjegassen nær det sorte hul til at bestemme gassens afstand 1 og linjebredderne (se figur 1) til at bestemme gassens hastighed. Metoden har nu været benyttet på 60 nære aktive galaksekerner med rødforskydninger under 0,3. I disse afstande har lyset været op til 3,4 milliarder år undervejs. Målingerne viser, at der er en tydelig sammenhæng mellem afstanden til emissionslinjegassen og hvor lysstærk tilvækstsskiven er. Denne sammenhæng, kaldet R-L-relationen (se figur 5), benyttes til at estimere massen af de sorte huller i mere fjerne aktive galaksekerner [3]. Hastigheden af gassen bestemmes ud fra måling af linjebredden, og gassens afstand bestemmes ud fra styrken af lyset fra skiven vha. R-L-relationen. Figur 4. Stjerners banebevægelse tæt på det sorte hul i Mælkevejens centrum. Kun to stjerner har så korte omløbstider, at deres baner er fuldt kortlagte, hvilket giver mest information om det centrale objekt. Stjernen S0-2 med en omløbstid på 16 år, beviste eksistensen af det sorte hul. Stjernen S0-102 har en omløbstid på kun 11,5 år hvilket tillader tests af Einsteins almene relativitetsteori. Målinger på et større antal stjerner end vist her, viser at Mælkevejens sorte hul vejer 4 millioner solmasser. Billede: A. Ghez/UCLA/W.M. Keck Telescopes. Figur 5. Jo mere lysstærk gasskiven omkring det sorte hul er (højere L), fra jo større afstand udsendes emissionslinjerne fra gassen omkring det sorte hul (højere R). Når relationen benyttes til massebestemmelser (blå pile) måles L som den monokromatiske luminositet ved 5100Å fra spektret (se evt. figur 1), som derved giver et estimat af R. Måler man i stedet R ud fra analyse af variabiliteten af lyset [4], se evt. fodnote 1, kan man bestemme hvad L må være (grønne pile) og dermed beregne den kosmiske afstand til den aktive galaksekerne, når den modtagne fluks fra objektet måles. Vi måler at aktive galaksekerner vejer mellem 1 og millioner solmasser. Selv de fjerneste kvasarer vi kender vejer over 100 millioner solmasser (se figur 6). Årsagen til den øvre grænse på millioner solmasser kendes ikke med sikkerhed. Den afhænger sandsynligvis af flere forhold: (a) mangel på gas som det sorte hul kan sluge, (b) det tager tid at opbygge store sorte huller og med tiden udvider Universet sig og det bliver dermed sværere for galakser (og deres sorte huller) at smelte sammen, og (c) specielt er de allertungeste 1 Man bestemmer den tid t (tidsskala: dage), det tager for lyset at tilbagelægge afstanden R til gassen ved at krydskorrelere lyskurverne for kontinuumsemissionen fra skiven med linjeemissionen som er en tidsforsinket version af kontinuumslyskurven, fordi gassen absorberer dette lys og genudsender linjeemissionen øjeblikkeligt. Afstanden er så R = c t, hvor c er lysets hastighed. KVANT, september

4 sorte huller på millioner solmasser sjældne, og for at de kan vokse hurtigt nok (før Universet spreder galakserne for meget), skal de smelte sammen med et større antal sorte huller af samme vægt. Det er en meget svær opgave der tilsyneladende ikke har kunnet lade sig gøre. Figur 6. Massen af tunge sorte huller i fjerne aktive galaksekerner og kvasarer vist som funktion af afstanden fra os (i enhed af rødforskydning), der også er omregnet til alderen af Universet, da lyset blev udsendt. Nutiden og Jorden befinder sig i Origo. Farvekodningen af målingerne er uden betydning. Målingerne viser, at der er en øvre grænse for, hvor tunge de sorte huller i fjerne aktive galaksekerner kan blive og at vi ikke kan detektere objekter som har sorte huller lettere end ca. 100 millioner solmasser med mindre de var aktive 9 milliarder år efter Big Bang (dvs. for z < ca. 1 på figuren). Den øvre grænse falder mod nyere tid, fordi de sorte huller stopper deres aktivitet, og derefter kan de ikke observeres. Det forventes at antallet af relativt mindre sorte huller langt overstiger antallet af relativt større sorte huller i Universet. Vi kan kun detektere de mest lysklare (og dermed tungeste) af den eksisterende population. Diagrammet viser kun et lille udsnit af de ca kendte aktive galaksekerner, hvoraf de fleste befinder sig relativt tættere på Jorden som antydet i figuren. Mælkevejens centrale sorte hul (ikke aktivt) er indtegnet til sammenligning. Hvad kan vi så bruge de sorte huller til? Her gives et overblik over nogle af de vigtigste områder indenfor astrofysik og kosmologi, hvor tunge sorte huller kan bruges til at lære mere om naturen og Universet. Ekstrem fysik: De enorme tyngdekræfter nær sorte huller tillader studier af ekstrem fysik. Blandt andet kan vi teste Einsteins almene relativitetsteori i et meget kraftigt tyngdefelt. Man kan bl.a. måle, at banen præcesserer (forskydes) en smule og laver et rosettamønster. Dertil kommer at der sker en relativistisk acceleration (en relativistisk gravitationel rødforskydning som øger radialhastighederne) tæt på det sorte hul. Det sidste kan måles, hvis man tager hyppige nok data af positioner og radialhastigheder. Forskerhold ved University of California og det Europæiske Sydobservatorium (ESO) vil bl.a. undersøge, hvor meget banen af stjernerne S0-102 og S0-2 vil præcessere næste gang de vender omkring det sorte hul i Mælkevejens centrum (se figur 4). Derudover vil det nye GRAVITY instrument bruge de fire Very Large Telescopes ved ESO som ét teleskop, svarende til 130 m i diameter, til at teste Einsteins teori yderligere [5]. Specielt indenfor det sidste år har der været ekstra stor opmærksomhed omkring sorte huller, idet det er lykkedes forskerne ved Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) i USA et par gange at detektere tyngdebølger fra to sorte huller mens de smeltede sammen. Observationerne [6] bekræfter dels eksistensen af de sorte huller på ny, samt at der findes så tunge (ca. 30 solmasser) stellare sorte huller, hvilket ikke er helt oplagt. Da stjerner tungere end ca. 100 solmasser ikke kan eksistere på grund af det enorme strålingstryk, må det betyde, at der er mange sorte huller i vores galakse som kan smelte sammen og med tiden skabe tunge sorte huller med masser omkring solmasser ude i Galaksen. Flere tyngdebølgeobservationer vil klarlægge netop, hvor hyppige så tunge stellare sorte huller egentlig er. Galaksedannelse og -udvikling: Indenfor de sidste 15 år er der sket et gennembrud i forståelsen af, hvorfor galakser ser ud som de gør, idet man har erfaret at sorte huller må spille en vigtig rolle for, hvordan galakser dannes og udvikler sig. Man finder bl.a., at de tungere galakser huser tungere sorte huller med næsten et konstant masseforhold, se figur 7. Figur 7. Jo tungere galaksen er desto tungere er det sorte hul. Sammenhængen mellem massen af det tunge sorte hul (y-aksen) og massen af bulen af galaksen (x-aksen), målt gennem hastighedsdispersionen af stjernerne i bulen. De tungeste sorte huller sidder i store elliptiske galakser, der har hele deres masse i bulen. Dog ved vi nu, at galakser uden en bule sagtens kan huse et tungt sort hul, fordi vi kender sådanne galakser med aktive sorte huller. Tegning: K. Cordes og S. Brown (STScI). Dette tyder på en vis tilpasning og en fysisk forbindelse eller vekselvirkning mellem galaksen og det sorte hul. At dette ikke er en triviel forbindelse understreges af de meget forskellige størrelsesskalaer af de to objekter. Det betyder nemlig, at et sort hul med en masse på fx 10 milliarder solmasser, med en udstrækning på mindre end 50 lystimer, tilsyneladende har information om massen af galaksen på en skala af lysår eller mere, og omvendt! Hvordan den tilpasning blev til, vides endnu ikke men der forskes flittigt i emnet. 6 Tunge sorte huller hvad kan de bruges til?

