Bestaat alles in het universum uit mini zwarte gaten?

In 1971 suggereerde fysicus Stephen Hawking dat er sprake zou kunnen zijn van het feit dat miljoenen zwarte gaten zich om ons heen bevinden, die gecreëerd werden door de Big Bang. Het geweld van de snelle expansie na het ontstaan van het heelal zou de allereerste materie zo samengeperst kunnen hebben dat deze minuscule zwarte gaten zich vormden. Twee onderzoekers in Californië gaan nog verder: zij beweren dat deze zwarte gaten de allerkleinste bouwstenen van materie zouden zijn en zij de structuur van het heelal vormen. Zwarte gaten zijn momenteel gekend als regio’s in de ruimte waar de zwaartekracht zo sterk is dat zelfs licht niet kan ontsnappen. Observationeel is er geen bewijs van dergelijke miniscule zwarte gaten, maar theoretisch zijn deze zeker en vast mogelijk.

Net omdat zwarte gaten zwaartekracht hebben, bevatten deze met andere woorden ook massa. Maar bij dergelijke miniscule zwarte gaten zou de zwaartekracht echter zeer klein zijn. Vele fysici hebben aangenomen dat zelfs op de kleinste schaal de Planck-schaal , zwaartekracht zijn kracht herwint. Experimenten met de Large Hadron Collider zijn onder andere gericht op het opsporen van mini zwarte gaten, maar spijtig genoeg is het door een gebrek aan observatie en onderzoek nog steeds onduidelijk hoe zo’n ‘verlaagd-Planck-massa zwart gat’ zich zou gedragen. Ook de snaar-theorie geeft aan dat zwaartekracht een zeer grote rol speelt in de hoger dimensionale ruimten, maar enkel in onze vier-dimensionale ruimte lijkt de zwaartekracht zo zwak. Deze dimensies worden zeer belangrijk op de Planck-schaal, aangezien op deze schaal de zwaartekracht zijn sterkte terugwint. En als dit het geval is, dan worden mini-zwarte gaten een zeer aangenomen theorie.

De twee onderzoekers bekeken al wat de eigenschappen zouden zijn van dergelijke zwarte gaten, maar de varriatie was veel te groot om tot een duidelijk besluit te komen. Ze gaven wel aan dat zwarte gaten energie verliezen en krimpen in omvang, waardoor deze uiteindelijk verdwijnen of verdampen. Dit is echter een zeer traag proces waardoor enkel de allerkleinste zwarte gaten de kans zouden gehad hebben om te verdampen in dit veertien miljard jaar ‘jong’ heelal. De kwantisering van de ruimte op dit niveau zou resulteren in zeer verschillende vormen van energie en ze voorspelden dan ook dat deze zwarte gaten in zeer veel verschillende energie-niveaus bestaan.

“Op het eerste gezicht lijkt het scenario bizar, maar dat is het niet,” wisten de onderzoekers Coyne en Cheng te schrijven. “Dit is precies wat er verwacht zou worden als een zwart gat verdampt en een overblijfsel overlaat dat overeenstemt met de quantummechanica. Dit zou een volledig nieuw licht op het verdampingsporoces van grote zwarte gaten kunnen schijnen.” Voor de duidelijkheid wisten de onderzoekers wel te vermelden dat er extra onderzoek nodig is met de Large Hadron Collider, die de energie zou kunnen produceren waaruit deze zwarte gaten ontstaan.

7 reacties

  • DaMatriX

    17 mei 2009

    Interessante (hoewel ietwat bizarre) theorie! Als deze zou kloppen, zou dat mooi de gehele sterrenkunde en natuurkunde weer terug bij “af” brengen! Maar wie weet vormt het wel een verklaring voor het 1 en ander 🙂

  • bladerunner

    18 mei 2009

    @DaMatriX:
    Dat valt wel mee hoor. De “Planck schaal” waar men hier over spreekt wordt gebruikt in de kwantum fysica. Dat wil dus zeggen de natuurkunde van atomen en de elementaire deeltjes. Dat staat los van de “gewone” natuurkunde waarmee wij onze waarnemingen van sterren en dergelijk verifiëren. De één is de natuurkunde van het “kleine”, de andere van het “grote”. Dat zijn dus twee “werelden” die gescheiden zijn van elkaar.

