Alltså,
Marcus,
det här är ju spännande.
Ja,
Susanna.
Man riktigt dras med.
Sugs in.
Efter några avsnitt med blicken fäst på rymdverksamheten här hemma i Sverige och en snabb blick ut mot stjärnorna när vi pratar om funktion har
det nu äntligen blivit dags att spana längre.
Ja,
eftersom målet med allt det här arbetet med och i rymden är att utveckla sätt för oss att bättre kunna ta hand om jorden,
är det viktigt att vi förstår rymden,
vad som händer där ute och varför,
så att vi kan ta ner den kunskapen hit till jorden.
Det kan till exempel vara medicinsk forskning i tyngdlöshet,
satelliter som hjälper oss med allt från att upptäcka bränder,
att navigera eller att förutspå väder.
Eller alltså att blicka utåt.
Genom att förstå universum kan vi skapa en bättre bild och förståelse för den värld vi lever i.
Så,
dags att spana utåt,
mot mörkret.
Och vi börjar med de svarta hålen.
Jag heter Susanna Levenhaupt.
Jag heter Marcus Pettersson.
Och du lyssnar på
Har vi åkt till Mars än?
I kommande avsnitt kommer vi alltså prata om mörk materia och mörk energi.
Och i detta pratar vi om svarta hål och gravitation.
Gemensamt för dessa ämnen är att många av de frågorna vi ställer får svaret att ja,
det där vet vi inte riktigt.
Och det är ju det som gör det så spännande.
Att det finns så otroligt mycket där ute som vi inte har svar på.
Och som kan bära på nya kunskaper som...
kanske förändrar hela vår tillvaro.
Så förutom att utbilda till ingenjörer och bygga teleskop så behöver vi också framtida forskare som kan använda de där teleskopen för att försöka förstå vad som händer där ute.
Susanne Alto är professor i radioastronomi och hon använder teleskopen för att studera svarta hål.
Så vi kan väl börja där.
Susanne,
vad är ett svart hål?
Ett svart hål är,
man brukar kalla det för ett fint ord som heter singularitet.
Och det betyder bara egentligen att det är en punkt i rymden där tyngdkraften,
alltså samma kraft som drar ner oss mot jorden och håller oss på jorden,
fast mycket,
mycket,
mycket starkare,
den blir helt enkelt oändligt stark kan man säga i just den punkten.
Så man har liksom enorma mängder tyngdkraft i en liten punkt.
Och då är det ett svart hål.
Och det här,
hur kan de skapas kan man ju fråga sig då.
Var kommer de ifrån?
Och vanliga så här standard svarta hål,
om man nu ska kalla dem för det.
De föds när en riktigt tung stjärna exploderar.
Och det är för att efter att den här tunga stjärnan som kanske är 10-20 gånger tyngre än vår egen sol.
När den har exploderat så blir det en liten rest kvar.
Och i den här resten...
så finns det ingenting som kan stoppa den här tyngdkraften.
Annars i en vanlig stjärna så är det så att man har gaser,
heta gaser och trycket av de här gaserna som hindrar den här stjärnan från att kollapsa som till exempel vår egen sol.
Men i de här resterna från de här explosionerna finns inte det här längre utan ingenting kan stoppa tyngdkraften.
Den pågår i all oändlighet kan man säga.
I de här stjärnorna.
Det är små svarta hål.
De finns också i vår egen galax,
Vintergatan.
Sen har vi de supermassiva svarta hålen.
Om de här vanliga svarta hålen kanske väger ungefär som vår sol.
Så tänk dig istället att du tar en miljon solar.
Och så knökar du ner dem i den här punkten.
Då får du ett supermassivt svart hål.
Och då är ett ganska lätt supermassivt svart hål.
Ungefär som det som finns i centrum på vår egen galax,
Vintergatan.
Vi har ju ett sånt som ligger flera tusen ljusår bort från oss i centrum på vår egen galax.
Men de allra tyngsta av de här supermassiva svarta hålen kan väga flera miljarder solar i den här punkten.
Längst in i det där kan man tänka sig att det är som en jättehård och fast och kompakt materia.
Eller vad händer med det som trycks ihop där inne längst in?
En jättebra fråga som jag inte har något bra svar på.
För vi vet faktiskt inte vad som händer inuti ett supermassivt svart hål eller ett vanligt svart hål heller.
Utan det vi vet är att tyngdkraften blir oändlig.
Och det gör att alla de här sätten att tänka på som vi har när vi är på jorden.
Vi tänker på att om vi knökar ihop fem flygplan på en knappnålshuvud då tänker vi oss att det blir väldigt kompakt och sådär.
Men det är lite andra regler som gäller här.
Så vi vet faktiskt inte exakt vad som händer.
Men det är faktiskt ganska svårt att mata ett svart hål.
Vi ser ju när vi tittar på filmer på tv så ser vi att vi kommer nära svarta hålet.
Nu blir vi spagettifierade.
Men det är ganska svårt att få in saker inne i det svarta hålet.
Allt det som man,
till exempel i galaxer så att du har stora flöden med gas som flödar in mot centrum.