5 Det bedste eksempel på hvordan sorte huller kan have en direkte indflydelse på beskaffenheden af objekter i Universet er nok de såkaldte røntgenhobe. I galaksehobe findes millioner af grader varmt gas, der køler ved at gløde i røntgenområdet, dvs. ved bølgelængder mindre end ca. 124 Å (eller fotonenergi større end 100 ev). I mange år stod forskerne med det mysterium, at der ikke blev skabt så mange stjerner i centret af disse hobe, som man forventede ud fra den kraftige røntgenstråling. Først i de seneste år har man fundet ud af, at røntgengassen er ujævnt fordelt eller har huller. Man ved nu, at jetten fra den centrale radiogalakse kan opvarme gassen i centret, både ved at skubbe rundt på gassen og ved at virke som en radiator (se figur 8). Når gassen opvarmes, forhindres den i at køle nok af til at danne så mange stjerner som røntgenemissionen ellers indikerer. astronomer haft interesse i at finde en metode, hvorved man kunne benytte målinger af kvasarer til at bestemme de store afstande i Universet, idet kvasarer udsender kraftigt vedvarende lys i modsætning til andre objekter som benyttes til afstandsmålinger. Det er specielt nyttigt, hvis man kan finde en egenskab ved kvasarer som afhænger af den indre lysstyrke, idet en simpel måling af den observerede fluks derved direkte giver afstanden, se boksen om Standardlyskilde og figur 9. Standardlyskilde Et objekt er en standardlyskilde (se figur 9) hvis der findes en egenskab som kun afhænger af den udsendte lysstyrke, L. Derved vil en simpel måling af den observerede fluks direkte give afstanden (eller rettere, luminositetsafstanden, D L, som det kaldes): L = 4πD 2 LF. Her er L luminositeten (i enhed af energi per sekund) og F er fluksen (i enhed af energi per sekund per areal). En supernova af typen Ia er et eksempel på en standardlyskilde fordi eksplosionen altid sker når den hvide dværg i et dobbeltstjernesystem opnår en masse på 1,4 solmasser i den proces hvor den hvide dværg stjæler gas fra dens ledsagende stjerne. Når massen kendes ret præcist, kender vi også luminositeten af supernovaen og dermed afstanden når vi måler hvor meget fluks vi modtager. Figur 8. Energien fra sorte huller i færd med at sluge gas kan skubbe og varme den kølende gas mellem galakserne i røntgenhobe. Til venstre ses huller i røntgengassen (grøn) angivet ved pilene. Til højre ses at radio-jetten (rød) fra den centrale galakse passer som hånd i handske i hullerne i røntgengassen (blå). Den mekaniske energi fra jetten svarer til den opvarmning af gassen der skal til for at forklare forskellen mellem den målte stjernedannelsesrate og den forventede på basis af røntgenemissionen fra gassen. Synligt lys fra galakserne i hoben (hvid) er fra rumteleskopet (NASA/CXC/STScI/A. Fabian (IoA)/B. McNamara (UWaterloo). Originale billeder er opmærket af forfatteren. Eksistensen af de tunge sorte huller er altafgørende for forklaringen på, at elliptiske galakser har tilfældige stjernebaner og samtidig ikke har dannet stjerner i flere milliarder år og heller ingen skive eller kold gas har. Til sammenligning har spiralgalakser en skive med masser af kold gas, hvorfra stjerner konstant dannes, og stjernerne bevæger sig i ordnede baner omkring centret i denne skive i galaksens plan. De tilfældige stjernebaner i elliptiske galakser kan skabes, når to næsten lige store galakser støder sammen og bliver til én galakse. Teoretiske modeller viser, at når dette sker, så smelter deres centrale sorte huller også sammen. Modellerne viser også, at den energi der frigøres, når gas under sammensmeltningen falder ind på de sorte huller, er stor nok til at opvarme og bortblæse den resterende gas i den endelige galakse, således at stjerner ikke længere kan dannes. Uden de sorte huller ville gassen i stedet blive koncentreret i centret af galaksen, og mange flere stjerner ville fortsat kunne dannes, stik imod hvad man observerer. Kosmiske afstandsmålinger: Indenfor kosmologien er sorte huller specielt brugbare og har stort potentiale for anvendelser. Lige siden 1980 erne, hvor man identificerede kvasarer som beliggende i store (dvs. kosmiske) afstande fra os har Figur 9. Illustration af en standardlyskilde. Kendes intensiteten (dvs. luminositeten) af den udsendte stråling, kan man benytte den målte energifluks til at beregne afstanden til kilden. Antallet af fotoner er konstant men spredes over et større overfladeareal på den imaginære sfære, hvis radius er afstanden til kilden; dvs. energien per tidsenhed per arealenhed svækkes (med kvadratet på afstanden) jo længere væk lyskilden er. Figurer: Lawrence Livermore National Laboratory/Universe Adventure (øverst) og R. Nave, Georgia State University (nederst). KVANT, september

