Browse Tag: Zwart gat

Onderzoekers willen voor het eerst zwart gat fotograferen

Het bestaan van zwarte gaten, voor het eerst voorspeld in de alom bekende algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, wordt inmiddels ondersteund door tientallen jaren aan observaties, metingen en experimenten. Het is tot op heden echter niet mogelijk geweest om één van deze maalstromen, wiens overweldigende aantrekkingskracht zelfs de ruimtetijd kan beïnvloeden, direct waar te nemen en in beeld te brengen. Een groep onderzoekers wil hier nu verandering in gaan brengen en gaat binnen afzienbare tijd met meer dan vijftig radiotelescopen wereldwijd de uitdaging aan.

Onderzoekers zien hoe zwart gat materie opslokt

Voor het eerst zijn wetenschappers in staat geweest om materie die opgeslokt wordt door supermassieve zwarte gaten te observeren. Een team van onderzoekers van de Universiteit van Melbourne dat onder leiding stond van David Floyd heeft een blik kunnen werpen in een regio die voorheen ontoegankelijk was voor telescopen. Met behulp van een methode die gravitationele microlensing wordt genoemd heeft men voor de eerste keer kunnen zien hoe zwarte gaten materie consumeren of eten.

bch9112Volgens Floyd is een nieuw tijdperk in het verkennen van zwarte gaten aangebroken. “Met deze techniek kunnen gebieden die slechts een enkele groter zijn dan het zwarte gat in het centrum van een quasar in een tijdsbestek van minuten in plaats van tientallen jaren gedoken uitgeplozen worden. Materiaal in de onmiddellijke nabijheid van een zwart gat is onderhevig aan extreme compressie en oververhitting. Het resultaat van dit proces is een quasar, die zoveel energie als zichtbaar licht uitstoot, dat het het stelsel waar deze zich in bevindt vele duizenden malen kan overschijnen.”

Het probleem is dat de gebieden die deze enorme hoeveelheden licht uitstralen zo klein zijn en de afstand tot de aarde zo groot is, dat het tot nu onmogelijk was om ze direct waar te nemen en dus vat te krijgen op de rol die ze spelen in de evolutie van het universum, “ aldus Floyd. “De omstandigheden in een quasar zijn zo extreem dat zij ‘spelen’ met de wetten van de fysica. Het zijn de deeltjesversnellers van het universum. Ze vormen sterrenstelsels en vormen de motor van de evolutie van het universum.”

De onderzoekers maakten gebruik van een methode die bekend staat als gravitationele microlensing, waarbij het licht van een quasar langs of door een sterrenstelsel heen gaat op weg naar de aarde. Het tussenkomende sterrenstelsels is een soort lens die het beeld van de quasar vergroot en in verschillende delen splitst. Elk van deze delen kan worden geanalyseerd.

Met behulp van gegevens die werden verzameld met de ruimtetelescoop Hubble en een 6,5-meter telescoop in Noord-Chili hebben Floyd en zijn collega’s Nick Bate en Rachel Webster aan weten te tonen dat ongeveer 99 procent van het zichtbare licht van de quasar die zij hebben bestudeerd, ontstaat in een gebied dat slechts duizend keer zo groot is als het zwarte gat zelf.

“Dit is in astronomische termen zo klein dat we een telescoop met een lens met een diameter van honderd kilometer nodig zouden hebben om de regio direct waar te nemen,” zei Floyd. “Bijzonder is dat we überhaupt in staat zijn geweest om deze verschijnselen op dit soort afstanden te observeren. Deze resultaten zijn slechts een voorproefje van wat komen gaat.”

Een planeet in een universum in een zwart gat in een universum

Kan ons heelal zich in het inwendige van een wormgat dat zelf deel uitmaakt van een zwart gat dat binnen een veel groter universum ligt bevinden? Een dergelijk scenario waarin het universum binnen in een wormgat, dat ook wel een ‘Einstein-Rosen brug’ wordt genoemd is geboren, kan volgens fysicus Nikodem Poplawski van de Universiteit van Indiana wel eens de realiteit vormen. Dat is de conclusie van een studie waarbij hij gebruik maakte van een op de axomia’s van Euclidus gebaseerd coördinatiesysteem om het zwaartekrachtsveld van een zwart gat en de radiale geodetische beweging van een massief deeltje dat in een zwart gat verdwijnt te beschrijven.

