Fungerer et sort hul som afløbet i et badekar?
Vandet hvirvler ud af badekarret, når proppen hives op. Hvirvler stof ind i et sort hul på samme måde? Det spørgsmål har en kvik læser stillet, og svaret fra videnskaben er bekræftende - med visse forbehold.

Stof omkring et sort hul trækkes ned i hullet på omtrent samme måde, som vand forsvinder ned i afløbet i et badekar. (Illustration: NASA/D. Berry/SkyWorks Digital)

Stof omkring et sort hul trækkes ned i hullet på omtrent samme måde, som vand forsvinder ned i afløbet i et badekar. (Illustration: NASA/D. Berry/SkyWorks Digital)

 

Når man hiver proppen op i badekarret, og vandet får lov til at løbe ud, så dannes der hurtigt en strømhvirvel. Vandet hvirvler hurtigere og hurtigere rundt, jo tættere på afløbet, det befinder sig - lige indtil det forsvinder ned i hullet.

Sker der egentlig det samme med det stof, der måtte befinde sig i omegnen af et sort hul i universet?

Det har vores læser Per Føge tænkt over, og nu vil han have et svar fra videnskaben. Helt præcist skriver han:

»Når vand løber ud af et badekar skabes en hvirvel. Sker noget lignende omkring et sort hul uden for hændelseshorisonten?«

Det får vi en dygtig astrofysiker til at svare på, men først skal vi lige have slået fast, hvad et sort hul egentlig er for en størrelse.

Intet kan undslippe

Et sort hul er et område i rumtiden, hvor tyngdefeltet er så kraftigt, at intet - ikke engang lys - kan undslippe. Det sorte huls hændelseshorisont eller begivenhedshorisont, som den typisk kaldes, markerer grænsen for dette område.

Sorte huller opstår for eksempel, når meget store og tunge stjerner brænder ud og kollapser. Så samles en stor del af stjernens stof på et meget lille område, og det sorte hul er en realitet.

Det er umuligt at sige, hvad der foregår inden for begivenhedshorisonten, men fysikere har ret godt styr på, hvad der må ske uden for den.

En dimension mere

Marianne Vestergaard er lektor ved Dark Cosmology Centre ved Niels Bohr Institutet under Københavns Universitet, og hun forsker i sorte huller, så vi spørger hende, om man kan sammenligne et sort hul med et afløb i et badekar:

»Man kan godt tænke på det på den måde, men det er lidt kringlet, for vi går fra to til tre dimensioner,« siger hun.

Fakta

I et sort hul er tyngdekraften så stærk, at selv ikke lyset kan slippe væk. Læs mere om sorte huller i artiklen Hvad er et sort hul?.

Hullet i badekarret har to dimensioner, hvor vandet så forsvinder ned i den tredje dimension - afløbet. Men et sort hul er tredimensionalt - det er et kugleformet objekt - så de to situationer kan ikke helt sammenlignes.

Stof danner en skive om hullet

Både for afløbet og det sorte hul gælder, at det er tyngdekraften, der er på spil. Vandet forsvinder ned i afløbet på grund af tyngdekraften fra Jorden, og stof falder ind mod et sort hul som følge af tyngdekraften fra hullet.

Alt vandet i badekarret kan ikke løbe ud på én gang, så vandmolekylerne stiller sig så at sige i kø i strømhvirvlen og afventer deres tur. Og omtrent sådan foregår det faktisk også omkring et sort hul, fortæller Marianne Vestergaard:

»Når stof falder ind mod det sorte hul, så lægger det sig i første omgang i en roterende skive - en såkaldt tilvækstskive - omkring hullet.«

»Hvis stoffet ikke mistede energi, ville det bare forblive i kredsløb om det sorte hul, men i tilvækstskiven gnider stof med stof, og på grund af gnidningsmodstanden bliver stoffet varmet op og begynder at lyse kraftigt.«

De sorte huller afsløres deres eksistens

Når stoffet på den måde mister energi, spiralerer det stadig længere ind imod begivenhedshorisonten for til sidst at forsvinde i det sorte hul. Altså lidt på samme måde, som vandet i badekarret hvirvler ned i afløbet.

Strålingen fra tilvækstskiven hjælper i øvrigt astronomerne til at kunne få øje på de sorte huller. Man kan jo i sagens natur ikke se et sort hul i teleskoper, så det røber kun sin eksistens gennem indflydelsen på omgivelserne.

Et langt stykke af vejen har Per Føge altså helt ret i sin hypotese om, at man kan sammenligne et sort hul med afløbet i et badekar. Det er faktisk en meget god måde at forstå, hvad der sker rundt om det sorte hul, hvis man ser stort på detaljerne.

En T-shirt er på vej som tak for det gode spørgsmål, og vi tager gerne imod flere af slagsen på sv@videnskab.dk.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs her om påfugleedderkoppen, der er opkaldt efter fisken Nemo.