Zwarte gaten zijn een plek in het universum waar je de zon niet zult zien schijnen, om die rock-musical Hair uit de jaren 60 te parafraseren. Maar over 'haar' gesproken, een groep wetenschappers zegt dat deze bijzonderheden mogelijk materie hebben (soms 'haar' genoemd) die van invloed kunnen zijn op hoe ze eruit zien.
Dit is een verward concept om uit te vinden (om zo te zeggen), dus laten we uitpakken wat de nieuwe studie in Physical Review Letters betekent.
Toen het begrijpen van zwarte gaten nog in de kinderschoenen stond in de wetenschappelijke literatuur, schreef natuurkundige John Wheeler een zin die nu bekend is onder wetenschappers op dat gebied: "Zwarte gaten hebben geen haar." Zijn zinsnede verwees naar de definitie van zwarte gaten, wat volgens hem neerkwam op slechts twee factoren: hun massa en hun impulsmoment, of de rotatiesnelheid van het gat. (Sommige bronnen zeggen ook dat elektrische lading als derde factor is opgenomen.)
Stel dat je een zwart gat hebt dat is gemaakt uit een enorme ster die implodeerde. Hoewel de ster zelf onderscheidende eigenschappen had, zegt deze theorie dat ze in een zwart gat zouden verdwijnen. Dus om dat naar een algemeenheid te brengen, zei Wheelers uitdrukking dat alle zwarte gaten in wezen hetzelfde zijn.
Dit begrip van zwarte gaten dateert van 1963 en komt voort uit een 'schoon' model van zwarte gaten dat voor het eerst werd gepubliceerd door Roy Kerr. De nieuwe studie is het ermee eens dat het werk van Kerr van 50 jaar geleden werkt met algemene relativiteitstheorie, een theorie van Einstein die (in zeer eenvoudige bewoordingen) zegt dat de natuurwetten consistent zijn in het hele universum. (Meer in dit eerdere artikel in Space Magazine.) Aangezien de theorie betrekking heeft op zwarte gaten, buigen sterke zwaartekrachtbronnen ruimte en tijd.
De theorie van Kerr doet dat echter welnietzijn het eens met uitbreidingen van het werk van Einstein, aldus de wetenschappers. Deze extensies staan bekend als scalaire tensor-theorieën en er zijn verschillende variaties op dit onderwerp. De natuurkunde behandelt de interacties tussen twee verschillende soorten velden, scalair en tensor. Scalaire velden kennen volgens dit artikel van het Massachusetts Institute of Technology waarden toe voor elk waargenomen punt in de ruimte. (Denk aan een temperatuurkaart van Mars). Tensorvelden meten deze variabelen ten opzichte van elkaar.
Het wetenschappelijke team bestond uit Thomas Sotiriou, een natuurkundige aan de International School for Advanced Studies in Italië.
Zijn team, zei Sotiriou in een verklaring, 'concentreerde zich op de materie die normaal gesproken realistische zwarte gaten omringt, die worden waargenomen door astrofysici. Deze materie dwingt het pure en eenvoudige zwarte gat dat Kerr veronderstelt om een nieuwe ‘lading’ te ontwikkelen (het haar, zoals we het noemen) dat het verankert aan de omringende materie, en waarschijnlijk aan het hele universum.
"Volgens onze berekeningen," voegde hij eraan toe, "gaat de groei van het haar van het zwarte gat gepaard met de emissie van kenmerkende zwaartekrachtgolven."
Dit model is nog niet bewezen door metingen, dus dit zal de komende decennia iets zijn waar astronomische instrumenten naar moeten kijken. Er moet ook worden opgemerkt dat andere wetenschappers verschillende problemen hebben gevonden met de schone theorie van het zwarte gat, die u kunt bekijken als u daartoe geneigd bent.
In de tussentijd kunt u de nieuwe studie lezen via deze link. Er is ook een voorgepubliceerde versie beschikbaar.
Bron: Scuola Internzaionale Superiore di Studi Avanzati
