24
Laagri kool MUSTADE AUKUDE MÜSTEERIUM Uurimistöö Koostaja: Kevin Kliimask 8.p klass Juhendaja: Merike Palts Laagri 2017

Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

Laagri kool

MUSTADE AUKUDE MÜSTEERIUM Uurimistöö

Koostaja: Kevin Kliimask 8.p klass Juhendaja: Merike Palts

Laagri 2017

Page 2: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

2

SISUKORD

SISSEJUHATUS ........................................................................................................................31. MUSTAD AUGUD .............................................................................................................4

1.1. Mis on must auk? .............................................................................................................41.2.Kuidas on must auk tekkinud? ..........................................................................................5

2. KUIDAS NÄHA MUSTA AUKU? ....................................................................................73. LANGEMINE JA VÄLJA SAAMINE MUSTAST AUGUST ..........................................8

3.1. Langemine musta auku ....................................................................................................83.2. Mustast august välja saamine .........................................................................................10

4. MUSTADE AUKUDE AVASTAMISE AJALUGU ........................................................115. MUSTADE AUKUDE OLEMASOLU ANALÜÜS ........................................................126. UURIMUSLIK OSA .........................................................................................................14KOKKUVÕTE .........................................................................................................................18KASUTATUD KIRJANDUS ...................................................................................................20Lisa 1. Must auk ........................................................................................................................21Lisa 2. Langemine musta auku .................................................................................................22Lisa 3. Küsimustik ....................................................................................................................23Lisa 4. Küsimustiku õiged vastused ..........................................................................................24

Page 3: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

3

SISSEJUHATUS

Minu uurimistöö räägib universumis olevatest müstilistest mustadest aukudest

Paljud on kindlasti kuulnud või lugenud mustadest aukudest. Nendest räägitakse sageli tele- ja

raadiosaadetes, kirjutatakse ajalehtedes ja ajakirjades ning igasugustes raamatutes. Inimesi

huvitab kõik müstiline ja inimmõistuse vastane. Koos vaimude ja kummitustega sobiksid

mustad augud pigem ulmekirjandusse või vanaaja müütidesse kui reaalsesse universumi. Ometi

on mustade aukude idee juba üle kahesaja aasta vana. Juba 1783. aastal avaldas Cambridge'i

õppejõud John Michell Londoni ajakirjas Philosophical Transactions of Royal Society artikli

“mustade tähtede“ kohta. Ta osutas sellele, et piisavalt massiivne ja kokkusurutud täht võib

omada nii tugevat gravitatsioonivälja, et valgus ei pääse sealt välja. Pinnalt kiirgunud valgus

tõmmatakse tähe gravitatsioonilise tõmbejõu poolt tagasi enne, kui see tähest eemale jõuab.

Samasuguse oletuse tegi mõni aasta hiljem Michellist ilmselt sõltumatult prantsuse teadlane

markii de Laplace.

Käesoleva uurimistöö esimene peatükk räägib mustadest aukudest. Teine peatükk arutleb selle

üle kuidas näha musti auke. Kolmas peatükk kirjeldab langemist musta auku ja välja saamist

mustast august. Neljas peatükk räägib mustade aukude avastamise ajaloost. Viies peatükk

analüüsib mustade aukude olemasolu. Kuues peatükk on uurimuslik osa, kus on uuritud, kui

palju teavad koolilapsed mustade aukude kohta. Uurimuses osalesid Laagri Kooli 8.p klassi

poisid.

Page 4: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

4

1. MUSTAD AUGUD

1.1. Mis on must auk?

Must auk on piirkond, kus gravitatsioon on nii tugev, et mis tahes valgus, mis püüab sealt

väljuda, tõmmatakse tagasi. Et miski ei saa liikuda päikesest kiiremini, tõmmatakse tagasi ka

kõik muu. Niisiis sa võid langeda musta auku ja mitte kunagi enam sealt välja saada. Musta

auku on alati peetud ülimaks vanglaks, kust pole enam pääsu. Musta auku langemine on sama

kui langemine Niagara joasse: sealt pole tagasiteed sama teed pidi, mida tulid.