6 Det har længe ikke været muligt at finde en luminositetsafhængighed, som er tilstrækkelig entydig til at være nyttig. I 2011 lykkedes det at vise, at den kendte R-L-relation (se figur 5) har et stort potentiale for at kunne bruges til at bestemme de store afstande, selv til de allerførste galakser i Universet [7]. Dette er et stort gennembrud. I dette tilfælde benyttes R-Lrelationen omvendt (se figur 5): Man måler R direkte i fjerne aktive galaksekerner ved hjælp af de tidligere nævnte variabilitetsstudier og dernæst estimeres L ud fra relationen, der så benyttes til at finde D L fra formlen ovenfor. Pt. er metoden ikke helt så nøjagtig som fx Supernova Ia-metoden, men der er rige muligheder for at forbedre dens præcision, så forskerne er forhåbningsfulde og arbejder ivrigt på sagen. Gevinsten bliver nemlig, at vi kan måle afstande helt ud til de første galakser der blev dannet i Universet, hvor Supernova Iametoden kun kan benyttes ca. 10 milliarder år tilbage, dvs. tilbage til en tid hvor Universet kun var ca. 3,7 milliarder år gammelt. Fremtiden Der er sket rigtig mange fremskridt indenfor forskningen i sorte huller i de sidste ca. 100 år, siden Einstein fremsatte sin almene relativitetsteori og specielt indenfor blot de sidste 20 år. Det er svært at spå om de næste 100 år, men de næste 20 år lover rigtigt godt. Forbedringen af de første succesrige tyngdebølgeobservatorier og nye observatorier vil givetvis give os uanede mængder information om sorte huller og deres egenskaber. Et nyt teleskop, kaldet Event Horizon Telescope, er i opstartsfasen. Det benytter radioteleskoper over hele jordkloden til at skabe en rumlig opløsning, der er stor nok til at se radiostråling fra området meget nær det sorte huls begivenhedshorisont. Forskerne arbejder på at opsætte et radioteleskop på Grønlands iskappe for at hjælpe med dette udfordrende arbejde [8]. Der er store forhåbninger om at kunne: a) se afbøjning af strålingen omkring det sorte hul (se evt. [9] om den gravitationelle linseeffekt), b) se skyggen af det sorte hul idet det jo ikke lyser eller har en overflade hvorpå lys fra omgivelserne kan reflekteres, c) se hvordan radio-jets dannes nær det sorte hul, d) teste mange af de teoretiske ideer om fysikken i og omkring det sorte hul. Nye teoretiske ideer og tiltag er lovende for at vi snart kender langt mere til den ekstreme fysik som regerer i et sort hul. Danske forskere ved Niels Bohr Instituttet er med til at bane vejen. Så fremtiden lover godt! Vil du vide mere om sorte huller og udviklingen i vores forståelse deraf indenfor de sidste 100 år, kan du med fordel læse kapitel 6 i bogen Verdensrummet i forandring et hundredårigt perspektiv [10]. Små dele af teksten i denne artikel er taget fra kapitel 6 i denne bog med tilladelse fra forlaget. Litteratur [1] Hubble finds clues to the birth of supermassive black holes, European Space Agency Press Release heic1610; [2] ALMA finds a swirling, cool jet that reveals a growing, supermassive black hole; alma-swirling-cool-jet-reveals.html. [3] M.C. Bentz m.fl. (2013), The Low-luminosity End of the Radius-Luminosity Relationship for Active Galactic Nuclei, Astrophysical Journal, 767, 149; DOI: / X/767/2/149. [4] B.M. Peterson m.fl. (2004), Central Masses and Broad- Line Region Sizes of Active Galactic Nuclei. II. A Homogeneous Analysis of a Large Reverberation- Mapping Database, Astrophysical Journal, 581, 197. DOI: / [5] Successful first observations of Galactic Centre with GRAVITY, ESO press release 1622; [6] J.O.P. Pedersen, M.C. Andersen (2016), Tyngdebølger observeret for første gang, KVANT nr. 1, Marts [7] D. Watson, K.D. Denney, M. Vestergaard, T.M. Davis (2011), A new cosmological distance measure involving Active Galactic Nuclei, Astrophysical Journal Letters, bind 740, L49. [8] M.C. Christiansen (2016), Hvordan ser et sort hul ud?, [9] C. Grillo, L.B. Christensen, J. Hjorth (2015), Kosmiske forstørrelsesglas, KVANT nr. 4, December 2015; Michael F. Hansen (2016), Gravitationelle linser i galaksehobe, KVANT nr. 1, [10] Lone Bruun, Johan Fynbo og Michael Quaade (red.), Verdensrummet i forandring et hundredårigt perspektiv. Forlaget Epsilon Udgivet i forbindelse med Astronomisk Selskabs 100 års jubilæum. Marianne Vestergaard er lektor og leder af et forskningsprogram støttet af Det Frie Forskningsråd til at forbedre massebestemmelserne af sorte huller i kvasarer og aktive galaksekerner, deriblandt de metoder hun selv har udviklet. Almen Relativitetsteori i 100 år Denne artikel er med i KVANTs markering af 100-året for Einsteins almene relativitetsteori. Læs mere om udviklingen af denne teori og moderne anvendelser i temanummeret om emnet, KVANT nr. 4 (2015) samt i KVANT nr. 4 (2014) og KVANT nr. 1 (2016). 8 Tunge sorte huller hvad kan de bruges til?

Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner

Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner V.Beckmann / ESA Daniel Lawther, Dark Cosmology Centre, Københavns Universitet Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner Vi skal snakke om: - Hvad

Læs mere

KUNSTEN AT VEJE ET SORT HUL

KUNSTEN AT VEJE ET SORT HUL KUNSTEN AT VEJE ET SORT HUL Om forfatterne Marianne Vestergaard Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet vester@dark-cosmology.dk Carsten R. Kjaer, Aktuel Naturvidenskab I centrum af enhver galakse

Læs mere

Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet

Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet En af de mest opsigtsvækkende opdagelser inden for astronomien er, at Universet udvider sig. Det var den

Læs mere

I dagligdagen kender I alle røntgenstråler fra skadestuen eller tandlægen.

I dagligdagen kender I alle røntgenstråler fra skadestuen eller tandlægen. GAMMA Gammastråling minder om røntgenstråling men har kortere bølgelængde, der ligger i intervallet 10-11 m til 10-16 m. Gammastråling kender vi fra jorden, når der sker henfald af radioaktive stoffer

Læs mere

Stjernernes død De lette

Stjernernes død De lette Stjernernes død De lette Fra hovedserie til kæmpefase pp-proces ophørt. Kernen trækker sig sammen, opvarmes og trykket stiger. Stjernen udvider sig pga. det massive tryk indefra. Samtidig afkøles overfladen

Læs mere

Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space

Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space Først lidt om naturkræfterne: I fysikken arbejder vi med fire naturkræfter Tyngdekraften. Elektromagnetiske kraft. Stærke kernekraft. Svage kernekraft.

Læs mere

Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart.

Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart. Kære bruger Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart. Af hensyn til copyright indeholder den ingen fotos. Mvh Redaktionen Nye

Læs mere

Universets opståen og udvikling

Universets opståen og udvikling Universets opståen og udvikling 1 Universets opståen og udvikling Grundtræk af kosmologien Universets opståen og udvikling 2 Albert Einstein Omkring 1915 fremsatte Albert Einstein sin generelle relativitetsteori.

Læs mere

Af Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet

Af Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet RØNTGENSTRÅLING FRA KOSMOS: GALAKSEDANNELSE SET I ET NYT LYS Af Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet KOSMISK RØNTGENSTRÅLING Med det blotte øje kan vi på en klar

Læs mere

Dannelsen af Galakser i det tidlige. Univers. Big Bang kosmologi Galakser Fysikken bag galaksedannelse. første galakser. Johan P. U.