Då tänker man sig att allt det här kommer in i det svarta hålet.
Men det är bara en pytteliten del av det som kommer in i det själva svarta hålet.
Utan allra mesta försvinner ut i sådana här enorma jättestrålar som kommer ut från de här svarta hålen.
Som vi kan se och observera.
Man tänker svarta hål som något jätteläskigt som bara suger åt sig allting.
Så ska man ha klart för sig att det är ganska svårt att komma till den här punkten.
Man brukar prata om the point of no return,
alltså en punkt utan återvänd.
När du kommit tillräckligt nära det svarta hålet,
då kommer du dit.
Då sugs du in.
Men då måste du komma riktigt nära faktiskt.
Innan dess är chansen ganska stor att du blivit utknuffad på en jättestråle istället.
Men när man väl har kommit in,
när man väl närmar sig den här händelsehorisonten,
då är tyngdkraften så stark.
Dessutom ändrar sig tyngdkraften så snabbt att den tyngdkraften du känner på ditt huvud och den tyngdkraften du känner på dina fötter,
det är jättestor skillnad mellan de tyngdkrafterna.
Och vad händer då?
Jo,
det är då det blir spagettifierat.
det är då nämligen kraften som drar i dina fötter är så pass mycket starkare än kraften som drar i ditt huvud att du blir jättelång och jättesmal tror vi,
vi har inte sett det hända men det är det vi tror sker
Men hur man upplever den här passagen,
att jag som människa skulle sitta där i min rymd direkt och åka in i det svarta hålet.
Vad som egentligen hände med mig då,
förutom att vi tror att den här spagettifieringen sker,
det vet vi ganska lite om.
Vi vet ingenting om det.
För som tur är har ingen människa åkt in i ett svart hål.
Än så länge är det bara gas och en och annan stjärna som de här svarta hålen också tuggar i sig.
Men du säger ju nu att vi inte vet vad som sker där inne.
Vad är det då vi kan studera?
Jo,
vi ser hur svarta hålet påverkar sin omgivning.
Dels så kan man,
och det var det som gav Nobelpriset för några år sedan,
hur vi upptäckte det svarta hålet i vår egen galax,
i mitten på vår egen galax.
Och vad man gör då,
det är att man mäter hur stjärnor rör sig.
Stjärnor som befinner sig nära,
men inte för nära så att de sugs in,
men nära så att de känner den här tyngdkraften från det svarta hålet.
Och så ser man hur snabbt de här rör sig.
Och det är så listigt att om man kan mäta hur snabbt de här stjärnorna rör sig,
då kan man veta exakt hur tungt det är det som finns innanför de här stjärnornas banor.
Och man måste vara tålmodig.
Och det var man ju också,
de forskarna som fick Nobelpriset för det här,
de mätte alltså stjärnornas hastigheter under flera årtionden.
Och till slut kunde man då få ett värde på att veta hur tungt det här som fanns innanför.
Och då kan man ju också lura ut att stjärnorna påverkas av en massa som är fyra miljoner solar.
Men de är så nära det här objektet,
eller vad man ska kalla det,
så att det måste vara ett supermassivt svart hål.
Det var så man förstod att det också måste vara ett svart hål.
Och inte någonting annat som var där inne.
Då måste man komma nära.
Sen påverkar också svarta hålen sin omgivning på andra sätt.
När till exempel,
om vi tar ett supermassivt svart hål,
så kan gas som finns mellan stjärnorna,
för att rymden är inte tom,
mellan de stjärnorna ni ser när ni går ut en kväll och tittar.
på himlen så ligger det stora gasmoln som vi inte kan se med våra ögon.
Och de här gasmolnen finns också i mitten på vår galax.
Och de kan röra sig mot centrum och bli mat till det här supermassiva svarta hålet.
Vad som händer då är att innan de åker in i det svarta hålet så sugs de här gasmolnen som kallas vätgas,
in i något som kallas en akkretionsskiva.
Och det är helt enkelt...
Något platt och diskusformat,
som en frisbee också.
Och som ligger roterat runt det här svarta hålet som består av jättevarm gas som kan vara flera miljoner grader.
Men den här skivan avslöjar det svarta hålet.
faktiskt,
att den måste finnas där inne.
Så två sätt har vi.
Stjärnorna som rör sig nära,
eller moln som rör sig nära svartålet,
som rör sig med sådana hastigheter att det måste vara ett svart hål där.
Eller den här skivan.
Eller de här jetstrålarna jag pratade om tidigare.
Om det kommer ut en jättestark kraftig jetliknande stråle från centrum,
alltså den inre delen av en galax,
det är då också ett tecken på att där gömmer sig ett lurigt,
supermassivt svart hål.
Men om man ser de tecknena,
skulle det kunna vara något annat?
Det är ju så,
vi kan ju inte se det svarta hålet.
Vi kan ju bara se hur det påverkar sin omgivning.
Och det innebär att även om vi ser hur stjärnorna rör sig,
även om vi ser akkretionsskivan,
även om vi ser hjärtstrålen,
så är ju det bara indirekta bevis.