    Zo’n mini zwart gat kan een maximale afmeting hebben van 0,1 mm en een massa tot dat van onze Maan. De meest echter zijn veel kleiner. En gezien hun afstand tot de dichtstbijzijnde ster totaal niet van invloed op waarnemingen en berekeningen daarvan.

    Wat wel zou kunnen gebeuren is dat zo’n mini zwart gat uiteindelijk met iets in botsing zou kunnen komen.
    In 1908 zorgde een grote explosie (±12 Megaton TNT en 5 op de schaal van Rigter) in de Tunguska vallei in Rusland er voor dat over een gebied van 2150 vierkante kilometer ±80 miljoen bomen werden geveld. Tegenwoordig wordt aangenomen dat het ging om een grote meteoride of een komeet fragment die in de lucht explodeerde. Maar jaren geleden opperde men dat het wel eens een mini zwart gat kon zijn geweest.

  • DaMatriX

    19 mei 2009

    Wat ik eigenlijk bedoel, is dat de huidige modellen van subatomaire deeltjes op losse schroeven komen te staan. De ware aard van elektronen en quarks als zwarte gaten (want dat is immers de conclusie de je kan maken) lijkt me toch redelijk revolutionair. Net als de tweede conclusie: “grote” zwarte gaten zijn elementaire deeltjes!

  • bladerunner

    19 mei 2009

    @DaMatriX:
    OK dat klopt gezien het artikel. Vele deeltjes uit de kernfysica zijn trouwens gebaseerd op veronderstellingen, net als de mogelijkheid dat micro gaten deeltjes zouden zijn.

    Maar ik wil toch even een klein foutje vermelden in je post:
    Het zijn juist de subatomaire deeltjes die dan een “groot” zwart gat zouden zijn, en het kleinste zwarte gat is dan het elementaire deeltje. Een proton b.v.b. is een subatomair deeltje en bestaat uit 3 quarks die dus een elementair deeltje zijn.

    In ieder geval klopt dan de formule bekent als de “Schwarzschild radius” (de diameter van een zwart gat bij een gegeven massa) of te wel: 2.G.M / c^2 niet meer. Dat is logisch want we zitten hier dan weer op kwantum niveau en daar was deze formule niet voor bedoelt.

    Persoonlijk zet ik vraagtekens bij die veronderstelling dat deze micro gaten de basis zouden zijn van materie. Want hoe zit het dan met de “gewone” zwarte gaten?. En we zouden dan net zo veel verschillende micro gaten moeten hebben als dat we nu deeltjes hebben ontdekt. Ik denk niet dat deze gaten al die verschillende eigenschappen kunnen hebben, daar ze allemaal op de zelfde wijze tijdens de big bang zouden zijn ontstaan.

  • bladerunner

    19 mei 2009

    In dit artikel:

    http://en.wikipedia.org/wiki/Micro_black_hole

    Kun je onder andere lezen dat de kleinst mogelijke massa voor een micro zwart gat 2 * 10^-8 kg is.
    Dit is 10^19 keer zwaarder dan een proton. Dus hoe kan zo’n zwart gat dan een bouwsteen van een proton zijn?

  • Leonie

    9 juli 2009

    Kijk eens naar bijdragen van Nassim Haramein (googlevideo) volgens hem bestaat het universum uit miljoenen zwarte gaten inclusief u en ik waartussen constant energie wordt uitgewisseld in de ruimte-tijdvaccuum: als deze theorie werkelijk bewezen wordt kunnen alle hoogleraren terug naar de kleuterschool…

  • Jonathan Dhaese

    9 juli 2009

    Leonie,
    Het kan, bijna alles kan in theorie. Toch is het niet waarschijnlijk omdat we met stralingen enzoverder dwars doorheen mensen kunnen, en dat kan niet bij een zwart gat.

Een reactie plaatsen is niet meer mogelijk.