Dannelsen af Galakser i det tidlige. Univers. Big Bang kosmologi Galakser Fysikken bag galaksedannelse. første galakser. Johan P. U. Dannelsen af Galakser i det tidlige Johan P. U. Fynbo, Adjunkt Univers Big Bang kosmologi Galakser Fysikken bag galaksedannelse Observationer af de første galakser Et dybt billede af himlen væk fra Mælkevejens

Læs mere

I dag. Hvad adskiller aktive galakser fra normale galakser? Hvilken betydning har skiven omkring det sorte hul?

I dag. Hvad adskiller aktive galakser fra normale galakser? Hvilken betydning har skiven omkring det sorte hul? Galakser 2014 F8 1 I dag Hvad adskiller aktive galakser fra normale galakser? Hvad er en quasar og hvordan ser spektret fra sådan en ud? Hvilke andre typer af aktive galakser findes der, og hvad er deres

Læs mere

Afstande i Universet afstandsstigen - fra borgeleo.dk

Afstande i Universet afstandsstigen - fra borgeleo.dk 1/7 Afstande i Universet afstandsstigen - fra borgeleo.dk Afstandsstigen I astronomien har det altid været et stort problem at bestemme afstande. Først bestemtes afstandene til de nære objekter som Solen,

Læs mere

Praktiske oplysninger

Praktiske oplysninger Galakser 2014 F1 1 Praktiske oplysninger Forelæser Hans Kjeldsen, hans@phys.au.dk, 1520-527 Instruktor Magnus Johan Aarslev, maj@phys.au.dk, 1520, 4th floor Bog Extragalactic Astronomy and Cosmology, Schneider

Læs mere

MODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET

MODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET MODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET Hubble Space Telescope International Space Station MODUL 3 - ET SPEKTRALT FINGERAFTRYK EM-STRÅLINGS EGENSKABER Elektromagnetisk stråling kan betragtes som bølger og

Læs mere

Spiralgalakser - spiralstruktur

Spiralgalakser - spiralstruktur Galakser 2014 F6 1 Spiralgalakser - spiralstruktur Spiralstruktur skyldes formentligt en quasistatisk tæthedsbølge. Tæthedsbølger er områder med 10-20% højere massetæthed end gennemsnittet jf. en trafikprop.

Læs mere

Hvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI

Hvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI Hvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI HVAD BESTÅR JORDEN AF? HVILKE BYGGESTEN SKAL DER TIL FOR AT LIV KAN OPSTÅ? FOREKOMSTEN AF FORSKELLIGE GRUNDSTOFFER

Læs mere

Af Kristian Pedersen, Anja C. Andersen, Johan P. U. Fynbo, Jens Hjorth & Jesper Sollerman

Af Kristian Pedersen, Anja C. Andersen, Johan P. U. Fynbo, Jens Hjorth & Jesper Sollerman DET MØRKE UNIVERS Når man en stjerneklar aften lægger nakken tilbage og betragter himlens myriader af stjerner, kan man let blive svimmel over at tænke på de helt enkle, men meget store spørgsmål der uvilkårligt

Læs mere

Videnskabskronik: Jagten på jordlignende planeter

Videnskabskronik: Jagten på jordlignende planeter https://politiken.dk/viden/art5598534/videnskabskronik-jagten-p%c3%a5-jordlignende-planeter Exoplaneten Kepler-10b. En kunstnerisk fremstilling af, hvordan man kunne forestille sig, at den fjerne exoplanet

Læs mere

Arbejdsopgaver i emnet bølger

Arbejdsopgaver i emnet bølger Arbejdsopgaver i emnet bølger I nedenstående opgaver kan det oplyses, at lydens hastighed er 340 m/s og lysets hastighed er 3,0 10 m/s 8. Opgave 1 a) Beskriv med ord, hvad bølgelængde og frekvens fortæller

Læs mere

Fra Støv til Liv. Af Lektor Anja C. Andersen Dark Cosmology Center, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet

Fra Støv til Liv. Af Lektor Anja C. Andersen Dark Cosmology Center, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Fra Støv til Liv Af Lektor Anja C. Andersen Dark Cosmology Center, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Observationer af universet peger på, at det er i konstant forandring. Alle galakserne fjerner

Læs mere

Big Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole)

Big Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole) Big Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole) Har du nogensinde tænkt på, hvordan jorden, solen og hele universet er skabt? Det er måske et af de vigtigste spørgsmål, man forsøger

Læs mere

Mælkevejens kinematik. MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra.

Mælkevejens kinematik. MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra. Galakser 2014 F4 1 Mælkevejens kinematik MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra. 2 Mælkevejens rotationskurve for R

Læs mere

MODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI

MODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI MODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI T (K) t (år) 10 30 10-44 sekunder 1 mia. 10 sekunder 3000 300.000 50 1 mia. He, D, Li Planck tiden Dannelse af grundstoffer Baggrundsstråling

Læs mere

Hubble relationen Øvelsesvejledning

Hubble relationen Øvelsesvejledning Hubble relationen Øvelsesvejledning Matematik/fysik samarbejde Henning Fisker Langkjer Til øvelsen benyttes en computer med CLEA-programmet Hubble Redshift Distance Relation. Galakserne i Universet bevæger

Læs mere

CHRISTIAN SCHULTZ 28. MARTS 2014 DET MØRKE UNIVERS CHRISTIAN SCHULTZ DET MØRKE UNIVERS 28. MARTS 2014 CHRISTIAN SCHULTZ

CHRISTIAN SCHULTZ 28. MARTS 2014 DET MØRKE UNIVERS CHRISTIAN SCHULTZ DET MØRKE UNIVERS 28. MARTS 2014 CHRISTIAN SCHULTZ OUTLINE Hvad er kosmologi Observationer i astrofysik Hvorfor må vi have mørk energi og mørkt stof for at forstå observationerne? 2 KOSMOLOGI Kosmos: Det ordnede hele Logi: Læren om Kosmo+logi: Læren om

Læs mere

100 milliarder kilometer er diameteren på begivenhedshorisonten, grænsen, som. intet kan slippe bort fra.

100 milliarder kilometer er diameteren på begivenhedshorisonten, grænsen, som. intet kan slippe bort fra. Cromalin-godk. Red sek.: Layouter: HB.: Prod.: 100 milliarder kilometer er diameteren på begivenhedshorisonten, grænsen, som intet kan slippe bort fra. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Læs mere

Formelsamling i astronomi. November 2015.

Formelsamling i astronomi. November 2015. Formelsamling i astronomi. November 015. Formelsamlingen er ikke komplet det bliver den nok aldrig. Men måske kan alligevel være til en smule gavn. Sammenhæng mellem forskellige tidsenheder: Jordens sideriske

Læs mere

MODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING

MODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING MODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING MODUL 1 - ELEKTROMAGNETISKE BØLGER I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling (EM- stråling). I skal lære noget om synligt lys, IR- stråling, UV-

Læs mere

Begge bølgetyper er transport af energi.