Till och med den här bilden som togs för några år sedan.
Det visar ju också bara vad som händer runt det här supermassiva svarta hålet.
Nu stämde den bilden perfekt med våra teorier om hur det skulle se ut nära ett supermassivt svart hål.
Så jag skulle säga att det är 99,9 procents bevis.
Men det finns alltid en möjlighet att man har fel som forskare.
Och att det är något annat.
För de svarta hålen är ju något som vi har tänkt ut.
Det är ju ingenting som vi människor,
vi kan ju liksom förstå vad ett bord är,
vi sätter händerna på det eller vi kör bil eller vi har,
ja,
vi äter vår mat.
Allt det här som vi upplever i varje dag,
det kan vi förstå,
eller hur?
Vi förstår vad ett bord är.
Men vi förstår inte riktigt vad ett svart hål är,
för det är ingenting som vi liksom...
Har någon erfarenhet av oss som människor?
Och det gör att vi får sitta och räkna med våra ekvationer.
Och så får vi göra lite.
Så här tror vi att det ska se ut om det finns ett svart hål.
Och så gör vi en liten...
Vi säger så här.
Nu ska vi mäta den här strålningen.
Och vi tror att det kommer att se ut på det här sättet.
Då är det nog ett svart hål.
Och så ser det ut så.
Och då tänker vi,
ja,
det här är ett svart hål.
Och då har vi nog rätt i det.
Men man måste alltid komma ihåg som forskare,
som människa,
att man kan ha fel.
Jag undrar,
hur långt ifrån ett svart hål befinner sig jorden?
Långt,
kan vi ju säga.
Bara för att lugna alla.
Ingen behöver vara rädd för svarta hål.
De ligger väldigt långt borta från oss.
Så nu har vi som sagt två olika typer av svarta hål.
Vi har ju de här supermassiva,
tunga svarta hålen.
Och de finns bara i centrum,
alltså i mitten på galaxen.
Och en galax är ett jättestort system av stjärnor.
Det tar flera tusen år för oss.
Även om vi åker med ljusets hastighet det fortaste man kan åka.
Så skulle det ta oss flera tusen år att komma till centrum.
Och där finns ett sånt här supermassivt svart hål.
Så även om vi vill kan vi inte komma dit.
Så det känns ju ganska skönt tycker jag då.
Och sen har vi de här mindre svarta hålan.
Och det är ju stjärnor som då har exploderat och dött.
Och de ligger närmare oss.
Men det skulle fortfarande ta oss,
även om vi kunde åka med ljuset sassighet,
vilket vi inte kan.
Så skulle det ändå ta oss många år att komma till ett sånt svart hål.
Så de ligger långt borta från oss.
Ett svart hål bildas när en stjärna exploderar.
När bildas ett supermassivt...
Jättestort svart hål.
Nu är vi inne på ett till av de stora mysterierna vi har.
När bildades de supermassiva svarta hålen?
För det gick nog till på ett annat sätt än när de vanliga svarta hålen bildades.
Man tror att det hände tidigt i universum.
När universum kanske bara var
500 miljoner år gammalt.
Och sen växte de svarta hålen till sig ganska kraftigt.
Universum kanske var en tredjedel eller ungefär hälften av sin ålder.
Det beror lite grann på.
Men...
Början på dem,
hur de startade,
det vet man faktiskt inte.
Det finns lite olika teorier om att det kanske fanns super,
super,
super tunga stjärnor en gång i tiden i universums barndom.
Som kanske var fröna till de här supermassiva svarta hålen.
Det finns andra tankar om att de började som vanliga små svarta hål men så krockade galaxer jätteofta i universums...
För när universum var yngre så var det också mycket,
mycket mindre än vad det är idag.
Det var mycket närmare mellan galaxerna.
Och om galaxer krockar och sammansmälter från två till en galax så slår de här svarta hålen ihop sig och blir dubbelt så stora.
Så kommer en galax till,
så avräker det på.
Och så kan man bygga upp en av de här supermassiva svarta hålen också på det här sättet.
Ligger det sådana i mitten på alla galaxer?
Ja,
vi tror det.
Vi tror att alla galaxer har ett sånt här supermassivt svart hål.
Och som sagt,
det verkar också som att det här supermassiva svarta hålet på något sätt vet om,
om man nu ska använda det uttrycket,
hur tung den här galaxen är som den ligger i mitten av.
För ett svart hål,
en galax är ju en jättestor,
en av de största sakerna som finns i rymden.
De är ju flera tusen ljusår stora.
I mitten av alla så finns det det här supermassiva svarta hålet som då är pyttelitet.
Mindre än vårt solsystem i allmänhet.
Och hur kan det här svarta hålet,
det supermassiva svarta hålet,
veta om hur tung den här galaxen är som det bor i?
Och det här vet faktiskt inte vi svaret på den här frågan.
Men det verkar som det supermassiva svarta hålet växer och utvecklas tillsammans med sin världgalax.
Fast de är så olika stora.
