Zwarte gaten zijn donkere vlekken in het weefsel van ruimte-tijd, ongelooflijk dichte singulariteiten met zo'n sterke zwaartekracht dat niets uit hun klauwen kan ontsnappen. Ze besteden hun tijd aan één ding: materie opslokken. Kom dicht genoeg bij een zwart gat en je bent kosmische spaghetti, uitgerekt tot stukjes, naar binnen gezogen, om nooit meer terug te keren. Eenvoudig en duidelijk, toch?
Maar het blijkt dat zwarte gaten meer zijn dan alleen kosmische stofzuigers. In 2019 keken natuurkundigen de peilloze duisternis in en maakten de allereerste foto van een zwart gat. Ze leerden ook meer over hoe deze bizarre en onverzadigbare beesten werken. Van hun neiging om haar te krijgen en te verliezen, tot hun mysterieuze ingewanden, tot waar ze naartoe kunnen leiden, hier zijn 14 nieuwe dingen die we hebben geleerd over zwarte gaten in 2019.
Een onvergetelijk beeld
Na jaren van anticipatie was het hier! Wetenschappers maakten in 2019 een absoluut onvergetelijk beeld van het zwarte gat M87, in het hart van het sterrenstelsel Maagd A, ongeveer 53 miljoen lichtjaar van ons vandaan. De allereerste close-up van de bijzonderheid, geknapt door een netwerk van telescopen over de hele wereld die bekend staat als de Event Horizon-telescoop, ziet eruit als een korrelige, kleine plek omgeven door een wazige oranje ring. Maar dat kleine, gepixelde beeld is eigenlijk een zwart gat zo groot als het zonnestelsel en 6,5 miljard keer de massa van onze zon.
De vurige oranje gloed die het zwarte hart omringt, markeert de horizon van de gebeurtenis, de ring van materie die rond een zwart gat wervelt net voordat hij erin valt. Terwijl het met hoge snelheid tegen andere materie wrijft, produceert het energie en gloeit het om een aanwasschijf te vormen - vandaar de oranje ring.
Zwarte gaten laten het haar groeien en worden dan weer kaal
Dit jaar hebben we geleerd dat zwarte gaten haar hebben, maar meestal zijn ze zo kaal als keuballen. Wat betekent dat precies? Historisch gezien geloofden natuurkundigen dat singulariteiten kaal of zonder kenmerken waren, wat betekent dat ze slechts drie eigenschappen hadden: massa, impulsmoment en elektrische lading. Alles wat die hemelse Pac-Mans in de loop van hun leven consumeerden, werd opgesloten achter de horizon van het evenement en later kon geen informatie over de eetgewoonten van een zwart gat worden achterhaald.
Maar in 2016 publiceerde wijlen natuurkundige Stephen Hawking, samen met anderen, een paper waarin werd voorgesteld dat zwarte gaten "haar" of onderscheidende kenmerken hebben. Deze haren waren subtiele verschuivingen in de gebeurtenishorizon, evenals de Cauchy-horizon - het punt waarop oorzaak en gevolg omslaan - waardoor zwarte gaten van elkaar te onderscheiden waren. Althans, zoals een onderzoek uit 2018 beweerde, was dat het geval voor zogenaamde "extreme" zwarte gaten, of die met maximale elektrische lading. Eerder dit jaar ontdekten natuurkundigen dat zelfs de niet-zo-extreme - degenen die draaien met bijna maximale snelheid, maar zonder lading, of degenen met een maximaal mogelijke lading, maar zonder rotatie - ook haar zouden kunnen hebben.
Maar het blijkt dat zwarte gaten vluchtig een paar plukjes piekerig 'haar' ontkiemen, die ze uiteindelijk allemaal verliezen, meldde WordsSideKick.com destijds.
Op dit moment is de vraag of zwarte gaten meer op Mr. T of Heather Locklear lijken pure speculatie. Maar 's werelds grootste zwaartekrachtgolfdetector zou snel bewijs kunnen vinden om de ene theorie boven de andere te ondersteunen, zeggen experts.