Begge bølgetyper er transport af energi. I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling(em-stråling). Herunder synligt lys, IR-stråling, Uv-stråling, radiobølger samt gamma og røntgen stråling. I skal stifte bekendtskab med EM-strålings

Læs mere

Universet udvider sig meget hurtigt, og du springer frem til nr 7. down kvark til en proton. Du får energi og rykker 4 pladser frem.

Universet udvider sig meget hurtigt, og du springer frem til nr 7. down kvark til en proton. Du får energi og rykker 4 pladser frem. Planck-perioden ( 10-43 s) Du venter på inflationsperioden en omgang. Universets enhedsperiode (10-43 s 10-36 s) Ingen klar adskillelse mellem kræfterne. Du forstår intet og haster videre med et ekstra

Læs mere

Det kosmologiske verdensbillede anno 2010

Det kosmologiske verdensbillede anno 2010 Det kosmologiske verdensbillede anno 2010 Baseret på foredrag afholdt i foreningen d. 6. maj 2010. Af Anja C. Andersen Niels Bohr Instituttet Københavns Universitet. Hvad består Universet egentlig af?

Læs mere

DET USYNLIGE UNIVERS. STEEN HANNESTAD 24. januar 2014

DET USYNLIGE UNIVERS. STEEN HANNESTAD 24. januar 2014 DET USYNLIGE UNIVERS STEEN HANNESTAD 24. januar 2014 GANSKE KORT OM KOSMOLOGIENS UDVIKLING FØR 1920: HELE UNIVERSET FORMODES AT VÆRE NOGENLUNDE AF SAMME STØRRELSE SOM MÆLKEVEJEN OMKRING 30,000 LYSÅR GANSKE

Læs mere

Formelsamling i astronomi. Februar 2016

Formelsamling i astronomi. Februar 2016 Formelsamling i astronomi. Februar 016 Formelsamlingen er ikke komplet det bliver den nok aldrig. Men måske kan alligevel være til en smule gavn. Sammenhæng mellem forskellige tidsenheder Jordens sideriske

Læs mere

Dansk referat. Dansk Referat

Dansk referat. Dansk Referat Dansk referat Stjerner fødes når store skyer af støv og gas begynder at trække sig sammen som resultat af deres egen tyngdekraft (øverste venstre panel af Fig. 6.7). Denne sammentrækning fører til dannelsen

Læs mere

Lysets kilde Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 8 Skole: Navn: Klasse:

Lysets kilde Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 8 Skole: Navn: Klasse: Lysets kilde Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 8 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Der findes en række forskellige elektromagnetiske bølger. Hvilke bølger er elektromagnetiske bølger? Der er 7 svarmuligheder.

Læs mere

Troels C. Petersen Lektor i partikelfysik, Niels Bohr Institutet

Troels C. Petersen Lektor i partikelfysik, Niels Bohr Institutet Troels C. Petersen Lektor i partikelfysik, Niels Bohr Institutet Big Bang til Naturfag, 6. august 2018 Skabelsesberetninger 2 Tidlig forestilling om vores verden 3 13.8 milliarder år siden Big Bang 4 Hubbles

Læs mere

Lyset fra verdens begyndelse

Lyset fra verdens begyndelse Lyset fra verdens begyndelse 1 Erik Høg 11. januar 2007 Lyset fra verdens begyndelse Længe før Solen, Jorden og stjernerne blev dannet, var hele universet mange tusind grader varmt. Det gamle lys fra den

Læs mere

Bitten Gullberg. Solen. Niels Bohr Institutet

Bitten Gullberg. Solen. Niels Bohr Institutet Solen Niels Bohr Institutet 1 Sol data Gennemsnits afstanden til Jorden Lysets rejse tid til Jorden 1 AU = 149 598 000 km 8.32 min Radius 696 000 km = 109 Jord-radier Masse 1.9891 10 30 kg = 3.33 10 5

Læs mere

The Big Bang. Først var der INGENTING. Eller var der?

The Big Bang. Først var der INGENTING. Eller var der? Først var der INGENTING Eller var der? Engang bestod hele universet af noget, der var meget mindre end den mindste del af en atomkerne. Pludselig begyndte denne kerne at udvidede sig med voldsom fart Vi

Læs mere

Mørkt stof og mørk energi

Mørkt stof og mørk energi Mørkt stof og mørk energi UNF AALBORG UNI VERSITET OUTLINE Introduktion til kosmologi Den kosmiske baggrund En universel historietime Mørke emner Struktur af kosmos 2 KOSMOLOGI Kosmos: Det ordnede hele

Læs mere

2 7/8/2005 SUPERNOVAER KASTER LYS OVER MØRK ENERGI

2 7/8/2005 SUPERNOVAER KASTER LYS OVER MØRK ENERGI SUPERNOVAER KASTER LYS OVER MØRK ENERGI En af de mest opsigtsvækkende opdagelser inden for astronomien er at Universet udvider sig (fig. 1). Det var den amerikanske astronom Edwin Hubble der i 1920 erne

Læs mere

Begge bølgetyper er transport af energi.

Begge bølgetyper er transport af energi. I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling(em-stråling). Herunder synligt lys, IR-stråling, Uv-stråling, radiobølger samt gamma og røntgen stråling. I skal stifte bekendtskab med EM-strålings

Læs mere

Årets nobelpris i fysik bygger videre på resultater opnået af danske forskere

Årets nobelpris i fysik bygger videre på resultater opnået af danske forskere Årets nobelpris i fysik bygger videre på resultater opnået af danske forskere Hans Ulrik Nørgaard-Nielsen, DTU Space og Leif Hansen, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Nobelprisen i fysik 2011

Læs mere

Undersøgelse af lyskilder

Undersøgelse af lyskilder Felix Nicolai Raben- Levetzau Fag: Fysik 2014-03- 21 1.d Lærer: Eva Spliid- Hansen Undersøgelse af lyskilder bølgelængde mellem 380 nm til ca. 740 nm (nm: nanometer = milliardnedel af en meter), samt at

Læs mere

Astronomernes kæmpeteleskoper

Astronomernes kæmpeteleskoper Astronomernes kæmpeteleskoper Af Hans Kjeldsen, Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet Noget af det som gør astrofysikken speciel er, at man på grund af de studerede objekters fjernhed næsten

Læs mere

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Cover Page. The handle   holds various files of this Leiden University dissertation. Cover Page The handle http://hdl.handle.net/1887/65380 holds various files of this Leiden University dissertation. Author: Nielsen, A.B. Title: The spin evolution of accreting and radio pulsars in binary

Læs mere

Teoretiske Øvelser Mandag den 30. august 2010

Teoretiske Øvelser Mandag den 30. august 2010 Hans Kjeldsen hans@phys.au.dk 3. august 010 Teoretiske Øvelser Mandag den 30. august 010 Computerøvelse (brug MatLab) Det er tanken at I - i forbindelse med hver øvelsesgang - får en opgave som kræver

Læs mere

Optisk gitter og emissionsspektret

Optisk gitter og emissionsspektret Optisk gitter og emissionsspektret Jan Scholtyßek 19.09.2008 Indhold 1 Indledning 1 2 Formål og fremgangsmåde 2 3 Teori 2 3.1 Afbøjning................................... 2 3.2 Emissionsspektret...............................