(Hawking, 2010, 240) (Lisa 1)

Musta augu äärt nimetatakse horisondiks. See sarnaneb joa äärega. Asudes ülalpool äärt, saad

ära minna küllalt kiiresti sõudes, kuid kord juba ääre ületanud, oled sa määratud hukule. Mida

rohkem objekte musta auku langeb, seda suuremaks see paisub ja horisont liigub kaugemale

välja. See on nagu sea toitmine. Mida rohkem talle süüa annad, seda suuremaks ta kasvab.

(Hawking, 2010, 240)

Kui maa sees on auk, millest meil on villand, ajame selle täis ja seda ei ole enam. Kui tegemist

on musta auguga, siis mida enam me sellesse miskit loobime, seda suuremaks see auk läheb. Et

musta auku täis ajada, tuleb sellest ainet välja võtta. Kuna see pole võimalik, saavad mustad

augud ainult kasvada.

http://parsek.yf.ttu.ee/~mars/ttg/Mustadaugud.pps

Musti auke reedabki nende aplus. Nad on valmis ahmima endasse kõike, mis nende lähedusse

satub.

http://miksike.ee/documents/main/referaadid/mustad_augud.htm

Mustad augud koosnevad ainest, mis on ülitihedalt kokku surutud. Seepärast on mustad augud

niisugused kosmilised kehad, mis omavad väga suurt külgetõmbejõudu.

Page 5: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

5

Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende

külgetõmbejõudu suurendada.

Kui viskad palli Maa pinnalt õhku, võid kindel olla , et kui pall jõuab teatud kõrguseni, kukub

ta tagasi maapinnale. Mida kõrgemale palli visata, seda kõrgemale ta lendab, sest pall saab

visates suurema kiiruse. Kui pall saaks kiiruse 40 000 km/h, siis ületaks jõud, millega me palli

üles tõukame, Maa külgetõmbejõu ja pall lendaks kosmosesse. Kui aga Maa suruda kokku

pisikeseks 1 sentimeetrise läbimõõduga keraks, ilma et Maa ainest midagi kaotsi läheks, siis

suureneb Maa külgetõmbejõud nii suureks, et Maa muutub musta augu sarnaseks. Ta hakkab

ülisuure jõuga kõiki asju enda poole tõmbama. Isegi valgus ei pääseks niisugusest mustast

august läbi.

http://miksike.ee/documents/main/referaadid/mustad_augud.htm

1.2.Kuidas on must auk tekkinud?

Musta augu tekkimiseks on vaja suruda suur hulk ainet väga väiksesse ruumi kokku. Siis on

gravitatsiooni tõmme nii tugev, et sinna tõmmatud valgus ei pääse enam välja.

Üks viis mustade aukude tekkimiseks on see, kui oma „kütuse“ ära põletanud täht tekitab

hiiglasliku vesinikupommi sarnase plahvatuse, mida kutsutakse supernoovaks. Plahvatus

paiskab välja tähe välised kihid suurte paisuvate gaasipilvedena, mis tõukavad keskel asetsevad

kihid sissepoole. Kui see täht on meie Päikesest mõned korrad suurem, tekib must auk.

(Hawking, 2010, 241)

Kauge vaatleja näeb musta augu tekkimisel järgmist pilti: gravitatsioonijõu mõjul suure hooga

tsentri poole kokkulangeva tähe raadius väheneb kiiresti. Kuid mida lähemale jõuab raadius

Schwarzschildi raadiuseni, seda rohkem tähe kokkutõmbumine aeglustub. Eemalolevale

vaatlejale näib, et tähe pind läheneb Schwarzschildi raadiusele lõpmatult kaua ja saavutanud

Schwarzschildi raadiuse, kokkutõmbumine lausa lakkab. Ent loomulikult variseb see täht edasi

kohutava kiirusega tsentri poole kokku, eemalolevale vaatlejale ainult näib, et tähe pind tardub

paigale, sest vaatleja jaoks jäi aja kulg tähe pinnal, kui see saavutas Schwarzschildi raadiuse,

Page 6: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

6

lihtsalt seisma ja igasugune liikumine lakkas. (Siin ilmneb aja suhtelisus: ülitugevas

gravitatsiooniväljas aja kulg aeglustub!).

