készítsünk otthon! - · pdf filebarnaföldi gg:...
TRANSCRIPT
Készítsünk fekete lyukat
otthon!
Készítsünk fekete lyukat otthon!
BH@HOME
Barnaföldi Gergely Gábor, Bencédi Gyula
MTA Wigner FK Részecske és Magfizikai Kutatóintézete
AtomCsill 2012, ELTE TTK Budapest
Budapest, 2012. október 18.
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 4
Tartalom
● Fekete lyukak égen s földön
● Hogyan láthatunk fekete lyukakat?● Hogyan születik a fekete lyuk?
● Készítsünk fekete lyukat tudományosan!● Készítsünk fekete lyukat otthon!
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 5
Figyelem ne kísérletezzünk otthon!
A fekete lyuk nem játék!
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 6
Fekete lyukak égen s földön?
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 7
Fekete lyuk történet
Rev. John Mitchell levele Henry Cavendishnek
1783. május 26.
● 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.”
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 8
Fekete lyuk – ahogy könnyű elképzelni
M1 M
2M
3 M4
< < < <
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 9
● Pierre Simon Laplace (1796) „dark stars” – sötét csillagok.
● Albert Einstein: általános relativitáselmélet (1915)
● Karl Schwarzschild: Einstein téregyenletek megoldása statikus gömbszimmetrikus téridőben → eseményhorizont, Schwarzschild sugár: R
sch = 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 0957+561 „Twin QSO” Két azonos szillagszerű objektum? Hogy lehet?
Fekete lyuk: a megvilágosodás felé...
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 10
Hogyan születik a fekete lyuk?
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 11
● Összeroppant csillag-maradvány átesik az esemény-horizintján
● Fény és információ nem jut ki az esemény-horizonton túlra
● Ahogy látható:
akkréciós korong
gravitációs lencsehatás
BH-csillag kettős
● Falánk jószág!
A fekete lyuk születése
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 12
● Több dimenziós téridőben (LXD, azaz Nagy extra dimenziók mellett), keletkezhet-nek mikroszkópikus fekete lyukak
● Ezektől kellene félnünk?
● Lássuk a CERN-es videót!
A fekete lyuk születése
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 13
Hmmm....
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 14
… és semmi cicó – az erő velünk van!● 2012. október 16.
sajtóközlemény
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 15
Hogyan láthatunk fekete lyukakat?
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 16
Látszik-e a fekete lyuk a képen?
Menjünk távolabb!
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 17
Fekete lyuk, ahogy elképzeljük
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 18
Fekete lyuk, ahogy elképzeljük
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 19
Reméljük, hogy látszik...
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 20
Tényleg látszik a hazása: Einstein gyűrű
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 21
Távoli galaxisok képei
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 22
Készítsünk fekete tudományosan!
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 23
● Fúrunk egyet...
● Ha összegyűjtünk sok nagy tömeget...
● Ha elég nagy energiás ütközéseket csinálunk
● Ha otthon körbenézünk a konyhában...
Fekete lyuk készítése tudományosan
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 24
Szolgálati közlemény...
Nos, miután feladatunknak érezzük, hogy óvjuk a jövő fizikus-
nemzedéket, ezért nem mutatunk be igazi fekete
lyukat a jelenlévőknek, azonban megfigyelhető hatását igen...
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 25
Einstein gyűrűk – gravitációs lencsehatás
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 26
Einstein gyűrűk – gravitációs lencsehatás
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 27
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 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.
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 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 hőmér-sékletkülönbség hatá- sára
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 30
Egy még egy kis optika... ● Snellius-Descartes tv.
α a beesési szög
β a törési szög
c1, c
2 a közegbeli
fénysebesség
n12
a relatív törésmutató
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 31
Egy kicsit több optika...
r
i
e(x)
D
x ● Snellius-Descartes tv. kis szögekre: sin(x) = x
● Einstein levezetéséből
● A görbe deriváltja
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 32
Különböző ,,tömegeloszlású” lencsék
Tömegpont Gázgömb Spirálgalaxis
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 33
Különböző ,,tömegeloszlású” lencsék
Tömegpont Gázgömb Spirálgalaxis
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 34
Különböző ,,tömegeloszlású” lencsék
Tömegpont Gázgömb Spirálgalaxis
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 35
Készítsünk fekete lyukat otthon...
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 36
Kell egy fogékony társaság!
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 37
Rendes háztartásban van fekete lyuk...
Tömegpont Spirálgalaxis
+
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 38
Figyelem! NE kísérletezzünk otthon!
...de azért óvatosan.....
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 39
Mérési összeállítás(ok) Ernyő (plafon)
Fekete lyuk (pohártalp, üveg)
Fényforrás (lézermutató)
Állvány
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 40
Mérési összeállítás(ok)
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 41
3,1415926535897932384626433832795028841971693993751058209749445923078164062862089986280348253421170679821480865132823066470938446095505822317253594081284811174502841027019385211055596446229489549303819644288109756659334461284756482337867831652712019091456485669234603486104543266482133936072602491412737245870066063155881748815209209628292540917153643678925903600113305305488204665213841469519415116094330572703657595919530921861173819326117931051185480744623799627495673518857527248912279381830119491298336733624406566430860213949463952247371907021798609437027705392171762931767523846748184676694051320005681271452635608277857713427577896091736371787214684409012249534301465495853710507922796892589235420199561121290219608640344181598136297747713099605187072113499999983729780499510597317328160963185950244594553469083026425223082533446850352619311881710100031378387528865875332083814206171776691473035982534904287554687311595628638823537875937519577818577805321712268066130019278766111959092164201989
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 42
Lencsék: MTA Wigner FK
Részecske és Magfizikai Intézet,
Technikai Osztály
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 43
Aki nem hiszi, járjon utána....
Barnaföldi GG: Készítsünk fekete lyukat otthon! - Atomcsill 2012.10.18 44