Læs mere

Solens dannelse. Dannelse af stjerner og planetsystemer

Solens dannelse. Dannelse af stjerner og planetsystemer Solens dannelse Dannelse af stjerner og planetsystemer Dannelsen af en stjerne med tilhørende planetsystem er naturligvis aldrig blevet observeret som en fortløbende proces. Dertil tager det alt for lang

Læs mere

GAMMAGLIMT EKSPLOSIONER

GAMMAGLIMT EKSPLOSIONER GAMMAGLIMT EKSPLOSIONER FRA UNIVERSETS UNGDOM Af Jens Hjorth, Anja C. Andersen, Johan P.U. Fynbo, Kristian Pedersen, Jesper Sollerman & Darach Watson Stjernehimmelen forekommer uforanderlig. Aften efter

Læs mere

Stjernetællinger IC 1396A

Stjernetællinger IC 1396A Galakser-Mælkevejen Mælkevejen Aktører: William Herschel (1738-1822) Jacobus Kapteyn (1851-1922) Harlow Shapley (1885-1972) Robert Trumpler (1886-1956) Edwin Hubble (1889-1953) Stjernetællinger Herschel

Læs mere

Universet bliver mørkere og mørkere

Universet bliver mørkere og mørkere Universet bliver mørkere og mørkere Af Signe Riemer-Sørensen, School of Physics and Mathematics, University of Queensland og Tamara Davis, School of Physics and Mathematics, University of Queensland samt

Læs mere

I dag. Er der cooling flows i centrum af hobe? Hvad er Sunyaev-Zeldovich effekten, og hvad kan den bruges til?

I dag. Er der cooling flows i centrum af hobe? Hvad er Sunyaev-Zeldovich effekten, og hvad kan den bruges til? Galakser 2014 F10 1 I dag Er der cooling flows i centrum af hobe? Hvad er specielt ved The Bullet Cluster? Hvad er Sunyaev-Zeldovich effekten, og hvad kan den bruges til? Hvilke egenskaber for galaksehobe

Læs mere

Altings begyndelse også Jordens. Chapter 1: Cosmology and the Birth of Earth

Altings begyndelse også Jordens. Chapter 1: Cosmology and the Birth of Earth Altings begyndelse også Jordens Cosmology and the Birth of Earth CHAPTER 1 Jorden i rummet Jorden set fra Månen Jorden er en enestående planet Dens temperatur, sammensætning og atmosfære muliggør liv Den

Læs mere

Dopplereffekt. Rødforskydning. Erik Vestergaard

Dopplereffekt. Rødforskydning. Erik Vestergaard Dopplereffekt Rødforskydning Erik Vestergaard 2 Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Erik Vestergaard 2012 Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk 3 Dopplereffekt Fænomenet Dopplereffekt, som vi skal

Læs mere

Resumé fra sidst. Stjernerne i bulen er mere metalrige end i skiven

Resumé fra sidst. Stjernerne i bulen er mere metalrige end i skiven Galakser 2014 F3 1 Resumé fra sidst Mælkevejen består grundlæggende af en skive, en bule og en halo. Solen befinder sig sammen med spiralarmene i skiven i en afstand af ca. 8.0 kpc fra centrum af galaksen.

Læs mere

Afstandsbestemmelse i Universet med SN Ia-metoden

Afstandsbestemmelse i Universet med SN Ia-metoden Afstandsbestemmelse i Universet med SN Ia-metoden Denne øvelse blev oprindeligt produceret af J.-C. Mauduit & P. Delva, inspireret af en tilsvarende øvelse af N. Ysard, N. Bavouzet & M. Vincendon i Frankrig.

Læs mere

Universet. Fra superstrenge til stjerner

Universet. Fra superstrenge til stjerner Universet Fra superstrenge til stjerner Universet Fra superstrenge til stjerner Af Steen Hannestad unıvers Universet Fra superstrenge til stjerner er sat med Adobe Garamond og Stone Sans og trykt på Arctic

Læs mere

Antistofteorien, en ny teori om universets skabelse.

Antistofteorien, en ny teori om universets skabelse. Antistofteorien, en ny teori om universets skabelse. Hvad er mørk energi? Big Bang har længe været en anerkendt model for universets skabelse. Den har imidlertid mange mangler. For at forklare universets

Læs mere

Exoplaneter. Hans Kjeldsen Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet

Exoplaneter. Hans Kjeldsen Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet Exoplaneter Hans Kjeldsen Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet Den første exoplanet blev fundet i 1995. I dag kender vi flere tusinde exoplaneter og de er meget forskellige. Synligt Infrarødt

Læs mere

VERDEN FÅR VOKSEVÆRK INDHOLD. Dette materiale er ophavsretsligt beskyttet og må ikke videregives

VERDEN FÅR VOKSEVÆRK INDHOLD. Dette materiale er ophavsretsligt beskyttet og må ikke videregives VERDEN FÅR VOKSEVÆRK INTET NYT AT OPDAGE? I slutningen af 1800-tallet var mange fysikere overbeviste om, at man endelig havde forstået, hvilke to af fysikkens love der kunne beskrive alle fænomener i naturen

Læs mere

Kvalifikationsbeskrivelse

Kvalifikationsbeskrivelse Astrofysik II Kvalifikationsbeskrivelse Kursets formål er at give deltagerne indsigt i centrale aspekter af astrofysikken. Der lægges vægt på en detaljeret beskrivelse af en række specifikke egenskaber

Læs mere

Teoretiske Øvelser Mandag den 28. september 2009

Teoretiske Øvelser Mandag den 28. september 2009 Hans Kjeldsen hans@phys.au.dk 21. september 2009 Teoretiske Øvelser Mandag den 28. september 2009 Øvelse nr. 10: Solen vor nærmeste stjerne Solens masse-lysstyrkeforhold meget stort. Det vil sige, at der

Læs mere

Det anbefales ikke at stå for tæt på din færdige stjerne, da denne kan være meget varm.