Hur det här sker,
hur de här vet om varandra på något sätt,
är en av de stora mysterierna som jag bland annat håller på att forska om.
Vi tror att de här jättestrålarna jag pratade om tidigare har med saken att göra.
Nu pratar jag om svarta hålen och galaxerna ungefär som de har en slags med...
Hur vet de om varandra?
Vi tror inte att de har några hjärnor och tänker.
Men på något sätt så känner de av varandra och utvecklas tillsammans.
och det kan vara
de här hjärtstrålarna som på något sätt kommunicerar det svarta hålet med sin världgalax.
Men det är bara en teori och vi håller på att lura ut hur vi ska kunna testa den teorin.
Du pratar ju nu som om detta vore en levande organism på något vis.
För du säger att den kommunicerar.
Men vad är det för information som skickas och framförallt hur använder den denna?
Alltså på vilket sätt sker själva den här interageringen som du pratar om?
Nu tror inte jag att de här är levande organismer,
utan på något sätt bara så växer det svarta hålet tillsammans med sin värdgalax.
På något sätt som att värdgalaxen kanske,
om den är tyngre,
så kanske den kan skicka mera gas till det här svarta hålet och så kanske det svarta hålet kan växa till sig.
Kanske balansen mellan det svarta hålet och hur tung galaxen runt omkring den är.
på något sätt styr hur det här galaxet,
hur mycket mat det svarta hålet får.
Det är liksom vår tanke.
Och sen,
när det svarta hålet växer till sig så skickar den ut sådana här jättestrålar.
Och det finns teorier om att de här jättestrålarna kanske kan stänga av det här flödet av gas som rör sig mot det här svarta hålet.
Och på så sätt kan det svarta hålet stänga av sin egen tillväxt på något sätt.
Ja,
nu räcker det.
Tack.
Jag är mätt för nu.
Här,
jag skickar ut en jättestråle.
Nu pratar jag återigen som om de har det medvetande,
men det har de inte.
Det tror jag i alla fall inte.
Jag försöker bara skapa en liten bild av vad det är som sker.
Så att de interagerar,
det svarta hålet och värdegalaxen,
interagerar i de här flödena av gas in mot det svarta hålet.
Som då gör att det växer av flödena av gas ut från det svarta hålet,
eller från området nära svarta hålet som kanske kan stänga av.
mot matningen så att säga.
På så sätt har man en växelverkan mellan galaxen och det svarta hålet.
Jättestrålarna då som skickar sig ut tillbaka till galaxen och säger gör mätt nu,
hejda dig.
De kommer inte från det svarta hålet utan från området runt,
eller?
De kommer från området väldigt nära,
tror vi i alla fall,
det svarta hålets så kallade händelsehorisont.
Händelsehorisont,
vad är det?
Så händelsehorisonten är,
när du har kommit,
säg att du rör dig i ett rymdskepp mot ett supermassivt svart hål,
eller svart hål,
vilket som helst.
När du har kommit till händelsehorisonten,
då kan du inte längre komma därifrån.
Så det är där liksom gränsen,
den yttre gränsen kan man säga,
av det svarta hålet är.
Och då kan du inte längre fly från det.
Utan då har det svarta hålet dig i sitt grepp.
Hur?
påverkas tiden i och kring ett svart hål.
Vi vet ju att,
som sagt,
när man är nära ett svart hål så har man den här jättestarka tyngdkraften.
Och då påverkas ju ljuset som böjs,
men tiden påverkas också.
Så den tiden du upplever när du är där och nära,
den blir ju helt annorlunda än säg att du åker i ett rymdskepp nära ett svart hål och så har du dina nära och kära på jorden till exempel.
Då kommer du i ditt rymdskepp nära svarta hålet att uppleva tiden på ett annat sätt.
än människor som är kvar på jorden.
Så för dig kommer tiden att gå mycket långsammare.
Mycket,
mycket långsammare än de här personerna som är kvar på jorden.
Och det har att göra med att den här extrema tyngdkraften,
den påverkar rumtiden.
Det är det som är svårt för oss människor att förstå.
Alltså den påverkar själva scenen som vi står på.
Vi är ju vana att tänka att tiden går på samma sätt för alla oss här på jorden.
Även fast vi kan uppleva saker och ting väldigt olika.
Det vet vi själva,
att vi kan uppleva att tiden går väldigt olika.
Men tiden som vi mäter med våra klockor,
den påverkas ju inte alls.
Men tiden som du mäter med din klocka när du är nära svarta hålet kommer att vara helt annorlunda än den tiden man mäter med sin klocka på jorden.
Och det har helt att göra med den här extrema miljön du befinner dig i där själva rummet och tiden kröks och förändras.
I början på intervjun så beskrev du ett svart hål som singulariteten.
Kan du repetera det?
Vad är singulariteten?
Singulariteten i det här fallet är den här tanken som vi har att i en punkt...
punkt i rymden,
eller kanske en liten diffuspunkt,
men ungefär en punkt,
så har du en tyngdkraft som är oändligheten.