Samal ajal paistab täht järjest punasem ja tumedam, kuni lõpuks muutub nähtamatuks. Sellise

"värvide mängu" põhjustab jällegi tugev gravitatsioon. Tugev gravitatsioon kutsub

esile punanihke - tähe pinnalt vaatlejani jõudnud valgus punaneb.

http://miksike.ee/documents/main/referaadid/mustad_augud.htm

Palju suuremad mustad augud tekivad klastrites ja galaktikate keskmes. Need piirkonnad

sisaldavad musti auke ja neutrontähti, samuti tavalisi tähti. Kokkupõrked mustade aukude ja

teiste objektide vahel kasvatavad musta auku, mis neelab kõik tema ligidusse sattuva. Meie

galaktikal Linnuteel on keskmes must auk, mille mass ületab meie Päikese massi mitu miljonit

korda.

(Hawking, 2010, 240)

Page 7: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

7

2. KUIDAS NÄHA MUSTA AUKU? Vastus on, et ei saagi, sest mustast august ei saa valgus väljuda. See sarnaneb musta kassi

otsimisega pimedas keldris. Kuid sa võid avastada musta augu selle järgi, et musta augu

gravitatsioon tõmbab kõiki teisi objekte. Me näeme tähti, mida paneb tiirlema miski, mida me

ei näe, aga me teame, et see saab olla ainult must auk.

Me näeme ka gaasi ja tolmu ketast pöörlemas ümber keskse objekti, mida me ei näe, kuid teame,

et see saab olla ainult must auk.

(Hawking, 2010, 243)

Olgugi et musta augu sisemus on nähtamatu, saab selle kohalolu järeldada vastastikmõju järgi

muu aine ja elektromagnetkiirgusega. Mustale augule langev aine võib

moodustada akretsiooniketta, mis hõõrdumise tõttu kuumeneb, nii et tekib kvasar (kvasarid on

Universumi heledaimad objektid). Kui musta augu ümber tiirleb tähti, saab nende orbiidi järgi

arvutada selle massi ja asukoha. Selliste vaatlustega saab välistada alternatiivid

(näiteks neutrontäht). Nõnda on astronoomid tuvastanud arvukalt tähe massiga mustade aukude

kandidaate kaksiktähtedes ja teinud kindlaks, et Galaktika tuumas on ülimassiivne must auk,

mille mass on umbes 4,3 miljonit Päikese massi.

(https://et.wikipedia.org/wiki/Must_auk)

Page 8: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

8

3. LANGEMINE JA VÄLJA SAAMINE MUSTAST AUGUST

3.1. Langemine musta auku

Musta auku võib langeda nii, nagu võid langeda Päikesesse. Kui langed jalad ees, siis on su

jalad mustale augule lähemal kui pea ja musta augu gravitatsioon tõmbab neid tugevamini.

Niisiis venitatakse sind pikkupidi välja ja surutakse kokku külgedelt. See venitamine ja

kokkupigistamine on seda nõrgem, mida suurem on must auk. Kui langed musta auku, mis on

tekkinud meie Päikesest ainult mõned korrad suuremast tähest, siis kistakse sind tükkideks ja

sinust saavad spagetid veel enne musta auku jõudmist. Aga kui sa kukud palju suuremasse

musta auku, siis läbid sa horisondi – musta augu ääre ja punkti, kust pole tagasipöördumist -,

märkamata midagi erilist. Kui keegi jälgiks eemalt su langemist, siis ei näeks ta sind läbimas

horisonti, sest gravitatsioon moonutab musta augu lähedal nii ruumi kui aega. Vaatajale paistab,

et horisondile lähenedes aeglustub su edasiliikumine ja sa muutud üha tuhmimaks, mis tuleneb

sellest, et sinu välja saadetud valgusel kulub üha rohkem aega, et sealt välja pääseda. Kui sa

läbid horisondi enda kella järgi 11.00, siis vaatleja näeb, et sinu kell aeglustub ega jõua kunagi

päris 11.00-ni.

(Hawking, 2010, 245) (Lisa 2)

Mis juhtub kehaga, kui ta langeb vabalt musta augu poole? Olgu selliseks kehaks rakett.