Det anbefales ikke at stå for tæt på din færdige stjerne, da denne kan være meget varm. Vi advarer om, at stjerner har en udløbsdato, afhængig af deres masse. Hvis du ikke er opmærksom på denne dato, kan du risikere, at din stjerne udvider sig til en rød kæmpe med fare for at udslette planeterne

Læs mere

både i vores egen galakse Mælkevejen og i andre galakser.

både i vores egen galakse Mælkevejen og i andre galakser. K OSMISK STØV Af Anja C. Andersen, Johan P.U. Fynbo, Steen H. Hansen, Jens Hjorth, Kristian Pedersen, Jesper Sollerman & Darach Watson Støv i astronomisk sammenhæng dækker over små, faste partikler (mineraler)

Læs mere

Standardmodellen og moderne fysik

Standardmodellen og moderne fysik Standardmodellen og moderne fysik Christian Christensen Niels Bohr instituttet Stof og vekselvirkninger Standardmodellen Higgs LHC ATLAS Kvark-gluon plasma ALICE Dias 1 Hvad beskriver standardmodellen?

Læs mere

Luminositetsfunktionen

Luminositetsfunktionen Galakser 2014 F7 1 Luminositetsfunktionen Antalstæthed af galakser med luminositet L: Φ L Kræver kendskab til Galaksers luminositet Mange galakser Bias (lettest at se de klare) Schechter-funktionen er

Læs mere

6 Plasmadiagnostik 6.1 Tætheds- og temperaturmålinger ved Thomsonspredning

6 Plasmadiagnostik 6.1 Tætheds- og temperaturmålinger ved Thomsonspredning 49 6 Plasmadiagnostik Plasmadiagnostik er en fællesbetegnelse for de forskellige typer måleudstyr, der benyttes til måling af plasmaers parametre og egenskaber. I fusionseksperimenter er der behov for

Læs mere

galakser, vi kender. Vi forventer, at lysets hastighed er den samme i Andromedagalaksen som her.

galakser, vi kender. Vi forventer, at lysets hastighed er den samme i Andromedagalaksen som her. Mørkt stof Da jeg var fysik-astronomi studerende var mørkt stof det forholdsvis ny opdaget mysterium. Jeg må indrømme at jeg var mega-skeptisk. Jeg tænkte; når først vi får bedre observationer vil det

Læs mere

Skabelsesberetninger

Skabelsesberetninger Troels C. Petersen Niels Bohr Instituttet Big Bang til Naturvidenskab, 7. august 2017 Skabelsesberetninger 2 Tidlig forestilling om vores verden 3 13.8 milliarder år siden Big Bang 4 Universets historie

Læs mere

Kompendium til Kosmologi 1. Kompendium til Kosmologi

Kompendium til Kosmologi 1. Kompendium til Kosmologi Kompendium til Kosmologi 1 Kompendium til Kosmologi Ole Witt-Hansen Køge Gymnasium 010-011 Kompendium til Kosmologi Indhold Indhold... 1. Hvad er kosmologi...3. Einsteins generelle relativitetsteori...3.1

Læs mere

Skabelsesberetninger

Skabelsesberetninger Morten Medici August, 2019 Skabelsesberetninger!2 Tidlig forestilling om vores verden!3 13.8 milliarder år siden Big Bang!4 Hubbles opdagelse (1929) Edwin Hubble Albert Einstein!5 Hubbles opdagelse (1929)

Læs mere

Kosmologi Big Bang-modellen

Kosmologi Big Bang-modellen Kosmologi 6/BN - fra www.borgeleo.dk 1/17 Kosmologi Big Bang-modellen De tre søjler De tre grundpiller, som teorien om Big Bang bygger på, er 1) Rødforskydningen af bølgelængder i lyset fra fjerne galakser

Læs mere

Big Bang Modellen. Varmestråling, rødforskydning, skalafaktor og stofsammensætning.

Big Bang Modellen. Varmestråling, rødforskydning, skalafaktor og stofsammensætning. Big Bang Modellen Varmestråling, rødforskydning, skalafaktor og stofsammensætning. Jacob Nielsen 1 Varmestråling spiller en central rolle i forståelsen af universets stofsammensætning og udvikling. Derfor

Læs mere

Mads Toudal Frandsen. frandsen@cp3- origins.net. Mørkt Stof 4% Dark. Dark 23% 73% energy. ma)er

Mads Toudal Frandsen. frandsen@cp3- origins.net. Mørkt Stof 4% Dark. Dark 23% 73% energy. ma)er Mads Toudal Frandsen frandsen@cp3- origins.net Mørkt Stof 4% Dark 73% energy Dark 23% ma)er Disposition! Ø Hvad er mørkt stof?! Astronomisk, partikelfysisk, astropartikelfysisk! Ø Hvorfor mørkt stof?!

Læs mere

Modul 11-13: Afstande i Universet

Modul 11-13: Afstande i Universet Modul 11-13 Modul 11-13: Afstande i Universet Rumstationen ISS Billedet her viser Den Internationale Rumstation (ISS) i sin bane rundt om Jorden, idet den passerer Gibraltar-strædet med Spanien på højre

Læs mere

Projektopgave Observationer af stjerneskælv

Projektopgave Observationer af stjerneskælv Projektopgave Observationer af stjerneskælv Af: Mathias Brønd Christensen (20073504), Kristian Jerslev (20072494), Kristian Mads Egeris Nielsen (20072868) Indhold Formål...3 Teori...3 Hvorfor opstår der

Læs mere

I dag. Er der mørkt stof i elliptiske og spiralgalakser? Hvordan karakteriserer vi galakser?

I dag. Er der mørkt stof i elliptiske og spiralgalakser? Hvordan karakteriserer vi galakser? Galakser 2014 F5 1 I dag Hvordan karakteriserer vi galakser? Hvorfor er elliptiske galakser elliptiske? Er der afvigelser fra ellipticitet? Er der mørkt stof i elliptiske og spiralgalakser? Hvordan ser

Læs mere

Solen og dens 8(9) planeter. Set fra et rundt havebord

Solen og dens 8(9) planeter. Set fra et rundt havebord En gennemgang af Størrelsesforhold i vort Solsystem Solen og dens 8(9) planeter Set fra et rundt havebord Poul Starch Sørensen Oktober / 2013 v.4 - - - samt meget mere!! Solen vores stjerne Masse: 1,99

Læs mere

26 TEMA // 2015-målene

26 TEMA // 2015-målene Af: Hans Kjeldsen Vand i Universet Vand findes i rigelige mængder mange steder uden for Jorden. Vi finder vand i gasskyerne mellem stjernerne, på overfladen og i det indre af månerne, kometerne og planeterne

Læs mere

Røntgenspektrum fra anode

Røntgenspektrum fra anode Røntgenspektrum fra anode Elisabeth Ulrikkeholm June 24, 2016 1 Formål I denne øvelse skal I karakterisere et røntgenpektrum fra en wolframanode eller en molybdænanode, og herunder bestemme energien af

Læs mere

Stjerner og sorte huller

Stjerner og sorte huller Sorte huller 1 Erik Høg 18. januar 2008 Stjerner og sorte huller Der er milliarder af sorte huller ude i Verdensrummet Et af dem sidder i centrum af vores Mælkevej Det vejer fire millioner gange så meget

Læs mere

Resumé fra sidst. Galakser samler sig i hobe. Der findes overordnet tre typer galakser: Spiraler, elliptiske og irregulære