Alltså en punkt där du kan inte säga att tyngdkraften är så här,
x eller y,
utan den är oändlig.
Och då blir det som en slags punkt,
eller kanske som en virvel i rymden.
Men nu pratar du om en punkt.
Hur stor är den punkten?
Ja,
alltså punkt är lite slarvigt och slött uttryckt av mig.
För det är nog inte riktigt en punkt,
utan det är ju det som finns innanför den här händelsehorisonten.
Och det hänger lite grann ihop med vilken typ av svarthålsteori vi pratar om.
Exakt hur det här ser ut.
Jag säger lite slött en punkt,
eftersom jämfört med allting annat i rymden så är det här liksom...
Typ en punkt.
Men låt oss se,
vi kan ta det svarta hålet som man tog en bild av,
eller ytterkanterna runt för ett par år sedan.
Där brukar man säga att det svarta hålet är ungefär lika stort som vårt solsystem.
Men om man tittar på avstånden tusentals ljus år emellan så blir det ungefär som en punkt.
Det är så ganska litet.
Eller det är väldigt litet i jämförelse med hur otroligt tungt det är.
Tänk er vårt solsystem som har en sol som väger en sol.
Sen finns det lite planeter,
men de är så obetydliga i tyngd.
Man brukar säga att vårt solsystem väger en sol.
Ta då samma storlek och så knökar du in en miljard solar.
Det är det jag menar med en punkt.
Men du har rätt i att det inte är en punkt på så sätt som att knappt nå hos huvudet.
Men med tanke på hur mycket...
massa,
mycket tyngd,
mycket grejer man har knökat in där,
så är det i princip en punkt.
I den här punkten vi pratar om,
som är stor som ett solsystem,
har den här punkten samma egenskaper.
Egenskaper överallt?
Eller är den tyngre i centrum av punkten?
Eller är punkten faktiskt en punkt som då,
att egenskaperna i den är samma överallt?
Jag tror att det hänger ihop lite grann med vilken modell man har för det här svarta hålet.
Det finns svarta hålsmodeller som roterar till exempel.
Det finns olika typer av teorier.
Och det finns ju även teorier...
Där man till och med ska kunna överleva en passage genom den här händelsehorisonten.
I min värld,
för jag är bara en enkel observatör,
så blir man spagettifierad så är det en finito.
Blir jag hundra meter lång så tror inte jag att jag överlever det till exempel.
Men det finns också de som menar på att det är bara en tänkt bild av vad som sker.
Att man kanske skulle kunna överleva och sen vara i någon helt annan typ av tillvaro.
Jag vet inte svaret på den här frågan.
Jag tycker det är en jättespännande fråga.
Oavsett om vi överlever eller inte så känns ju en spagettifiering lite sådär.
Men det är häftigt att tänka sig att det finns olika möjligheter och idéer om vad som händer om man skulle åka in i ett svart hål.
Ja,
jag har en teori.
Okej.
Eftersom både rummet och tiden förändras när man åker ner ett svart hål så borde det kunna vara så att även om det är så att för dig som tittar på mig så när jag går in i det svarta hålet så säger du liksom så är jag bara borta.
Men för mig så har ju tiden saktats ner så pass mycket att jag upplever det som att allt är som vanligt.
Tiden går ju liksom för mig helt normalt.
Bra teori.
Den tar vi.
Och det här med att rum och tid förändras kring svarta hål på grund av att gravitationen är så stark,
det behöver vi såklart lära oss mer om.
Måns Henningson är professor i teoretisk fysik på Göteborgs universitet och med honom har vi pratat gravitation.
Måns,
vad är gravitation?
Gravitation är väl en...
tendens för alla materiella kroppar att dra sig ihop,
de påverkar varandra med krafter.
Varje kropp försöker dra till sig andra kroppar.
Så när vi sitter här,
är det så att vi dras mot varandra?
Dras vi mot det här bordet?
Ja,
vi tre dras mot varandra.
Men den effekten är ju väldigt svag jämfört med den mycket starkare effekten att vi alla drar oss mot jordens centrum,
det är den som dominerar.
Men om vi drar oss mot varandra och det går att mäta det,
om man har lite noggrann mätutrustning så kan man mäta upp de krafterna.
När du säger allt,
så är det allt då?
Ja,
alla materiella kroppar.
Det är väl det mesta.
Vad är inte en materiell kropp?
Ja,
det skulle kunna vara ljus,
men även ljus påverkas faktiskt av gravitation.
Okej,
då har vi det här på sig.
Jag tror inte det är så fruktbart att fundera på vad som inte omfattas av gravitation.
Vi kan säga så här istället.
Gravitationen är en väldigt speciell växelverkan mellan kroppar för att styrkan på gravitationen är proportionell mot hur tung kroppen är,
vad den har för massa.
Vi har ju andra växelverkningar,
till exempel elektriska krafter.
Och då är det ju så att vissa föremål har elektrisk laddning och andra har det inte.
Så där kan det vara lite olika.
Vissa är opåverkade av elektriska krafter och andra är mycket påverkade.
