2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Küsi teadlaselt

Küsi teadlaselt: teemad / Teadus / 07.04.2010 küsis Lauri

Küsi teadlaselt: Teadus

07.04.2010 00:53
Lauri

Kas mustad augud saavad liituda ja moodustada suuremaid auke. Lugesin just artiklit LHC kohta: nimelt arvutati välja, et seal võib tekkida pisikesi auke mis on liiga pisikesed, et ohtu kujutada, aga mis siis kui augud tekivad lähestikku ja liituvad?

13.04.2010 12:25
Piret Kuusk, TÜ füüsika instituut

Et esitatud küsimusele anda mõttekat vastust tuleb kõigepealt saada selgust, kuidas tuleb siin mõista terminit must auk. Kosmoloogias nimetatakse mustadeks aukudeks teatud ülimassiivseid ülikompaktseid taevakehasid; nende ülisuuri masse ja väga väikesi mõõtmeid hinnatakse nende gravitatsioonivälja tugevuse järgi, mille kohta saab andmeid seal liikuvate taevakehade orbiitide vaatlustest. LHC tegeleb elementaarosakestega, niisiis midagi kosmoloogilises mõttes ülimassiivset seal tekkida ei saa.

Seega tuleb kasutada teist musta augu mõistet, mis on pärit mitte vaatlustest, vaid teooriast – selles tähenduses nimetatakse mustadeks aukudeks Einsteini üldrelatiivsusteooria võrrandite teatud tüüpi täpseid lahendeid. (Siinkohal ei hakka ma arutlema selle üle, milline on nende kahe musta augu mõiste vahekord kosmoloogias, sellest lähemalt vt Horisont nr 3, 2009). Võttes aluseks mustade aukude matemaatilise kirjelduse üldrelatiivsusteooria raames on võimalik pikalt ja põhjalikult arendada matemaatilist teooriat nende mitmesuguste omaduste kohta; selline teooria töötati välja juba 1960.-70. aastatel ja teda nimetatakse mustade aukude termodünaamikaks. Muu hulgas on selles näidatud, et mustad augud võivad tõepoolest liituda suuremaks mustaks auguks (kuid ükski must auk ei saa lõheneda mitmeks väiksemaks auguks). Nii et esimene pool vastusest mulle esitatud küsimusele on jaatav: jah, mustad augud saavad ühineda ja sel viisil tekitada suuremaid musti auke.

Umbes samal ajal leidis Hawking, et kui sobivas lähenduses vaadata üldrelatiivsusteooriat koos kvantväljateooriaga, siis saab näidata, et iga must auk muundub nn Hawkingi kiirguseks ajaga, mis on võrdeline tema massi kuubiga. Ehk teisisõnu, iga must auk kaob teatud aja jooksul ja järele jäävad vaid mitmesugust liiki kiirgused – elektromagnetkiirgus, neutriinokiirgus, gravitatsioonikiirgus jms.

Vaatame nüüd, kui kiiresti üks või teine must auk kaob Hawkingi kiirguse tõttu. Tähistame musta augu massi grammides tähega M, siis teooria kohaselt tema eluiga sekundites T ei saa olla suurem kui T = 10-26 (M)3 . Iga soovija saab siit välja arvutada, et näiteks must auk, mille mass on ligikaudu võrdne Maa massiga M = 1028 grammi (ja sündmuste horisondi raadius vaid paar sentimeetrit), kaob umbes 1058 sekundi ehk 1051 aasta jooksul (võrdluseks: Universumi oletatav eluiga on suurusjärgus 1010 aastat). Seevastu must auk, mida oleks oodata elementaarosakeste vallas, võiks olla maksimaalselt Plancki massiga, 10-5 grammi. Selline auk muunduks kiirgusteks 10-41 sekundi jooksul. Elektronide ja prootonite massid on vaid murdosa Plancki massist ja need kaoksid veel palju kiiremini.

Siit koorub välja vastuse teine pool: isegi siis, kui ülisuurte energiatega prootonite põrkel LHC detektorites peaksid tekkima mustad augud, ei saa nende mass olla suurem kui Plancki mass, seega muunduvad nad kiirgusteks ja kaovad nii kiiresti, et tõenäosus selleks, et nad jõuaksid liikuda üksteiseni ja ühineda suuremateks aukudeks, on praktiliselt null.

Seda järeldust toetavad ka Maale langevate kosmiliste kiirte vaatlused, kus on registreeritud osakesi, mille energiad ületavad LHC osakeste energiaid miljoneid kordi, kuid pole kunagi nähtud midagi, mida tuleks interpreteerida kui musta augu tekkimist kosmiliste kiirte osakeste põrkel Maa atmosfääri osakestega.

17.08.2013 05:26

seega tahab härra öelda oma teooriaga et enne kaob universum kui maa massiga must auk, (mis ka ju ei saa tekkida) sain ma õigesti aru? Ja palun vastake mis on gravitatsioonikiirgus?

21.12.2012 16:09
Jan Kumpas

Tere, vabandan, et nii vana teema üles soojendasin, aga asi hakkas huvitama.. kirjutasite, et: "Seevastu must auk, mida oleks oodata elementaarosakeste vallas, võiks olla maksimaalselt Plancki massiga, 10e-5 grammi. Selline auk muunduks kiirgusteks 10e-41 sekundi jooksul. Elektronide ja prootonite massid on vaid murdosa Plancki massist ja need kaoksid veel palju kiiremini." Olen pisut segaduses.. Oma praeguse maailmapildi valguses ei suuda ma ette kujutada elektroni vöi prootoni seisumassiga musta augu tekkimist.. Siit siis küsimused: a) Kas Plancki massist väiksema massiga must auk on teoreetiliselt üldse vöimalik? b) Kui jah, siis kas tänu Heisenbergi määramatuse printsiibile? c) Vöi on mul midagi hoopis olulisemat kahe silma vahele jäänud? Tänud ette, kui viitsiksite selle lahti seletada!

02.11.2010 23:40
Ann

Kui vaadata seda videot : http://www.youtube.com/watch?v=A_kloG2Z7tU tuleb välja, et instrumendid nagu trummisd ja kõlapurgid ei ole näha. Miks ei suutnud ma näha neid esemed, mis igal juhul olemas olid ? Ja kas selle kohta on olemas müüt ?

Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus
Archimedes ja Haridus- ja Teadusministeerium