Hoor de woorden ‘zwart gat’ en je denkt misschien aan een draaiende draaikolk, die alles in zijn bek opzuigt zoals je oom op een bruiloftsbuffet. Je zou je kunnen voorstellen dat een ster er als een stuk spaghetti naartoe wordt getrokken, dat door de leegte fladdert tot het opslurpt. De realiteit is niet zo eenvoudig of zo lekker. Hier is onze inleiding.
Wat is een zwart gat?
Zwarte gaten hebben natuurkundigen eeuwenlang in verwarring gebracht, maar een eenvoudige beschrijving zou een gebied in de ruimtetijd zijn dat zo'n sterke zwaartekracht heeft dat zelfs licht niet aan zijn aantrekkingskracht kan ontsnappen.
Een van de eerste dingen die je moet begrijpen over zwarte gaten is dat het geen lege ruimte is, maar materie die is samengeperst tot een heel klein gebied. Een zwart gat kan bijvoorbeeld de massa van 20 sterren hebben, maar slechts zo groot als het centrum van Londen. Die dichtheid doet vreemde dingen met de wetten van tijd en ruimte, waaronder het verschijnen van een theoretische barrière die de gebeurtenishorizon wordt genoemd.
LEES VOLGENDE: Doorbraak in het zwarte gat onthult wiebelende jets gespot door supercomputers
Zie gerelateerde doorbraak zwart gat onthult wiebelende jets gespot door supercomputers Oudste superzware zwarte gat ooit gevonden, wordt op 13,7 miljard lichtjaar afstand gespot
In de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein is de waarnemingshorizon een point of no return. Naarmate een object dichter bij de waarnemingshorizon komt, buigen steeds meer paden van de deeltjes naar het zwarte gat. Als de waarnemingshorizon eenmaal is doorbroken, wordt de vervorming van de ruimtetijd zo groot dat de deeltjes niet meer naar buiten kunnen bewegen.
Dit is het punt waar het gat zwart wordt, wanneer het licht niet kan ontsnappen door naar voren, naar voren, naar een zwaartekrachtsingulariteit te worden getrokken; een punt waar de ruimtetijd zo vervormd is geraakt, dat de kromming ervan oneindig is. Hier worden alle natuurkundige wetten zoals we die kennen uit het raam gegooid. Niemand weet echt wat er bij de singulariteit gebeurt.
Hoe groot zijn zwarte gaten?
Er zijn vier klassen zwarte gaten, hoewel er twee hypothetisch zijn. Aan de bovenkant van het spectrum bevinden zich superzware zwarte gaten, waarvan wordt aangenomen dat ze zich in het centrum van de meeste sterrenstelsels bevinden. De ene in onze eigen Melkweg, die bekend staat als Boogschutter A *, heeft een massa van 4 miljoen zonnen met een waarnemingshorizon van 44 miljoen kilometer.
Aan de onderkant van het spectrum bevindt zich het microzwarte gat, dat zo klein kan zijn als een enkel atoom, hoewel we er nog een van deze grootte moeten meten. Daartussenin bevinden zich hypothetische zwarte gaten met gemiddelde massa en zwarte gaten in de sterren - ontstaan door het instorten van sterren met ongeveer drie keer of meer de massa van onze zon.
(Artistieke impressie van het stellaire zwarte gatCygnus X-1. Credit:NASA / CXC / M.Weiss)
Een andere intrigerende mogelijke categorie is het oerzwarte gat, voor het eerst voorgesteld door Stephen Hawking in 1971. Deze hypothetische zwarte gaten zouden gevormd kunnen zijn tijdens de geboorte van het universum, voordat sterren ontstonden, en kunnen cruciale verklaringen bevatten voor het bestaan van donkere materie. .
LEES VOLGENDE: De meest gedetailleerde simulatie van ons universum die ooit is gemaakt, omvat maar liefst een miljard lichtjaar
De pogingen om ze te vinden zijn tot dusverre drooggevallen, hoewel dit zou kunnen veranderen dankzij het Ligo-Virgo-partnerschap en de detectie van zwaartekrachtgolven. Het kunnen detecteren van rimpelingen in het weefsel van de ruimtetijd zou de weg kunnen effenen voor verder onderzoek, waarbij terug in de tijd wordt gekeken naar fusies van zwarte gaten die dateren van vóór de sterren.
Wat zou er met mij gebeuren als ik in een zwart gat zou vallen?
Als je de pech hebt gehad dat je in een zwart gat wordt gezogen (mijn medeleven), zullen er rare dingen met je gebeuren, en er zullen nog vreemdere dingen gebeuren met iemand die je vanaf een veilige afstand bekijkt.
Wat er gebeurt als een object de waarnemingshorizon overschrijdt, is niet gemakkelijk te begrijpen, en dat is omdat dit het punt is waarop twee verschillende fysica-modellen - kwantummechanica en algemene relativiteitstheorie - elkaar tegenspreken.
Er is een uitstekende beschrijving van dit quadrum - de zogenaamde Black Hole Information Paradox - door Amanda Gefter voor deBBC . De kern ervan is dit: voor iemand die je ziet doorbreken door de waarnemingshorizon, zou je langzaam worden uitgewist door de vervorming van de ruimte, de vertraging van de tijd en de hitte van Hawkings-straling - iets dat uiteindelijk ook de zwart gat.
Dus je bent toch dood? Niet precies. Volgens de algemene relativiteitstheorie zou je in feite de waarnemingshorizon passeren en de effecten van de zwaartekracht niet opmerken omdat je in een vrije val zou zijn (iets wat Einstein zijn gelukkigste gedachte ), tuimelend naar de singulariteit.
Maar hoe kun je door de ruimte reizen en tegelijkertijd verbrand worden? Dit dilemma doet zich voor omdat de kwantumfysica zegt dat informatie niet verloren kan gaan, en daarom moet je lichaam buiten de horizon blijven. Als je echter de horizon van de gebeurtenis niet overschrijdt, overtreed je de wetten van de algemene relativiteitstheorie. Wetenschappers hebben een aantal oplossingen gepostuleerd om deze tegenstrijdige natuurwetten met elkaar te verzoenen, maar de paradox is een voortdurend vraagteken in het hart van de natuurkunde.
Als het om zwarte gaten gaat, is het niet alleen licht dat niet kan ontsnappen, maar ook de hersenen van generaties denkers.
hoe internet te versnellen op Windows 10
Hoofdbeeldtegoed: Wikimedia Commons