Men gravitationskraften är alltid proportionell mot föremålets massa.
Och hur fungerar det då rent fysiskt med gravitation mellan de olika objekten med massa?
Ja,
det vet vi väl egentligen inte riktigt,
men vi kan ju beskriva effekterna.
Det betyder att om vi har två massiva kroppar så kommer de hemsesidigt att påverka varandra med krafter som är riktade så att de accelererar mot varandra.
Och nu är det ju så att för att accelerera en kropp så måste man påverka den med en kraft.
Och ju tyngre kroppen är,
desto trögare är den,
desto mer kraft behöver man för att få en viss acceleration.
Man brukar säga att en kropp har en trög massa.
Men gravitationskraften är också proportionell mot hur mycket massa det finns i kroppen.
De där effekterna matchar varandra precis.
Det betyder att alla föremål accelererar på samma sätt när de utsätts för ett gravitationsfält.
Man har sett fina filmer från astronauter som släpper en fjäder och en blyvikt.
på månen och de faller precis lika snabbt.
Fjädern har en låg massa.
Den påverkas inte så mycket av gravitationen.
Men å andra sidan behövs det inte så stor kraft för att ge den en viss acceleration.
Bivikten har en stor massa.
Den påverkas av mycket gravitationskraft och det är vad den behöver för att få samma acceleration.
Så det är en anmärkningsbärd egenskap för gravitationskraften.
Men vet man någonting om
Den här kraften,
alltså vad den består i,
hur den uppkommer?
Nej,
det vet vi egentligen inte så mycket om.
Albert Einstein förklarade gravitation så att rum och tid är krökt,
men det är en ganska abstrakt förklaring.
Ja,
går det att förtydliga på något sätt?
Kan ha en analogi mellan en vanlig yta,
till exempel en bordsskiva är ju plan och sen så har vi ytan på en boll,
den är ju krökt.
Alla som har försökt att platta ut en fotboll som man har tömt på luft ser ju att det går inte riktigt för ytan är ju inte plan,
den är inte bara hoprullad utan den är ju genuint krökt.
Einstein sa att på samma sätt så kan hela universum och då inte bara rummet utan även tiden kan
var krökt,
och det är den effekten som vi kallar för gravitation.
Så när vi ser någonting beskriva en bydbana när man kastar iväg det,
då skulle man kunna säga att det där föremålet går rakt fram så gott det kan,
men det är inte så lätt när själva rumtiden är krökt och därför så blir banan som den blir.
Aha,
okej.
Nu är det alltid lite farligt att diskutera om föremål har vilja och försöker göra saker.
Det kan bli lite animism över det på något vis.
Men hade inte gravitationen funnits så hade såklart bollen fortsatt drakt fram.
Okej,
så vi kan säga som så att gravitation är att allting,
alla saker attraherar varandra.
De liksom dras mot varandra.
Jag observerar att de attraheras alltid.
Ibland finns det spekulationer om att det borde finnas antigravitation som repellerade kroppar.
Och så säger man att elektriska krafter kan vara både attraktiva och repulsiva.
Lika laddningar repelerar varandra,
olika laddningar attraherar varandra,
fick jag lära mig i skolan.
Varför är det inte likadant med gravitation?
Nej,
så är det inte.
Gravitation är alltid attraktiv.
Det finns något som heter antimateria.
Det skapar man utan större svårigheter i laboratoriet,
särskilt nere på CERN,
men det går att göra på närmare håll också.
Allt tyder på att antimateria också faller mot jordens centrum.
Den faller inte uppåt.
Men varför är det så?
Det har nog någonting att göra med det här som vi pratade om i början.
Med tung och trög massa och så vidare.
Det finns något universellt med gravitation.
Det här att gravitationen är starkare på ett tungt föremål.
Precis så mycket starkare som behövs för att det föremålet ska få samma acceleration som ett lätt föremål.
Som på något vis och gravitation hänger mer intimt samman med accelerationen än vad andra krafter gör.
Alla krafter ger upphov till acceleration.
Om jag trycker på ett föremål med mitt finger,
det är ju en kontaktkraft och då accelererar föremålet i den riktningen.
Elektriska krafter ger upphov till acceleration.
Alla krafter ger upphov till acceleration.
Men gravitation verkar hänga mer intimt samman med accelerationen än de andra krafterna.
På något vis är det som om gravitation nästan är det samma som acceleration.
Det inte bara ger upphov till acceleration,
det liksom är acceleration.
Och då tror jag att Albert Einstein nickar.
Det var väl en av hans insikter att vi kan inte riktigt skilja på att acceleration skulle vara något som orsakades av gravitation.
Det är på något vis som att gravitation är acceleration.
Vi kan fullständigt blåa av med gravitationseffekter i alla fall i ett litet område genom att vara i fritt fall.
Till exempel genom att om golvet är vika eller vi hoppar ut genom fönstret här så är vi för en tid i fritt fall.
Eller ett flygplan i en kastparabel eller astronauterna i sin rymdkapsel.
De är i fritt fall och då är det...
Nu har vi ingen gravitation längre.