Mustale augule lähenedes raketi kiirus kasvab. Kiirenduse annab talle gravitatsioonijõud, mis

mustale augule lähenedes muutub järjest tugevamaks. Schwarzschildi sfääril ehk sündmuste

horisondil on raketi kiirus juba võrreldav valguse kiirusega. Hakkavad ilmnema relativistlikud

efektid. Kui eemalolev vaatleja näeb, et raketi langemine musta augu suunas aeglustub kuni

täieliku peatumiseni vahetult enne sündmuste horisonti, siis raketis viibivad astronaudid midagi

sarnast ei märka.

Tähelepanu tuleb pöörata veel ühele nähule. Musta auku langemisel hakkavad raketile ja seal

viibivatele reisijatele mõjuma hiiglasuured loodejõud. Need on jõud, mis mõjuvad keha igale

Page 9: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

9

punktile erinevalt ja mille tagajärjel rakett koos reisijatega kistakse tükkideks. Loodejõud on

seda suuremad, mida väiksem on musta augu mass.

Kui kuidagi suudetaks loodejõude vältida, näiteks langedes väga suure massiga musta auku

(mille mass võrdub umbes 10 Päikese massiga), näevad astronaudid oma teekonnal järgmist

pilti. Kui rakett on veel väga kaugel mustast august, siis esi-illuminaatorist avaneva vaatevälja

keskpunktis on märgata vaid väikest tumedat laiku. Tumeda laigu vahetus läheduses on taevas

moondunud, ülejäänud osas näeb see välja täiesti tavaline. Valgus galaktikatelt ja tähtedelt, mis

paistavad raketi tagumisest illuminaatorist, on astronautideni jõudes tugevas punanihke

seisundis.

Sündmuste horisondil täidab must auk vaid poole vaateväljast, mis avaneb esi-illuminaatorist.

Seda tänu aberratsiooni efektile, mis kaasneb suurte kiirustega. Esi-illuminaatorist näha olev

taevas on musta augu ümbruses tugevasti moondunud: astronaudid näevad suuremat osa meie

universumi tähtedest ja galaktikatest. Tagumisest illuminaatorist paistab meie universum üha

tugevnevas punanihke seisundis.

Kui rakett on jõudnud läbida sündmuste horisondi ja asub sündmuste horisondi ja singulaarsuse

vahel, näevad astronaudid esi-illuminaatorist ikka veel meie universumit ja musta auku. Samal

ajal näevad nad ka teist, täiesti uut universumit. Must auk paistab neile tumeda rõngana meie ja

uue universumi vahel.

Mida lähemale singulaarsusele, seda rohkem äärte poole nihkununa ja kitsama rõngana must

auk välja paistab. Samal ajal näevad astronaudid uut universumit järjest suuremana ja vahetult

enne singulaarsust täidab uus universum terve esi-illuminaatorist avaneva välja. Tagumisest

illuminaatorist paistab kogu sõidu vältel meie oma universum, aga üha rohkem moondunud

kujul.

Tuleb arvestada, et kogu see vaatepilt kestab vaid lühikese aja (võibolla sekundi murdosa)

jooksul.

Reis lõpeb katastroofiga, mingit võimalust Schwarzschildi sfäärist välja ja tagasi oma

universumi pääseda pole.

(http://miksike.ee/documents/main/referaadid/mustad_augud.htm)

Page 10: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

10

3.2. Mustast august välja saamine

Inimesed on harjunud mõtlema, et mustast august ei saa kunagi miski välja. Lõppude lõpuks,

sellepärast neid kutsutaksegi mustadeks aukudeks. Kõik, mis on langenud musta auku,

arvatakse olevat kadunud, kusjuures igaveseks ja mustad augud kestvat aegade lõpuni. Need on

igavesed vanglad, millest pole lootust põgeneda.

Kuid siis avastati, et see seisukoht pole päris õige. Kaduvväikesed võnked ruumis ja ajas

tähendavad seda, et mustad augud pole täiuslikud lõksud, nagu kord arvati, vaid sealt võivad

osakesed Hawkingi kiirguse kujul aeglaselt lekkida. Lekkimine on seda aeglasem, mida suurem

on must auk. Hawkingi kiirgus võib vähehaaval põhjustada mustade aukude haihtumise.

Haihtumine on algul väga aeglane, kuid see kiireneb, kui musta augu läbimõõt väheneb.