Onmogelijk groot zwart gat
In november zeiden wetenschappers dat ze een zwart gat op 15.000 lichtjaar afstand hadden gevonden dat zo groot was dat het niet zou bestaan. Ze vermoedden het bestaan ervan nadat ze een ster hadden gedetecteerd die ongeveer 8 keer zo zwaar was als onze zon die een gebied van donkere, lege ruimte leek te omcirkelen. Op basis van hoeveel die ster bewoog, berekenden ze dat de ster waarschijnlijk een zwart gat rond 70 keer de massa van onze zon cirkelde; Eerder dachten wetenschappers dat stellaire zwarte gaten, of die die ontstaan nadat een massieve ster instort, niet meer dan 30 keer die van onze zon zouden kunnen hebben - tenminste in sterrenstelsels met een chemische samenstelling die lijkt op de onze.
"Deze ontdekking dwingt ons om onze modellen van hoe stellaire massa zwarte gaten ontstaan opnieuw te onderzoeken," zei de directeur van de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) en professor van de Universiteit van Florida, David Reitze, die niet bij het onderzoek betrokken was, in een verklaring op het moment.
Over dat onmogelijke zwarte gat ...
Helaas houden bevindingen die de wetten van de natuurkunde lijken te weerstaan meestal niet op. Dat zwarte gat dat onmogelijk groot werd, was waarschijnlijk toch onmogelijk, volgens een paar artikelen die in december in de arXiv-database zijn gepubliceerd.
Het onmogelijk grote zwarte gat was waarschijnlijk gewoon een zwart gat van normale grootte, en het onderzoeksteam dat aanvankelijk de cijfers kraakte, maakte gewoon een fout bij het interpreteren van de lichtemissies afkomstig van het binaire systeem met zwarte gaten / sterren. Door het licht van de begeleidende ster te verwarren met de zwakke emissies die zouden komen van de aanwasschijf van het zwarte gat, of de ring van materie die om zijn mond cirkelt, hadden de onderzoekers de massa van het zwarte gat met minstens twee keer overschat, zo ontdekten de op arXiv geposte studies. .
Zwarte gaten als galactische levensgevers
Zwarte gaten zijn de superschurken in het epische verhaal van het universum. Ze doden zonder onderscheid. En niets binnen handbereik is veilig voor hen.
Maar er kunnen meer zijn met deze stenen kosmische moordenaars. Zwarte gaten zijn misschien wel de motor van het leven voor sterrenstelsels. In hun eetwaanzin sturen zwarte gaten volgens een onderzoek uit november ook bellen met gloeiend heet, turbulent gas door de kosmos. Dat hete plasma kan sterrenstelsels in leven houden die anders zouden afkoelen en afsterven, zo bleek uit de studie. Een andere studie, gepubliceerd in mei, toonde aan dat de straling die door zwarte gaten wordt uitgezonden, het leven van buitenaardse wezens zou kunnen stimuleren - zolang het maar in een Goudlokje-zone niet te ver en niet te dicht bij het centrum van de melkweg bestaat. Terwijl deze zwarte gaten zich voeden, kunnen hun straling en licht de fotosynthese stimuleren en de vorming van de biomoleculaire bouwstenen van het leven vergemakkelijken, zo bleek uit onderzoek.
Zwarte gaten zijn misschien helemaal geen zwarte gaten
Of misschien worden zwarte gaten gewoon verkeerd begrepen. Zoals, grotendeels verkeerd begrepen. Een wilde theorie, voorgesteld door een wiskundige en een natuurkundige deze zomer, suggereert dat zwarte gaten zoals we die kennen misschien niet bestaan.
Volgens Einstein zijn zwarte gaten oneindig kleine, oneindig dichte stippen die bekend staan als singulariteit, waar de wiskunde van algemene relativiteitstheorie uiteenvalt. Maar volgens het nieuwe onderzoek kan een algemene wiskundige vereenvoudiging die wordt gebruikt om de relativiteitstheorie te analyseren een fout vertonen. Als gevolg hiervan zijn zwarte gaten misschien helemaal geen singulariteiten. In plaats daarvan kunnen het ruimtes zijn die gevuld zijn met donkere energie. En dat zou enkele verrassende bevindingen kunnen verklaren van 's werelds grootste gravitatiegolfjager.