Men jag tror att detta är kanske inte där man ska börja.
Det går att säga mycket om hur gravitationen manifesterar sig innan man kommer fram till Einstein.
Var ska vi börja?
Man kanske ska börja med de gamla grekerna.
Varför inte?
Det är väl där man brukar börja.
Absolut,
kör med grekerna.
De var ju inte så experimentellt lagda.
Utan resonerade hellre teoretiskt och kom fram till att ett tungt föremål borde falla snabbare än ett lätt föremål.
För ett tungt föremål kunde man ju tänka sig uppdelat i två delar och då borde den övre delen trycka på den undre så att den accelererade snabbare.
Då hade grejerna brytt sig om att klättra upp i ett träd och släppa två föremål hade de kunnat säga att det där inte stämde men det är ju hur de betraktade det som är osportsligt.
Så vi brukar säga att det var Galileo och Galilei som mer systematiskt undersökte gravitationskraften.
Jag är inte säker på att han var först.
Det fanns nog fler som hade insett att de gamla resonemangen inte stämde.
Och jag är inte säker på att han verkligen klättrade upp i det lutande tornet i Pisa och släppte föremål.
Men kanske gjorde han det.
Han kom fram till att alla föremål faktiskt faller lika snabbt.
Nu stämmer ju inte det riktigt om man släpper en fjäder från en höna så singlar den ner ganska långsamt.
Och då beror det på att den påverkas väldigt mycket av luftmotståndet.
Men Galileo insåg att man skulle kunna idealisera situationen.
Och i alla fall för föremål som inte påverkas speciellt mycket av luftmotstånd så faller alla föremål lika snabbt.
Och då kan man ju fråga sig,
ligger det något djupsinnigt i det?
Naturen borde ju ha två olika massbegrepp.
Dels borde de ha det vi kallar den tunga massan som talar om hur mycket gravitationskraft det blir på ett föremål.
Det beror på hur mycket tung massa det har.
Dubbelt så stor tung massa ger dubbelt så stor gravitationskraft.
Sen borde det finnas ett helt annat massbegrepp som vi brukar kalla för den tröga massan.
Det är det som säger att om vi ska få någonting att accelerera,
till exempel en bil eller en lastbil,
Så måste vi ta i med mer kraft ju större trög massa föremålet har.
En lastbil brukar ju ha en starkare motor än en personbil för att de ska kunna accelerera samma sätt.
Och då kan man ju undra,
varför är det så att den tröga och tunga massan alltid är lika så att de här två begreppen sammanfaller?
Det är ju inte uppenbart men så verkar det ju vara och det är det som gör att alla föremål faller lika snabbt om man bortser från luftmotstånd.
Så det är det som vi kan göra att vi kan säga att universellt här på jorda ytan så accelererar alla föremål mot jordens centrum med ungefär 9,8 meter per sekund kvadrat.
Det beror lite på var man är på jordklotet,
hur långt från jordens centrum eller vilken latitud eller om det finns någon...
Lokala anomali i gravitationsfältet men i vilket fall så påverkas alla fyra mål med så att de får samma acceleration.
Skiljer det sig mycket om man är precis vid havsytan eller om man är uppe på Kebnekaise?
Nej,
inte mycket.
Mätbart men marginellt.
Hur långt ut måste man gå från jorden för att man inte ska påverkas av gravitationen från jorden?
Den blir svagare och svagare men det finns inte någon gräns där den abrupt huggs av.
Astronaterna i sina rymdkapslar svävar tyngdlöst omkring.
Det beror inte på att de skulle vara speciellt långt från jorden så att gravitationskraften skulle upphöras.
Det beror på att själva rymdkapseln är i fritfall och astronauterna är också i fritfall och svävar omkring in i kapseln.
Och effekten av att bli tyngdlös,
den kan du testa redan här på tredje våningen.
Jag tycker inte du ska göra det,
men om du hoppade ut genom fönstret så skulle du vara tyngdlös.
Men gör inte detta.
Nej.
Det skulle vara lika tyngdlöst det är som om vi körde ut dig någonstans mellan jorden och månen.
Det är inte avståndet som är det avgörande,
utan det är detta att du är i fritt fall.
Du är det bara under en väldigt begränsad period om du går ut genom fönstret.
Men då ska vi bara ta tillbaka det.
Lite grundläggande.
Jag går ut genom fönstret.
Jag faller.
Njut av tyngdlösheten så länge den varar.
Men om jag njuter av tyngdlöshet.
Tänk på fallskärmshopparna som gör formationshopp.
De hoppar ut många stycken samtidigt.
De är i frit fall.
Lite luftmotstående är det.
faktiskt använda sig av för att förflytta sig relativt varandra.
Men på det stora hela faller de fritt.
Och de svävar så att säga omkring i den referensramen som faller med dem.
Så står de ju stilla.
Och det är nog så de upplever det.
Jag har aldrig hoppats falla fram.
Jag skulle tro att det känns så att om de inte tittar på jorden som rusar mot dem utan de koncentrerar sig på sina kamrater så är det som de svävar omkring där.