Poplawski geeft toe dat tijdens het onderzoeken van de radiale beweging door de zogeheten waarnemingshorizon (de rand van een zwart gat) van twee verschillende soorten zwarte gaten – te weten Schwarzschild en Einstein-Rosen, beide wiskundig gezien aanvaardbare oplossingen voor de algemene relativiteitstheorie – alleen experimenten of observaties de beweging van een deeltje dat in een zwart gat valt in kaart kunnen brengen. Maar hij geeft ook aan dat vanwege het feit dat een waarnemer alleen de buitenkant van het zwarte gat kunnen zien, diens inwendige alleen zichtbaar is wanneer de waarnemer deze betreedt.

”Dit zou kloppen wanneer ons universum het inwendige van een zwart gat dat zich in een groter heelal bevindt zou zijn,” zegt hij. “Omdat Einsteins algemene relativiteitstheorie geen tijdsoriëntatie kiest, is het omgekeerde proces ook mogelijk als een zwart gevormd kan worden door de gravitationele ineenstorting van materie door een waarnemingshorizon in de toekomst. Een dergelijke proces zou een beschrijving geven van een exploderend wit gat: materie dat afkomstig is van een waarnemingshorizon uit het verleden, net zoals het uitdijende heelal.”

Een wit gat is verbonden met een zwart gat door middel van een Einstein-Rosen brug, oftewel een wormgat en is hypothetisch gezien het tegenovergestelde van een zwart gat. Poplawski’s werk suggereert dat alle astrofysische zwarte gaten, niet alleen die van het type Schwarzschild en Einstein-Rosen dergelijke bruggen hebben, elk met een nieuw universum binnenin dat tegelijkertijd met het zwart gat ontstond. “Dat suggereert dat ons dat ons universum gevormd kan zijn in een zwart gat dat zich in een ander universum bevindt.”

Door de gravitationele ineenstorting van een bol stof in isotropische coördinaten te blijven onderzoeken en de huidige onderzoeksmethode op andere soorten zwarte gaten toe te passen, kan de suggestie dat het universum geboren is in een zwart gat van het type Einstein-Rosen problemen mijden die ontstaan zijn door de oerknaltheorie en het idee dat een zwart gat informatie kan verliezen wanneer materie verloren gaat als het de waarnemingshorizon passeert. Die theorie is in strijd met de wetten van kwantumfysica.

Zwarte gaten: de ultieme energiebron van de toekomst?

Zwarte gaten zenden zogeheten Hawkingstraling uit, hetgeen ervoor zorgt dat zij energie en derhalve massa verliezen. De hoeveelheid straling die grote exemplaren uitzenden is minuscuul, maar zeer kleine zwarte gaten zijn in staat om hun massa in een kort tijdsbestek in een grote hoeveelheid energie om te zetten. Wat zou er gebeuren als men doelbewust een dergelijk zwart gat zou kunnen creëren? Volgens onderzoekers Lois Crane en Shawn Westmoreland van de Staatsuniversiteit van Kansas zouden deze objecten in dat geval de ultieme energiebron en aandrijving voor ruimtevaartuigen kunnen vormen.

bch9112Het tweetal heeft uitgezocht hoe men een klein zwart gat zou kunnen creëren en op welke manier de hieruit verkregen energie gebruikt zou kunnen worden om een ruimteschip aan te drijven. De onderzoekers ontdekten dat er een klein aantal zwarte gaten is dat klein genoeg is om kunstmatig gecreëerd te worden en enorme hoeveelheden energie te produceren, maar nog groot genoeg zijn om niet onmiddellijk in talloze deeltjes te ‘verdampen’. Het ideale zwart gat blijkt een massa van ongeveer een miljoen metrische ton en een grootte van ongeveer één-duizendste van die van een proton te hebben.