Er bestaan mini zwarte gaten
Zwarte gaten kunnen zeker groot zijn, maar kunnen ze ook klein zijn? Het blijkt dat kleine zwarte gaten, ongeveer de helft van de bekende, in de ruimte zouden kunnen bestaan. De meeste zwarte gaten met normale massa zijn ongeveer 5 tot 6 keer de massa van onze zon.
In november vonden astronomen die naar de randen van de Melkweg tuurden, op ongeveer 10.000 lichtjaar afstand, zwak bewijs voor een zwart gat dat ongeveer 3,3 keer zo groot was als de zon. Dat is veel te groot om een neutronenster te zijn, maar kleiner dan elk bekend zwart gat. Dergelijke zwarte gaten waren voorspeld, maar waren nog nooit eerder gezien.
Het zwarte gat van de Melkweg heeft een overstraling
Over de Melkweg gesproken, het superzware zwarte gat in ons thuisstelsel is iets heel vreemds aan het doen. Normaal gesproken gloeit de aanwasschijf van een zwart gat meer als deze actiever is, omdat meer materie tegen elkaar wrijft en wrijving veroorzaakt. In mei was alles kalm voor het centrale zwarte gat van de Melkweg, Boogschutter A *.
Vervolgens merkten astronomen een vreemde overstraling op, waarbij het zwarte gat gloeide dat de helderste astronomen ooit hadden gezien, althans in het infraroodspectrum.
Het is niet duidelijk wat die vreemde uitbarsting is, maar wetenschappers denken dat de uitbarsting werd veroorzaakt toen een stoffig voorwerp of een ster zich bijna scheerde met Boogschutter A *.
De grootste zwarte gaten zijn in een handomdraai gevormd
Enorme hemellichamen zoals Boogschutter A * lijken alsof het een eeuwigheid zou duren voordat ze zich hadden gevormd, maar het blijkt dat de grootste zwarte gaten in het universum waarschijnlijk kosmisch gezien in een oogwenk zijn gevormd.
Een in juni gepubliceerde studie suggereerde dat superzware zwarte gaten zich hadden kunnen vormen in de eerste 800 miljoen jaar van de geschiedenis van het universum - en dat het alleen een grote gaswolk zou zijn geweest. Als gaswolken zich ophopen en zwaartekracht binden, zouden ze onder hun eigen gewicht zijn ingestort en een klein zwart gat hebben gevormd zonder dat een supernova ster nodig was. Deze zogenaamde "directe ineenstorting van zwarte gaten" zouden vervolgens de materie in een zinderend tempo blijven ophoesten en 10.000 keer zo groot zijn geworden in slechts 150 miljoen jaar.
Op dat moment stopten ze gewoon - en lieten de superzware zwarte gaten achter die ons universum vandaag de dag stippelen.
UFO's vliegen uit zwarte gaten
Wat is er vreemder dan een zwart gat? Een UFO die uit één vliegt. In dit geval staat UFO echter voor ultrasnelle uitstroom en het is een hete wind die uit de aanwasschijf van een zwart gat lijkt te stromen.
Uit een in augustus gepubliceerd onderzoek bleek dat deze ufo's kunnen verklaren waarom de ruimte nabij het hart van sterrenstelsels relatief weinig materie heeft. UFO's van superzware zwarte gaten in galactische centra kunnen als sneeuwploegen fungeren en alle extra materie in de onmiddellijke nabijheid van een zwart gat verder van zijn periferie duwen, zo bleek uit de studie.
Planeet 9 is misschien wel een zwart gat
Over niet-geïdentificeerde objecten gesproken, het mysterieuze hemellichaam in ons zonnestelsel dat bekend staat als Planet 9 is misschien wel een zwart gat ter grootte van een grapefruit.
Er zijn een aantal vreemde objecten, ver voorbij Neptunus, die zich gedragen alsof ze worden beheerst door de zwaartekracht van een nabijgelegen object dat we niet kunnen zien. Ze cirkelen weg van de andere acht planeten en ze lijken in een ander vlak georiënteerd te zijn.