Lõpuks, miljardite aastate pärast must auk kaob. Nii et kõigest hoolimata ei ole mustad augud

igavesed vanglad. Aga mis saab nende vangidest – objektidest, mis tekitasid musta augu või

langesid sinna hiljem. Need muutuvad taas energiaks ja osakesteks. Kui uurida väga hoolikalt,

mis mustast august väljub, siis saab taastada selle, mis oli seal sees. Niisiis mälestus sellest, mis

langeb musta auku, ei ole kadunud igaveseks, vaid ainult väga pikaks ajaks.

(Hawking, 2010, 246-247)

Page 11: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

11

4. MUSTADE AUKUDE AVASTAMISE AJALUGU Must auk on gravitatsiooni sünnitis ja sellepärast võikski mustade aukude avastamislugu alata

I. Newtonist. Newton avastas ülemaailmse gravitatsiooniseaduse. See määrab jõu, mille mõjule

allub absoluutselt kõik. Seniajani pole avastatud teist nii universaalset jõudu. Ainult

gravitatsioon valitseb looduses absoluutselt kõikjal. Gravitatsiooniväli mõjub ühtmoodi

kergetele osakestele ja rasketele kehadele ning isegi valgusele. Juba I. Newton oletas, et valgus

tõmbub massiivsete kehade poole. Sellest oletusest algabki mustade aukude ja nende

hämmastavate omaduste avastamise eellugu.

(Novikov, 1991, 7)

Objektidest, mille gravitatsiooniväli on nii tugev, et hoiab valgust kinni, mõtlesid esimest korda

18. sajandil John Michell ja Pierre-Simon Laplace. Esimese üldrelatiivsusteooria võrrandite

lahendi, mis iseloomustaks musta auku, leidis 1916 Karl Schwarzschild, kuigi selle tõlgenduse

ruumipiirkonnana, millest miski ei pääse välja, avaldas esimesena David Finkelstein 1958.

(https://et.wikipedia.org/wiki/Must_auk)

Terviklikku teooriat gravitatsiooni mõjust valgusele ei tekkinud enne aastat 1915, kui Einstein

sõnastas oma üldrelatiivsusteooria. Üldrelatiivsusteooria abil näitasid Robert Oppenheimer ja

tema üliõpilased George Volkoff ja Hartland Snyder 1939. Aastal, et kogu tuumakütuse

kulutanud täht ei suuda ennast gravitatsiooni vastu kaitsta siis, kui tema mass ületab teatud piiri,

mis on samas suurusjärgus kui Päikese mass. Sellest piirist suurema massiga ärapõlenud tähed

kollabeeruvad ja moodustavad musti auke, mis sisaldavad lõpmatu tihedusega singulaarsusi.

Kuigi Einsteini teooria musti auke ennustab, tema ise neid ei aktsepteerinud, nagu ka seda, et

ainet on võimalik lõpmatu tiheduseni kokku suruda.

(Hawking, 2014, 86)

Page 12: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

12

5. MUSTADE AUKUDE OLEMASOLU ANALÜÜS

Kui kehad saavutavad soojusliku tasakaalu, on neil kindel temperatuur ja järelikult nad kiirgavad soojuskiirgust, vahetades energiat ümbritseva keskkonnaga.

Kuid igaüks teab, et must auk ei saa midagi kiirata – see on tema oluline tunnus. Kuigi musta augu sisse saab langeda ükskõik mis, ei pääse välja mitte midagi – isegi mitte valgus ega ükski teine kiirgus.

Page 13: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

13

Hawkingi uue avastuse järgi ei ole must auk enam põhjatu koobas, vaid füüsikaline objekt, Must auk ei ole must auk, vaid kiirgab kindlatemperatuurilist soojuskiirgust. Must auk ei ole igavene, vaid haihtub lõpuks puhta kiirgusena.

Niisiis pole mustad augud tegelikult üldse mustad. Neil on kindel temperatuur, entroopia ja nad on kiirgusallikateks nagu iga teinegi termodünaamiline keha. Lõpuks nad plahvatavad.

Page 14: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

14

6. UURIMUSLIK OSA

Küsitlesin Laagri Kooli 8.p klassi poisse, et mida nad teavad mustadest aukudest. Selleks

jagasin neile küsimustega lehed, millele nad pidid vastama. (Lisa 3)

Uurimises osales 16 poissi.

Joonis 1. Mis on must auk?

