Forsiden

Er "perfekte" figurer kun en matematisk konstruksjon?

2004-10-09
På Are og Odin torsdag 28. oktober (P3) var det spørsmål om sorte hull er perfekte kuler.
Fjerneste supernova
Dette er et bilde av en supernova 10 milliarder lysår unna. (NASA, Adam Riess (Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD))

Det korte svaret er nei og det gjelder ikke bare for sorte hull men alle fysiske gjenstander.

Jorda er ei kule men de fleste er klar over at den ikke er helt rund. Den er litt tykkere rundt ekvator enn fra pol til pol og forskjellen er 1 del av nesten 300, cirka 0.33%. Grunnen til at den eser ut ved ekvator er fordi den roterer slik at ekvator "skyves utover" i forhold til polene.

Dette er ikke spesielt for jorda, alt som roterer vil ese ut i rotasjonsplanet (ekvator).

Store og massive stjerner kan ende opp med å eksplodere i det vi kaller en supernova. Mye av energien stråles ut i form av fotoner som kan ses på enorme avstander. Den fjerneste supernovaen vi har observert er over 10 milliarder lysår unna. Lyset, som reiser med en hastighet på 300.000 kilometer i sekundet, har altså brukt over 10 milliarder år på å nå oss, omtrent like lang tid som det føles for en tiåring på bilferie i Sverige.
Article image
Så stor er ei nøytronstjerne i forhold til Oslo og omegn. Den kan rotere flere hundre ganger i løpet av ett sekund. (VitNytt)
Det som blir igjen av stjernen kan være en hvit dverg, en nøytronstjerne eller et sort hull. Poenget her er at rotasjonen til stjernen som eksploderer ikke "forsvinner" i eksplosjonen, den overføres til for eksempel den hvite dvergen. Og jo mindre den hvite dvergen er i forhold til den opprinnelige stjernen, jo raskere vil den rotere. Se for eksempel på kunstløp på skøyter. Når utøveren tar en piruett og trekker armene nærmere og nærmere kroppen øker hastigheten på piruetten.

Hvite dverger er stjerner på størrelse med jorda, men like massive som sola. Nøytronstjerne er enda mindre og mer massive enn hvite dverger. De er rundt 20 km i diameter og en teskje med nøytronstjernestoff vil veie 112 millioner tonn! Nøytronstjerner roterer veldig veldig raskt. Jorda roterer en gang på nesten 24 timer, en nøytronstjerne kan roterere flere hundre ganger på 1 sekund!

Sorte hull er enda mindre (og mer massive) enn nøytronstjerner og vil derfor rotere enda raskere. Selv om gravitasjonskraften er utrolig sterk og prøver å holde stjernen eller det sorte hullet så kuleformet som mulig, vil enhver rotasjon gjøre at det eser ut rundt rotasjonsplanet. Når det er snakk om nøytronstjerner og sortehull er det riktignok ikke den helt store effekten men den er der likeså.

Med andre ord, ingenting som roterer kan noensinne bli helt kulerund.

Argumentet om rotasjon kan generaliseres til å si at ingenting som beveger seg i det hele tatt kan være "perfekt", men det involverer litt relativitetsteori og hører med i en annen artikkel.