HOE VERDAMPEN ZWARTE GATEN?

Send

Niets duurt voor altijd, zelfs geen zwarte gaten. Maar hoe gebeurt dit precies?

De acteur Stephen Hawking is vooral bekend om zijn cameo-optredens in Futurama en Star Trek, het zal je misschien verbazen dat hij ook een theoretische astrofysicus is. Is er iets dat de man niet kan doen?

Een van de meest fascinerende theorieën die hij bedacht heeft, is dat zwarte gaten, de versneller van het universum, over een lange periode kunnen verdampen.

De kwantumtheorie suggereert dat er voortdurend virtuele deeltjes opduiken en verdwijnen. Wanneer dit gebeurt, verschijnen er een deeltje en zijn antideeltje, en ze hercombineren en verdwijnen weer.

Wanneer dit plaatsvindt in de buurt van een eventhorizon, kunnen er vreemde dingen gebeuren. In plaats van dat de twee deeltjes even bestaan en elkaar vervolgens vernietigen, kan het ene deeltje in het zwarte gat vallen en kan het andere deeltje de ruimte in vliegen. De theorie zegt dat gedurende lange perioden deze druppel van ontsnappende deeltjes ervoor zorgt dat het zwarte gat verdampt.

Wacht, als deze virtuele deeltjes in het zwarte gat vallen, zou dat het dan niet nog groter maken? Hoe zorgt dat ervoor dat het verdampt? Als ik steentjes aan een rotsstapel toevoeg, wordt mijn rotsstapel dan niet gewoon groter?

Het komt neer op perspectief. Van een externe waarnemer die naar de horizon van het zwarte gat kijkt, lijkt het alsof er een gloed van straling uit het zwarte gat komt. Als dat alles was wat er gebeurde, zou het de wet van de thermodynamica schenden, omdat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd. Omdat het zwarte gat nu energie uitzendt, moet het een klein beetje van zijn massa hebben opgegeven om het te leveren.

Laten we dit op een andere manier proberen te bedenken. Een zwart gat heeft een temperatuur. Hoe massiever het is, hoe lager de temperatuur, hoewel het nog steeds niet nul is.

Vanaf nu en tot ver in de toekomst zal de temperatuur van de grootste zwarte gaten kouder zijn dan de achtergrondtemperatuur van het heelal zelf. Licht van de kosmische achtergrondstraling van de microgolven valt naar binnen, waardoor de massa toeneemt.

Ga nu snel vooruit naar wanneer de achtergrondtemperatuur van het heelal zelfs onder de coolste zwarte gaten daalt. Dan stralen ze langzaam warmte uit, die afkomstig moet zijn van het zwarte gat dat de massa omzet in energie.

De snelheid waarmee dit gebeurt, is afhankelijk van de massa. Voor zwarte gaten met een stellaire massa kan het 10 ^ 67 jaar duren om volledig te verdampen.

Voor de superpa's van de grote papa aan de kernen van sterrenstelsels, kijk je naar 10 ^ 100. Dat is er één, gevolgd door 100 nul jaar. Dat is een enorm aantal, maar net als elk gigantisch en eindig getal is het nog steeds minder dan oneindig. Dus in een onbegrijpelijke hoeveelheid tijd zullen zelfs de langstlevende objecten in het heelal - onze machtige zwarte gaten - vervagen in energie.

Een laatste ding is dat de Large Hadron Collider in staat zou kunnen zijn om microscopische zwarte gaten te genereren, die een fractie van een seconde zouden duren en zouden verdwijnen in een uitbarsting van Hawking-straling. Als ze ze vinden, wil Hawking misschien het acteren in de wacht zetten en zich concentreren op de natuurkunde.

Niets is eeuwig, zelfs geen zwarte gaten. Over de langste tijdframes zijn we er vrij zeker van dat ze zullen verdwijnen in het niets. De enige manier om erachter te komen is achterover te leunen en te kijken, misschien is dit niet de enige manier.

Vervult het idee van het verdampen van deze hemelse nachtmerries je met existentieel verdriet? Voel je vrij om je gedachten met anderen te delen in de onderstaande opmerkingen.

Bedankt voor het kijken! Mis nooit meer een aflevering door op abonneren te klikken.

Onze Patreon-gemeenschap is de reden waarom deze shows plaatsvinden. We willen Dana Nourie en de rest van de leden bedanken die ons steunen bij het maken van geweldige ruimte- en astronomie-inhoud. Leden krijgen vooraf toegang tot afleveringen, extra's, wedstrijden en andere shenanigans met Jay, mijzelf en de rest van het team. Wil je meedoen aan de actie? Klik hier.