Sorry sciencefictionliefhebbers. In feite kun je de reis door een zwart gat niet overleven. En als je je in een van hen probeert te storten, zoals Matthew McConaughey in de film Interstellar, zul je uit elkaar worden gerukt lang voordat je weet wat er aan de andere kant is.
Als het meer gedetailleerd is, dan …
Wat is een zwart gat?
Om volledig te begrijpen waarom je niet zomaar een zwaan kunt duiken of je ruimteschip in een zwart gat kunt besturen, moet je eerst de basiseigenschappen van deze zwaartekrachtgoliaths begrijpen. Simpel gezegd, een zwart gat is een plek waar de zwaartekracht zo sterk is dat er geen licht - of wat dan ook - kan ontsnappen.
Zwarte gaten worden zo genoemd omdat ze meestal geen licht reflecteren of uitstralen. Ze zijn alleen zichtbaar als ze zich voeden met sterren of gaswolken die te dicht bij hun grens komen, de zogenaamde gebeurtenishorizon. Voorbij de waarnemingshorizon ligt een echt klein puntje genaamd de singulariteit, waar de zwaartekracht zo sterk is dat het de ruimtetijd zelf oneindig buigt. Dit is waar de wetten van de natuurkunde, zoals we die kennen, ineenstorten, wat betekent dat alle theorieën over wat erbuiten ligt slechts speculatie zijn.
Zwarte gaten lijken voor de meesten van ons exotisch, maar ze zijn gewoon voor wetenschappers. Natuurkundigen speelden decennia lang met theorieën over soortgelijke objecten voordat de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein hun bestaan voorspelde. Dit concept werd echter pas serieus genomen in de jaren zestig, toen extreem compacte sterren werden ontdekt. Tegenwoordig worden zwarte gaten beschouwd als een veel voorkomend onderdeel van de evolutie van sterren, en astronomen vermoeden dat er alleen al in ons eigen Melkwegstelsel miljoenen zwarte gaten zijn.
Promotie video:
Kies je eigen zwarte gatavontuur
Zwarte gaten zijn er in veel verschillende vormen en kunnen bijvoorbeeld met verschillende moeilijkheidsgraden worden gemodelleerd, ongeacht of ze draaien of een elektrische lading hebben. Daarom, als je in een van hen springt, kan je exacte lot afhangen van het zwarte gat dat je kiest.
Op het eenvoudigste niveau zijn er drie soorten zwarte gaten: zwarte gaten met stellaire massa, superzware zwarte gaten en zwarte gaten met gemiddelde massa.
Zwarte gaten van stellaire massa ontstaan wanneer zeer grote sterren hun brandstof niet meer verbranden en naar binnen instorten. Superzware zwarte gaten leven in de centra van de meeste sterrenstelsels en zullen waarschijnlijk uitgroeien tot hun extreme afmetingen - tot tientallen miljarden keer massiever dan onze zon - door sterren op te slokken en samen te smelten met andere zwarte gaten. Middelgrote zwarte gaten zijn nog steeds mysterieus en er zijn slechts enkele vermeende voorbeelden ontdekt, maar astronomen denken dat ze kunnen ontstaan door een soortgelijk aanwasproces, maar dan op kleinere schaal.
Zwarte gaten met een stellaire massa zijn misschien schamel vergeleken met hun grotere neven, maar in feite hebben ze meer extreme getijdekrachten net buiten de waarnemingshorizon. Dit verschil is te wijten aan een eigenschap van zwarte gaten die sommige toevallige waarnemers waarschijnlijk zou verrassen. Kleinere zwarte gaten hebben zelfs een scherpere zwaartekrachtgradiënt dan superzware. Met andere woorden, je hoeft maar een heel korte afstand te vallen om een extreem merkbaar verschil in zwaartekracht te ervaren.
Zwart gat spaghetti
Als je vrij in de ruimte zou zweven naast een stellair zwart gat dat zich nergens van voedde, dan zou de enige aanwijzing van zijn bestaan de zwaartekrachtstoename of "lensing" kunnen zijn die het zou kunnen uitoefenen op achtergrondsterren.