0

2

4

6

8

10

12

Misonmustauk?

Planeet,missööbteisiplaneete

Piirkond,kusgravitatsioononniitugev,etmistahesvalgus,mispüüabsealtväljuda,tõmmataksetagasiRändavtähtkosmoses

012345678910

Kuidasonmustauktekkinud?

Omaorbiidiltkõrvalekaldumisel

Planeetidekokkupõrkamisel

Suurhulkainetonvägaväikesesseruumikokkusurutud

Page 15: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

15

Joonis 2. Kuidas on must auk tekkinud?

Joonis 3. Kuidas näha musta auku

Joonis 4. Kuidas nimetatakse musta augu äärt?

0

2

4

6

8

10

12

14

Kuidasnähamustaauku?

Eisaagi,sestmustastaugusteisaavalgusväljuda

3Dprillidega

Eiolevõimalik,sesttaliigubliigakiiresti

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Kuidasnimetataksemustaaugu

äärt?

Poolkaareks

Horisondiks

Täiskaareks

Page 16: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

16

Joonis 5. Kas must auk on igavene?

0

2

4

6

8

10

12

Kasmustaukonigavene?

Mustaukonigavene,sesteikiirgakindlatemperatuurilistsoojuskiirgust

Mustaukeioleigavenevaidhaihtublõpukspuhtakiirgusena

Mustaukonigavene,kuisaabsüüapiisavaltplaneetejatähti

Page 17: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

17

Joonis 6. Õiged ja valed vastused.

Küsimustiku põhjal selgub, et 8 klassi poisid teavad üsna hästi, mis on mustad augud. Kõik

poistest olid üht-teist mustadest aukudest kuulnud. Joonis 6. põhjal selgub, et õigeid vastuseid

on rohkem kui valesid. Vaid ühe küsimuse korral (kuidas nimetatakse musta augu äärt?) ületab

valede vastuste hulk õigeid vastuseid.

0

2

4

6

8

10

12

14

Misonmustauk?

Kuidasonmustauktekkinud?

Kuidasnähamustaauku?

Kuidasnimetataksemustaaugu

äärt?

Kasmustaukonigavene?

Õigevastus

Valevastus

Page 18: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

18

KOKKUVÕTE Kosmos köidab nii noori kui ka vanu. Eriti põnevad ja müstilised on kosmose avarustes

leiduvad mustad augud. Kuna neis on nii palju müstilist ja mõistusevastast, siis on nad alati

teadlastele huvi pakkunud. Mida salapärasem on mõistatus ja mida sügavam on probleem, seda

suuremat huvi äratab ta spetsialistides ja kõigis teadushuvilistes. Üldrelatiivsusteooria looja

A.Einstein kirjutas: „Kõige meeldivama ja sügavama elamuse saab inimene salapärasuse

tajumisel“. Salapärasuse seisukohalt leiab vaevalt mustadele aukudele ja universumile

võistlejaid.

Mustad augud on kõige hiiglaslikumad energiaallikad universumis. Arvata võib, et mustad

augud eksisteerivad kaugetes kvasarites ja galaktikate plahvatavates tuumades. Nad tekivad ka

massiivsete tähtede suremisel. Võib-olla saavad mustadest aukudest tulevikus inimkonna

energiaallikad.

Musti auke ja universumit tervikuna uurib tänapäeval relativistlik astrofüüsika. See astrofüüsika

haru tegeleb protsessidega tingimustes, kus gravitatsiooniväljad on nii tugevad, et kiirendavad

neis liikuvaid osakesi valguse kiirusele lähedaste kiirusteni, s.t. suurima looduses võimaliku

kiiruseni. Ühegi teise objekti gravitatsiooniväli ei küüni sellise tugevuseni. On ka teine

mustadele aukudele ja universumile omane ühine joon: nende salapärasus, mõistatuslikkus ja

ebatavalisus. Selle poolest erinevad nad täielikult mitte ainult meid igapäevases elus

ümbritsevatest, vaid ka paljudest mitteargipäevastest füüsikalistest objektidest ja

taevakehadest.

Praegu tuleb teadusesse palju uusi teadlasi, kes asuvad lahendama veel hiljaaegu

lahendamatuteks peetud probleeme. Loodame, et tulevikus saab ka mustade aukude

müsteerium lahendatud.