Resumé fra sidst. Galakser samler sig i hobe. Der findes overordnet tre typer galakser: Spiraler, elliptiske og irregulære Galakser 2014 F2 1 Resumé fra sidst Der findes overordnet tre typer galakser: Spiraler, elliptiske og irregulære For viden om galakseudvikling kigger vi primært på Mælkevejen For viden om galaksedannelse

Læs mere

Teoretiske Øvelser Mandag den 31. august 2009

Teoretiske Øvelser Mandag den 31. august 2009 agpakke i Astronomi: Introduktion til Astronomi Hans Kjeldsen hans@phys.au.dk 3. august 009 Teoretiske Øvelser Mandag den 31. august 009 Øvelse nr. 1: Keplers og Newtons love Keplers 3. lov giver en sammenhæng

Læs mere

Fysik A. Studentereksamen

Fysik A. Studentereksamen Fysik A Studentereksamen 2stx131-FYS/A-03062013 Mandag den 3. juni 2013 kl. 9.00-14.00 Side 1 af 10 Side 1 af 10 sider Billedhenvisninger Opgave 1 http://www.flickr.com/photos/39338509 @N00/3105456059/sizes/o/in/photostream/

Læs mere

Studieretningsprojekter i machine learning

Studieretningsprojekter i machine learning i machine learning 1 Introduktion Machine learning (ml) er et område indenfor kunstig intelligens, der beskæftiger sig med at konstruere programmer, der kan kan lære fra data. Tanken er at give en computer

Læs mere

Moderne Fysik 1 Side 1 af 7 Speciel Relativitetsteori

Moderne Fysik 1 Side 1 af 7 Speciel Relativitetsteori Moderne Fysik 1 Side 1 af 7 Hvad sker der, hvis man kører i en Mazda med nærlysfart og tænder forlygterne?! Kan man se lyset snegle sig afsted foran sig...? Klassisk Relativitet Betragt to observatører

Læs mere

Liv i Universet. Anja C. Andersen, Nordisk Institut for Teoretisk Fysik (NORDITA)

Liv i Universet. Anja C. Andersen, Nordisk Institut for Teoretisk Fysik (NORDITA) Liv i Universet Anja C. Andersen, Nordisk Institut for Teoretisk Fysik (NORDITA) Er der liv andre steder i universet end her på Jorden? Det er et af de store spørgsmål, som menneskeheden har stillet sig

Læs mere

Både som teoretisk konsekvens TYNGDEBØLGER

Både som teoretisk konsekvens TYNGDEBØLGER TYNGDEBØLGER Om forfatterne Marianne Vestergaard er astrofysiker med speciel forskningsinteresse i kvasarer og deres tunge sorte huller i centret af fjerne galakser. mvester@nbi.ku.dk Kun to år og fire

Læs mere

Løsninger til udvalgte opgaver i opgavehæftet

Løsninger til udvalgte opgaver i opgavehæftet V3. Marstal solvarmeanlæg a) Den samlede effekt, som solfangeren tilføres er Solskinstiden omregnet til sekunder er Den tilførte energi er så: Kun af denne er nyttiggjort, så den nyttiggjorte energi udgør

Læs mere

I dag. Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det?

I dag. Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det? Galakser 2014 F11 1 I dag Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det? Hvad fortæller simuleringerne os er der nogen forskelle/problemer i forhold hvad der observeres?

Læs mere

KOSMISKE GULDMINER. Af JENS HJORTH PROFESSOR, PH.D. DARK COSMOLOGY CENTRE, NIELS BOHR INSTITUTET, KØBENHAVNS UNIVERSITET

KOSMISKE GULDMINER. Af JENS HJORTH PROFESSOR, PH.D. DARK COSMOLOGY CENTRE, NIELS BOHR INSTITUTET, KØBENHAVNS UNIVERSITET 30 3 KOSMISKE GULDMINER Af JENS HJORTH PROFESSOR, PH.D. DARK COSMOLOGY CENTRE, NIELS BOHR INSTITUTET, KØBENHAVNS UNIVERSITET MODTAGET STØTTE TIL SEMPER ARDENS-PROJEKTET CARLSBERG FOUNDATION FELLOWSHIP

Læs mere

Astronomer vil benytte NASA's nye, store Kepler-satellit til at undersøge hvordan stjerner skælver

Astronomer vil benytte NASA's nye, store Kepler-satellit til at undersøge hvordan stjerner skælver Fælles pressemeddelelse fra NASA og konsortiet bag Kepler-satellitten: Astronomer vil benytte NASA's nye, store Kepler-satellit til at undersøge hvordan stjerner skælver Astronomer fra Aarhus Universitet

Læs mere

SOLOBSERVATION Version

SOLOBSERVATION Version SOLOBSERVATION Version 3-2012 Jørgen Valentin Enkelund JVE januar 2012 1 SOLOBSERVATION INDHOLDSFORTEGNELSE 1. Solen Vores nærmeste stjerne 2. Elektromagnetisk emission fra brint 3. Egne observationer

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin maj-juni 2018 Institution Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold Marie Kruses Skole Stx Astronomi C Klaus

Læs mere

Spektroskopi af exoplaneter

Spektroskopi af exoplaneter Spektroskopi af exoplaneter Formål At opnå bedre forståelse for spektroskopi og spektroskopiens betydning for detektering af liv på exoplaneter. Selv at være i stand til at oversætte et billede af et absorptionsspektrum

Læs mere

FYSIK C. Videooversigt. Intro video... 2 Bølger... 2 Den nære astronomi... 3 Energi... 3 Kosmologi... 4. 43 videoer.

FYSIK C. Videooversigt. Intro video... 2 Bølger... 2 Den nære astronomi... 3 Energi... 3 Kosmologi... 4. 43 videoer. FYSIK C Videooversigt Intro video... 2 Bølger... 2 Den nære astronomi... 3 Energi... 3 Kosmologi... 4 43 videoer. Intro video 1. Fysik C - intro (00:09:20) - By: Jesper Nymann Madsen Denne video er en

Læs mere

Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart.

Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart. Kære bruger Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart. Af hensyn til copyright indeholder den ingen fotos. Mvh Redaktionen Astronomer

Læs mere

Kosmologi supplerende note

Kosmologi supplerende note Kosmologi supplerende note. November 015. Michael A. D. Møller. side 1/10 Kosmologi supplerende note Denne note omhandler skalafaktoren for Universets ekspansion, og i modellen er inkluderet de seneste

Læs mere

Stjerners udvikling og planeter omkring stjerner. Hans Kjeldsen Aarhus Universitet

Stjerners udvikling og planeter omkring stjerner. Hans Kjeldsen Aarhus Universitet Stjerners udvikling og planeter omkring stjerner Hans Kjeldsen Aarhus Universitet - 200 milliarder stjerner - 10% af massen består af gas og støv - 100.000 lysår i diameter - Solen befinder sig 25.000

Læs mere