De kan genom att påverka luftmotståndet lite grann,
genom att sträcka ut armar och ben,
så kan de försiktigt röra sig och gå ihop och fatta varandras armar och så vidare.
Men allting är som om det inte fanns gravitation.
Och det kan de hålla på med ganska länge.
Så småningom börjar de närma sig jordytan och då är det dags att sluta leka.
Och då får de fälla ut fallskärmarna och gå in för mjuklandning.
Och då känner de naturligtvis att det är nära.
gravitationen fanns trots allt.
Ja men precis,
för det är det du säger att man går ut genom rutan man hoppar för någonting,
man blir tyngdlös gravitationen upphör.
Men vad är det som drar mig mot marken?
Det hör också att det här med olika referensramar.
Det är klart att jag som sitter kvar här inne,
för jag tänker inte hoppa med dig.
Jag ser ju att du påverkas av gravitationskraft mot jordens centrum och jag konstaterar att det finns inte så mycket andra krafter.
Du har ju inte längre golvet som hjälper dig att hålla dig uppe.
Lite svagt luftmotstånd men det var inte mycket att komma med.
Så det blir stora hela som påverkas av en kraft mot jordens centrum och du faller och vi kan bara hoppas på det bästa.
Men i din referensram som följer med dig så skulle du kunna tänka bort...
huset här och den hårda jordytan och alltihopa.
Du lever i din värld som faller med dig.
Och i det medföljande referensramen så är du tyngdlös.
Du kan faktiskt ta upp din iPhone i fickan så placerar du den framför dig och bara säger att den står stilla,
säger du.
Det gör den inte alls,
säger jag och Susanna.
Den faller ju lika brutalt som du mot jorden,
men du är helt i din egen värld.
Du och din iPhone är ungefär i vila.
Kanske rör den sig lite svagt ifrån dig,
du kanske gav den lite fart eller något sånt,
men det är ganska milda och försiktiga rörelser.
Sträcker du ut handen och tar tag i den igen.
Du lever i en gravitationsfri värld så länge det varar.
Vi har pratat lite om svarta hål också.
Hur är gravitationen i ett svart hål?
Känn efter själv.
Det är mycket möjligt att vi just nu,
medan vi sitter här och pratar,
följer in i ett svart hål.
Det kan ha hänt.
Mer dramatiskt än så behöver det inte vara.
Det är inte så att det händer något speciellt när man faller in i ett svart hål.
Det kan man liksom inte avgöra där och då.
Det som är avgörande för att något ska räknas som ett svart hål är att det inte går att...
komma ut någonsin men det märker man inte förrän man så att säga har försökt.
Så det är lite subtilt att avgöra vad det är ett svart hål och vad är det inte.
Hur skulle du definiera ett svart hål?
Ett område i rummet där ingen signal kan riktigt komma ifrån.
Om man inte är i ett svart hål och tänder en ficklampa så är det klart att ljuset kommer att färdas ut.
Man kan tänka sig att det så småningom kommer hur långt bort som helst.
Det blir ganska svagt,
men en laser kan ju nå väldigt långt.
Det finns inte något hinder för att gå hur långt som helst.
Men inne i ett svart hål så är det så att ingen signal kommer ut därifrån.
Men det är lite motsägelsefullt.
Man inbillar sig att ett svart hål ska kännas på något visst sätt inuti.
Men det har mer att göra med hur det kommunicerar med omvärlden.
Det är inte att det nödvändigtvis är så speciellt obehagligt att befinna sig där inne.
Förutom att man slits sönder väl om man dras in i ett svart hål?
Jag är inte säker på det men det kan nog finnas lite olika varianter och modeller av det där.
Jag skulle nog säga att man kan passera horisonten till ett svart hål utan att det behöver vara något speciellt dramatiskt med det.
Men man kommer aldrig därifrån?
Man kommer aldrig därifrån.
Men kan du stå ut med den tanken så,
vem vet,
vi kanske följer in i ett svart hål nu.
Men då har vi ju sällskap i allas.
Ja,
vi slapp ju trilla in i det där hålet själva i alla fall.
Och så har vi nu lite olika modeller att luta oss tillbaka på.
Spagettifiering eller inte.
Det är ju otroligt fascinerande med de här krafterna som finns i rymden som vi fortfarande håller på att lära oss om.
Ja,
och i nästa avsnitt blir det inte jättemycket enklare.
Då ska vi prata mörk materia och mörk energi.
Det vet vi knappt något om.
Men...
Forskas gör det och vi besöker Uppsala och pratar med professor Ulf Danielsson.
Nu lämnar vi mörkret för idag.
Och vill du vara säker på att inte missa kommande avsnitt så glöm inte att prenumerera på vår serie.
Musiken du hör i bakgrunden är skriven av Armin Pendek.
Jag heter Susanna Levenhaupt.
Jag heter Marcus Pettersson.
Har vi åkt till marsen görs på Beppo av Rundfunk Media i samarbete med Saab.
Hallå,
programmet gjordes av
Rundfunk Media.