Page 19: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

19

Uurimistöös küsitlesin Laagri Kooli 8.p klassi poisse. Küsimused ja õiged vastused leiab

uurimistöö lisade alt. (Lisa 3, Lisa 4)

Poiste teadmised mustadest aukudest olid üsna head, mida näitavad uurimistöö joonised. Õigeid

vastuseid oli enam kui valesid. Kõik poisid olid üht-teist mustadest aukudest kuulnud. See

näitab seda, et müstika paelub nii noori kui ka vanu ja loodame, et tulevikus saab mustade

aukude saladus täielikult lahendatud.

Page 20: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

20

KASUTATUD KIRJANDUS

1. Hawking, S. „Georg ja universumi salavõti“. Eesti Entsüklopeediakirjastuse AS, 2010.

2. Hawking, S. „Minu lühiajalugu“. Tänapäev, 2014

3. Novikov, I. „Mustad augud ja universum“. Tallinn Valgus, 1991

4. Hawking, S. „Juhatus Stephen Hawking'i juurde“. Koge ja Balti Raamat, 2002

5. https://et.wikipedia.org/wiki/Must_auk

6. https://parsek.yf.ttu.ee/~mars/ttg/Mustadaugud.pps

7. http://miksike.ee/documents/main/referaadid/mustad_augud.htm

8. http://www.tehnikamaailm.ee/teeme-ise-musta-augu/

Page 21: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

21

Lisa 1. Must auk

Pildil on röntgensatelliidi Chandra pilk Linnutee keskmele: hele täpp pildi keskel on röntgenallikas Sagittarius A, mille sees asub ülisuur must auk (Baganoff jt.,MIT,CXO,NASA).

Page 22: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

22

Lisa 2. Langemine musta auku

Page 23: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

23

Lisa 3. Küsimustik Tõmba õigele vastusele joon alla! Mis on must auk?

• Planeet, mis sööb teisi planeete • Piirkond, kus gravitatsioon on nii tugev, et mis tahes valgus, mis püüab sealt väljuda,

tõmmatakse tagasi. • Rändav täht kosmoses

Kuidas on must auk tekkinud?

• Oma orbiidilt kõrvale kaldumisel • Planeetide kokku põrkamisel • Suur hulk ainet on väga väikesesse ruumi kokku surutud

Kuidas näha musta auku?

• Ei saagi, sest mustast august ei saa valgus väljuda • 3D prillidega • Ei ole võimalik, sest ta liigub liiga kiiresti

Kuidas nimetatakse musta augu äärt?

• Poolkaareks • Horisondiks • Täiskaareks

Kas must auk on igavene?

• Must auk on igavene, sest ei kiirga kindlatemperatuurilist soojuskiirgust • Must auk ei ole igavene vaid haihtub lõpuks puhta kiirgusena • Must auk on igavene, kui saab süüa piisavalt planeete ja tähti

Page 24: Mustad augud%2c Kevin Kliimask (1) · 5 Põhimõtteliselt võiks igast kosmilisest kehast teha musta augu, kui õnnestuks nende külgetõmbejõudu suurendada. Kui viskad palli Maa

24

Lisa 4. Küsimustiku õiged vastused Tõmba õigele vastusele joon alla! Mis on must auk?

• Planeet, mis sööb teisi planeete • Piirkond, kus gravitatsioon on nii tugev, et mis tahes valgus, mis püüab sealt väljuda,

tõmmatakse tagasi. • Rändav täht kosmoses

Kuidas on must auk tekkinud?

• Oma orbiidilt kõrvale kaldumisel • Planeetide kokku põrkamisel • Suur hulk ainet on väga väikesesse ruumi kokku surutud

Kuidas näha musta auku?

• Ei saagi, sest mustast august ei saa valgus väljuda • 3D prillidega • Ei ole võimalik, sest ta liigub liiga kiiresti

Kuidas nimetatakse musta augu äärt?

• Poolkaareks • Horisondiks • Täiskaareks

Kas must auk on igavene?

• Must auk on igavene, sest ei kiirga kindlatemperatuurilist soojuskiirgust • Must auk ei ole igavene vaid haihtub lõpuks puhta kiirgusena • Must auk on igavene, kui saab süüa piisavalt planeete ja tähti