Maar toen je dichter naar deze vreemde plek vloog, werd je in sommige richtingen getrokken en in andere verpletterd - een proces dat wetenschappers spaghettificatie noemen. Dit komt doordat de zwaartekracht van het zwarte gat je lichaam horizontaal samenknijpt, terwijl het tegelijkertijd als een tafeltje verticaal wordt getrokken. Als je met je voeten eerst in een zwart gat zou springen, zou de zwaartekracht op je tenen veel sterker zijn dan de kracht die aan je hoofd trekt. Elk stuk van je lichaam wordt ook in een iets andere richting getrokken. Je zou er letterlijk uitzien als een stuk spaghetti.
Dus als je in een zwart gat van stellaire massa valt, zul je je waarschijnlijk niet veel zorgen maken over de existentiële geheimen die je aan de 'andere kant' zou kunnen ontdekken. Je zult honderden kilometers eerder dood zijn als een spaghettivormige deurspijker. hoe je de singulariteit bereikt.
En ook dit scenario is niet helemaal gebaseerd op theorie en aannames. Astronomen waren in 2014 getuige van deze "getijdenverstoring", toen verschillende ruimtetelescopen een ster betrapten die te dicht bij een zwart gat dwaalde. De ster werd uitgerekt en verscheurd, waardoor een deel van het materiaal van de waarnemingshorizon viel, terwijl de rest weer de ruimte in werd gegooid.
Stap voorzichtig in dit zwarte gat
In tegenstelling tot het vallen in een stellair zwart gat, zal je ervaring om in een superzwaar of tussenliggend zwart gat te vallen iets minder nachtmerrieachtig zijn. Hoewel het eindresultaat, een gruwelijke dood, nog steeds je bestemming zal zijn, kun je eigenlijk helemaal naar de waarnemingshorizon gaan en in de singulariteit vallen terwijl je nog leeft.
In dit geval zou je, althans in theorie, de omringende ruimte kunnen zien. Maar niemand zal je kunnen zien als je eenmaal voorbij de waarnemingshorizon bent. Zelfs als je een zaklamp in je hand zou houden en zou proberen hem te laten schijnen, zou het licht met jou terugvallen in de singulariteit.
In de tussentijd zul je zien dat alles binnen de waarnemingshorizon is vervormd door extreme zwaartekrachten, dankzij een effect dat astronomen zwaartekrachtlenzen noemen. (Om nog maar te zwijgen van de wilde tijddilatatie-effecten.)
Natuurlijk, in welk zwart gat je ook terechtkomt, je zult uiteindelijk door extreme zwaartekracht worden verscheurd. Geen enkel materiaal, vooral geen vlezige menselijke lichamen, zou intact kunnen overleven. Daarom ben je klaar als je eenmaal de rand van de waarnemingshorizon bent gepasseerd. Je kunt hier niet wegkomen. Zelfs als je nog leefde, zou je sneller moeten zijn dan de lichtsnelheid om gered te worden. Maar zoals we weten, kan niets in het bekende universum dit doen.
Maar maak je nog geen zorgen: het dichtstbijzijnde bekende zwarte gat bij de aarde is nog steeds een ontmoedigende duizend lichtjaar verwijderd. Astronomen vermoeden echter dat er veel meer op de loer liggen, veel dichterbij, misschien slechts enkele tientallen lichtjaren van de aarde verwijderd. Sommige onderzoekers geloven zelfs dat de hypothetische Negende Planeet van het verre zonnestelsel eigenlijk een primordiaal zwart gat is ter grootte van een honkbal.
Met dit in gedachten is het heel goed mogelijk (hoewel onwaarschijnlijk) dat als mensen lang genoeg overleven om de pioniers van geavanceerde ruimtevaarttechnologieën te worden, we een zwart gat van dichtbij kunnen bezoeken. En als we dat doen, kunnen we zelfs verschillende sondes in het zwarte gat lanceren om te zien wat er aan de waarnemingshorizon gebeurt.
Omdat niets aan de waarnemingshorizon kan ontsnappen, zelfs geen informatie, kunnen we helaas nooit zeker weten wat er gebeurt als materie het punt bereikt waarop er geen terugkeer meer mogelijk is. Dus zelfs als je de kans hebt om een kosmische duik in een zwart gat te maken, moet je om veiligheidsredenen deze drang waarschijnlijk weerstaan.