Meest verafgelegen supermassieve zwarte gat ontdekt in reuzenstelsel

Onderzoeker Tomotsugu Goto en zijn collega’s van de Universiteit van Hawaï hebben een reusachtig sterrenstelsel ontdekt dat het meest verafgelegen zwarte gat waar men tot op de dag van vandaag op is gestuit bevat. Het stelsel in kwestie, welke ruwweg 12,8 miljard lichtjaar van onze planeet verwijderd is, is qua omvang ongeveer even groot als ons melkwegstelsel en herbergt een supermassief zwart gat dat op zijn minst een miljard keer zoveel materie bevat als de zon. Het heeft het team verbaasd dat het stelsel zo groot is en het zwarte gat zo massief zijn, aangezien deze in een relatief korte periode na de oerknal gevormd moeten zijn.

Waarom de wereld in 2012 niet vergaat (deel 2)

Iedereen kent de verhalen wel, elke 3600 jaar dringt de planeet Nibiru ons zonnestelsel binnen, een baan volgend tussen Jupiter en Mars door, alvorens deze weer het zonnestelsel verlaat. Volgens vele ‘believers ‘ is deze passage de oorzaak van talloze aardbevingen, vloedgolven, vulkanische uitbarstingen, stormen, meteorietinslagen, voedseltekorten en ziekten. Naar verluidt voorspelden de Sumeriërs een terugkomst van de planeet Nibiru in het jaar 2012, en zou dit een radicale verandering meebrengen voor het leven op aarde. Dit zou allemaal gebeuren binnen een tijdsspanne van 5 jaar,beginnende in 2008.

Kolossaal zwart gat in kern stelsel M87 is zwaarder dan gedacht

Het meest massieve zwarte gat dat men tot op de dag van vandaag heeft gewogen bevindt zich in het hart van het relatief nabijgelegen sterrenstelsel M87. Het supermassieve object blijkt met een massa die ruim 6,4 miljard keer zo groot is als die van de zon twee tot drie keer zo zwaar te zijn dan eerder werd verondersteld, zo heeft een nieuw model aangetoond. De recente meting suggereert dat andere zwarte gaten in nabije grote stelsels mogelijk ook massiever zijn uit eerder verkregen resultaten is gebleven en het kan sterrenkundigen tevens de helpende hand bieden in de zoektocht naar een oplossing voor het raadsel over de ontwikkeling van de soortgenoten van ons melkwegstelsel.

Spookachtig object verschijnt na explosie van zwart gat

Het observatorium Chandra, dat ontworpen is om röntgenstraling van objecten in het universum op te vangen, heeft een kosmisch ‘spook’ gevonden bij een verafgelegen supermassief zwart gat. Het is de eerste keer dat men een dergelijke hoogenergetische verschijning in beeld heeft gebracht en de veronderstelling bestaat dat het object het bewijs is van een immense uitbarsting die veroorzaakt is door een zwart gat. De vondst verschaft astronomen de mogelijkheid om meer te weten te komen over fenomenen die dateren uit de periode waarin het universum nog betrekkelijk jong was. Het röntgenspook, dat zo genoemd wordt omdat een grote hoeveelheid röntgenstraling waarschijnlijk het enige overblijfsel van de explosie is, verscheen op één van de meest gedetailleerde röntgenopnamen die de missie tot nu toe heeft opgeleverd.

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.

Mogelijk zwerven er zwarte gaten door de Melkweg heen

Het klinkt als de plot van een sci-fi film: immens grote zwarte gaten zwerven met een hoge snelheid doorheen ons melkwegstelsel en slikken alles dat ook maar wat te dichtbij komt op. In feite wijzen de nieuwe berekeningen die zijn gedaan door Ryan O’Leary en Avi Loeb erop dat wellicht honderden massieve zwarte gaten, overblijfselen van het vroege heelal, rondzwerven in ons sterrenstelsel. Voordat er paniek ontstaat: de aarde is veilig, want het dichtstbijzijnde zwart gat bevindt zich op enkele duizenden lichtjaren afstand.