Main Topics > Zwarte Gaten en Wormgaten >
Topic Index:
- – Zwarte Gaten en Wormgaten Inleiding
- – Sterren, Supernova’s en Neutronensterren
- – Ontstaan van Zwarte Gaten
- – Zwarte Gaten Theorie & Hawking Straling
- – Event Horizon en Accretieschijf
- – Singulariteiten
- – Wormgaten
- – Conclusie
De massa van een zwart gat is geconcentreerd op één enkel punt diep in zijn hart, en kan duidelijk niet worden gezien. Het “gat” dat in principe wel kan worden gezien (hoewel nog nooit iemand een zwart gat rechtstreeks heeft gezien) is het gebied van de ruimte rond de singulariteit waar de zwaartekracht zo sterk is dat niets, zelfs licht niet, het snelste ding in het heelal, kan ontsnappen, en waar de tijddilatatie bijna oneindig wordt.
Een zwart gat wordt daarom begrensd door een welbepaald oppervlak of rand die bekend staat als de “waarnemingshorizon”, waarbinnen niets kan worden gezien en niets kan ontsnappen, omdat de noodzakelijke ontsnappingssnelheid gelijk zou zijn aan of groter dan de lichtsnelheid (een fysische onmogelijkheid). De waarnemingshorizon werkt als een soort eenrichtingsmembraan, vergelijkbaar met het “point-of-no-return” dat een boot ervaart wanneer hij een draaikolk nadert en het punt bereikt waar het niet langer mogelijk is om tegen de stroom in te varen. Of, om het op een andere manier te bekijken, binnen de waarnemingshorizon valt de ruimte zelf in het zwarte gat met een fictieve snelheid die groter is dan de lichtsnelheid.
(Klik voor een grotere versie)
Waarnemingshorizon, accretieschijf en gammastraalstralen van een zwart gat
(Bron: Internet Encyclopedie van de Wetenschap: http://www.daviddarling.info/
encyclopedia/E/event_horizon.html – Credit & ©: Astronomy / Roen Kelly)
De waarnemingshorizon van een zwart gat van een exploderende ster met een massa van enkele malen die van onze eigen zon, zou misschien een paar kilometer in doorsnee zijn. Na verloop van tijd zou het echter kunnen groeien naarmate het stof, planeten, sterren en zelfs andere zwarte gaten opslokt. Het zwarte gat in het centrum van de Melkweg, bijvoorbeeld, heeft naar schatting een massa gelijk aan ongeveer 2.500.000 zonnen en heeft een waarnemingshorizon van vele miljoenen kilometers breed.
Materie, zoals gas, stof en andere stellaire brokstukken die dicht bij een zwart gat zijn gekomen maar er niet helemaal in zijn gevallen, vormen een afgeplatte band van ronddraaiende materie rond de waarnemingshorizon die de accretieschijf (of -schijf) wordt genoemd. Hoewel niemand ooit een zwart gat of zelfs maar zijn waarnemingshorizon heeft gezien, kan deze accretieschijf wel worden gezien, omdat de ronddraaiende deeltjes door de enorme zwaartekracht van het zwarte gat tot enorme snelheden worden versneld, waarbij hitte en krachtige röntgen- en gammastralen in het heelal vrijkomen wanneer ze tegen elkaar botsen.
De accretieschijven staan ook bekend als quasars (quasi-stellaire radiobronnen). Quasars zijn de oudst bekende hemellichamen in het heelal en (met uitzondering van de uitbarstingen van gammastralen) de verst verwijderde objecten die we kunnen zien, en ze zijn ook het helderst en het zwaarst, en overtreffen triljoenen sterren. Een quasar is dus een heldere halo van materie die een roterend zwart gat omgeeft en erdoor wordt aangetrokken, waardoor het effectief wordt gevoed met materie. Een quasar verkleint tot een normaal zwart gat als er geen materie meer omheen is om op te eten.
Een niet-roterend zwart gat zou precies bolvormig zijn. Maar een roterend zwart gat (ontstaan door de ineenstorting van een roterende ster) bolt aan zijn evenaar uit als gevolg van de middelpuntzoekende kracht. Een roterend zwart gat wordt ook omgeven door een gebied van ruimtetijd waarin het onmogelijk is stil te staan, de ergosfeer genoemd. Dit is het gevolg van een proces dat frame-dragging wordt genoemd, waarbij een roterende massa de neiging heeft om de ruimte-tijd eromheen enigszins “mee te slepen”. In feite wordt de ruimte-tijd in de ergosfeer technisch gezien sneller dan de lichtsnelheid meegesleurd (ten opzichte van andere gebieden van ruimte-tijd eromheen). Objecten in de ergosfeer kunnen misschien ontsnappen uit een baan rond het zwarte gat, maar eenmaal in de ergosfeer kunnen zij niet stil blijven staan.
Ook door de extreme zwaartekracht rond een zwart gat ondervindt een voorwerp in zijn zwaartekrachtsveld een vertraging van de tijd, bekend als gravitationele tijddilatatie, ten opzichte van waarnemers buiten het veld. Vanuit het gezichtspunt van een verre waarnemer lijkt een voorwerp dat in een zwart gat valt te vertragen en te vervagen, waarbij het de waarnemingshorizon nadert maar nooit helemaal bereikt. Uiteindelijk, op een punt net voordat het de waarnemingshorizon bereikt, wordt het zo zwak dat het niet langer kan worden gezien (allemaal door het tijddilatatie-effect).
|