Sommige theoretici hebben berekeningen gemaakt en zijn tot de conclusie gekomen dat er een planeet is - met een wankele baan - die ongeveer 10 tot 20 keer de massa van de aarde is. Maar in een studie die in oktober werd gepubliceerd, ontdekten andere wetenschappers die afzonderlijke getallenkraken hadden gedaan dat een klein oer-zwart gat, ongeveer zo groot als een grapefruit, ook het vreemde gedrag van deze trans-Neptuniaanse objecten kon verklaren.
Door berichten door een zwart gat te sturen, zou het verdampen
Zwarte gaten kunnen wormgaten zijn in een alternatief universum. Maar doe niet de moeite om een bericht via het wormgat naar iemand in dat buitenaardse universum te sturen.
In augustus ontdekten wetenschappers dat het sturen van zelfs een klein bericht door een zwart gat het zwarte gat zou veranderen, waardoor het zou verdampen. Het eerste bericht dat door het wormgat zou worden verzonden, zou het ontvangende zwarte gat met 30% verkleinen en elk volgend bericht zou het zwarte gat verder verkleinen - terwijl het steeds minder informatie zou bevatten. Na slechts een handvol verzendingen zou het bericht geen informatie bevatten en zou het ontvangende zwarte gat verdwijnen.
Aliens konden lasers op zwarte gaten schieten
Kerkbank! Kerkbank! Kerkbank! Zwarte gaten voeden het leven niet alleen op buitenaardse werelden; ze kunnen ook toestaan dat buitenaardse wezens door de melkweg navigeren. Door lasers op zwarte gaten te schieten, konden geavanceerde buitenaardse wezens fotonen of lichtdeeltjes rond de zwaartekrachtputten rond zwarte gaten boemerangs maken. Deze fotonen zouden rondcirkelen en terugkeren naar de ontvanger, maar daarbij zouden ze een deel van het momentum van het zwarte gat wegnemen en in energie veranderen. Toen het foton terugkeerde, konden de buitenaardse wezens die energie omzetten in momentum om hun beweging door de melkweg te stimuleren, en het proces kon keer op keer worden herhaald.
We kunnen je misschien redden uit een zwart gat
Als je voorbij de horizon van een zwart gat zoomt, wordt de tijd langzamer, strek je je uit als spaghetti en word je aan flarden gescheurd, toch? Niet zo snel. Er kan een manier zijn om mensen uit deze hemelse valstrikken te redden, althans volgens een speculatieve nieuwe theorie.
Volgens die theorie kan er een manier zijn om twee zwarte gaten te verstrikken. (Quantumverstrengeling is het vreemde effect, meestal alleen te zien op kleine subatomaire schalen, waarbij twee deeltjes of objecten onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn over grote afstanden.) Niemand is er ooit in geslaagd om objecten die zichtbaar zijn voor het blote oog te verstrikken, maar aangenomen dat er een manier om twee objecten zo groot als zwarte gaten met elkaar te verstrengelen, is het mogelijk om ze te gebruiken als een manier om direct tussen twee locaties te teleporteren. In dat geval, als je per ongeluk in een zwart gat bent gevallen, is er misschien een manier om je eruit te krijgen - zij het op een andere tijd en plaats.
Draaiende zwarte gaten kunnen zorgen voor zacht hypersonisch reizen
Doe je gordel om, zet je ruisonderdrukkende hoofdtelefoon op en ontspan - je staat op het punt in een ronddraaiend zwart gat te springen. Natuurlijk is de kans groot dat je aan flarden wordt gescheurd en nooit meer wordt gezien, maar sommige natuurkundigen denken in ieder geval dat het betreden van een draaiend zwart gat misschien een heel andere ervaring is. In feite kunnen draaiende zwarte gaten meer op zachte tijdportalen lijken.
Laten we aannemen dat er wormgaten bestaan en dat zwarte gaten de weg zijn om erin te komen. Bepaalde soorten superzware zwarte gaten, zoals de zachte reus in het hart van ons sterrenstelsel, draaien niet veel. En nieuwe berekeningen suggereren dat reizen in zo'n zwart gat niet eens een hobbelige rit zou opleveren, omdat de traag draaiende rotatie een verwaarloosbare krimp en rek zou betekenen, en ruim binnen het bereik van spanningen zou zijn dat een ruimteschip aankan.
