Wat is een zwart gat?
Om te beginnen is het nodig om aan te geven dat zwarte gaten zeer slecht en voor het grootste deel op theoretisch niveau zijn bestudeerd. Tot 2019 had de mensheid alleen theoretische kennis. Op 10 april van hetzelfde jaar slaagden wetenschappers er echter in om de eerste röntgenfoto te maken van een superzwaar zwart gat in het centrum van het Messier 87 (M87) sterrenstelsel.
Wat is een zwart gat?
Kortom, een zwart gat is het zwaarste en tegelijkertijd het kleinste van alle mogelijke objecten in het heelal.
Een zwart gat is een object in de ruimte waarin een enorme hoeveelheid materie is samengeperst. Om ruwweg de schaal van compressie te begrijpen: stel je een ster voor die 10 - 100 - 1.000.000 keer groter is dan de zon, en samengeperst tot een bol met een diameter van de regio Kiev. Als gevolg van een ongelooflijke dichtheid ontstaat een sterk zwaartekrachtsveld, waaruit zelfs licht niet kan ontsnappen.
Waarom worden zwarte gaten zo genoemd?
Op dit moment is bekend dat zwarte gaten een onvoorstelbare zwaartekracht hebben, zo sterk dat zelfs kleine deeltjes als fotonen (zichtbare lichtdeeltjes) kan haar kracht niet overwinnen aantrekkingskracht, en ze bewegen even met de snelheid van het licht. Het is juist vanwege het feit dat licht niet wordt gereflecteerd (meer precies, de zwaartekracht niet kan overwinnen) van het oppervlak dat uiterlijk "zwarte gaten" donkere gebieden blijven voor bestaande observatieapparatuur, terwijl het bovenstaande helemaal niet betekent dat het oppervlak van een zwart gat is zwart, net van buitenaf onmogelijk te zien, een paradox, en verre van de enige!
Het gebied van de ruimte rond een zwart gat waarbuiten materie en eventuele deeltjes, inclusief lichtquanta, niet kunnen doorbreken (terugkeren), wordt genoemd. Omdat het zich onder de waarnemingshorizon bevindt, zal elk object, lichaam en deeltje bewegen, alleen in het zwarte gat bestaan en niet buiten de waarnemingshorizon kunnen ontsnappen. Een externe waarnemer die zich aan de buitenkant van de waarnemingshorizon bevindt, kan niet waarnemen wat er binnen gebeurt.
Met een evenementenhorizon het is niet in orde simpelweg, dankzij kwantumeffecten, straalt het energie (een stroom hete deeltjes) het universum in. Dit effect staat bekend als Hawking-straling en het is hierdoor dat, theoretisch, een zwart gat kan ophouden te bestaan (het verdampt geleidelijk de stralingsenergie) en verandert in een uitgestorven ster. Deze bewering is waar binnen de kwantumfysica, waar materie kan bewegen door tunnels te maken en obstakels te overwinnen die onder normale omstandigheden niet kunnen worden overwonnen.
Het is niet met zekerheid bekend wat er met de materie gebeurt wanneer de zwaartekracht van een zwart gat het aantrekt en het de waarnemingshorizon passeert.Vanuit theoretisch oogpunt is het waarschijnlijk dat het lichaam/de materie na het passeren van de waarnemingshorizon in de zogenaamde singulariteit valt en daarvoor wordt vernietigd door zwaartekracht.
Een zwaartekrachtsingulariteit is een punt in de ruimte-tijd waar de ons bekende natuurwetten hoogstwaarschijnlijk niet of anders werken. Grootheden die de zwaartekracht beschrijven onder normale omstandigheden, onder omstandigheden van singulariteit, kunnen bijvoorbeeld oneindig of onbepaald zijn.
Waarom is er een gloed rond het zwarte gat op de foto?
Bekijk deze video op YouTube
Op de accretieringen van een zwart gat
De gloed rond een zwart gat zijn geen speciale effecten van Photoshop of computer. Op grond van de wetten van aantrekking trekken zwarte gaten alles naar zich toe wat in de zone van zijn zwaartekracht valt. Het kan gas, stof en andere materie zijn. In dit geval valt de materie, die onder de aantrekkingskracht van een zwart gat valt, niet onmiddellijk op het oppervlak, maar begint in een cirkelvormige baan te draaien. Tijdens rotatie warmt het op vanwege de kolossale snelheid en wrijving, en zendt het röntgenstralen uit, straling. De schijnbare rotatie van lichtgevende materie wordt de accretieschijf genoemd, en het is precies dit dat wordt weergegeven op de foto van het zwarte gat aan het begin van het artikel.
Welke andere manieren zijn er om zwarte gaten te detecteren?
Telescopen die zwarte gaten bestuderen, kijken naar hun omgeving, waar materiaal zich heel dicht bij de waarnemingshorizon bevindt. De stof wordt verhit tot miljoenen graden en gloeit met röntgenstralen. De enorme zwaartekracht van zwarte gaten vervormt ook de ruimte zelf, zodat je het effect van de onzichtbare zwaartekracht op sterren en andere objecten kunt zien.
