Zwarte gaten zijn plaatsen in de ruimte waarvan de ontsnappingssnelheid groter is dan de lichtsnelheid. In deze regio's is er een intens zwaartekrachtveld en is materie opgeslagen in zeer kleine ruimtes.
De geconcentreerde massa van een zwart gat kan tot 20 keer die van de zon zijn. Grootte varieert echter; er zijn grote en kleine, en wetenschappers wedden dat er zwarte gaten zijn ter grootte van een atoom.
Omdat het zwaartekrachtveld zo intens is, kan zelfs licht niet ontsnappen. Op deze manier zijn ze onzichtbaar en is het niet mogelijk om de hoeveelheid in te schatten die bijvoorbeeld in de Melkweg aanwezig is.
Eerste afbeelding van een zwart gat (2019)
In april 2019 presenteerden wetenschappers de eerste foto van een zwart gat, dat zich in het centrum van het sterrenstelsel Messier 87 (M87) bevindt.
De massa van dit zwarte gat is 6,5 miljard keer die van de zon en de afstand tot de aarde is 55 miljoen lichtjaar.
In de afbeelding zien we een gloeiende ring rond een donker centrum. Deze ring is het resultaat van licht dat door zijn sterke zwaartekracht om het zwarte gat heen buigt.
Dit beeld is verkregen door 8 radiotelescopen verspreid over verschillende delen van de aarde en die deel uitmaken van het Event Horizon Telescope (EHT)-project.
Hoe is het mogelijk om een zwart gat te "zien"?
Hoewel ze niet direct kunnen worden gezien, wijst het gedrag van de omringende sterren op de aanwezigheid van een zwart gat omdat de zwaartekracht de sterren en het gas in de buurt beïnvloedt.
De intense zwaartekracht van zwarte gaten vangt de gassen die dichtbij zijn en deze gassen wanneer ze zijn opgezogen worden hun gravitatiepotentiële energie geleidelijk omgezet in kinetische, thermische en radioactief.
De baan die het gas naar het zwarte gat beschrijft, heeft de vorm van een spiraal en onderweg worden fotonen uitgezonden, die ontsnappen voordat ze de drempel van het zwarte gat bereiken.
Deze emissie vormt eromheen een heldere ring, die indirecte waarneming mogelijk maakt en het zichtbare deel vertegenwoordigt in de eerste opname van een zwart gat.
Soorten zwarte gaten
Zwarte gaten worden geclassificeerd als stellair of superzwaar. De kleintjes worden stellair genoemd en de grootste worden superzwaar genoemd en kunnen samen de massa van 1 miljoen zonnen hebben.
Studies door NASA (US Space Agency) geven aan dat elk groot sterrenstelsel een superzwaar zwart gat in het centrum heeft.
De Melkweg is de thuisbasis van een superzwaar zwart gat genaamd Sagittarius A, met een geschatte massa van 4 miljoen zonnen.
De veronderstelling is dat superzware massa's werden gevormd aan de oorsprong van het heelal, terwijl stellairen het gevolg zijn van de dood van een supernova-ster.
De zon zou niet in een zwart gat moeten veranderen omdat hij niet genoeg energie heeft om de huidige zwaartekracht te veranderen.
Zwarte Gaten Theorie
Lange tijd geloofde men dat de lichtsnelheid het was oneindig. In 1676 ontdekte Ole Roemer echter dat licht met een eindige snelheid reist.
Dit feit bracht Laplace en John Michell aan het einde van de 18e eeuw ertoe te geloven dat ze konden bestaan sterren met een zwaartekrachtsveld zo sterk dat de ontsnappingssnelheid groter was dan de snelheid van de licht.
DE Relativiteitstheorie De generaal van Albert Einstein presenteerde de zwaartekracht als gevolg van de vervorming van de ruimtetijd (gekromde ruimte). Dit maakte de weg vrij voor theoretische framing van het bestaan van zwarte gaten.
In hetzelfde jaar als de presentatie van de beroemde studie van de algemene relativiteitstheorie, de Duitse natuurkundige Karl Schwarzschild vond de exacte oplossing van de vergelijking van Einstein voor massieve sterren en bracht hun stralen in verband met hun pasta's. Zo demonstreerde hij wiskundig het bestaan van deze regio's.
In het begin van de jaren 70, Stephen Hawking begon onderzoek te doen naar de kenmerken van zwarte gaten.
Als resultaat van zijn onderzoek voorspelde hij dat zwarte gaten straling uitzenden die met speciale instrumenten kan worden gedetecteerd. Zijn ontdekking maakte de gedetailleerde studie van zwarte gaten mogelijk.
Met de ontwikkeling van telescopen die röntgenstralers van sterrenbronnen meten, werd het dus mogelijk om indirect zwarte gaten waar te nemen.
Het Boogschutter Zwart Gat A
Wetenschappers schatten dat elliptische en spiraalvormige sterrenstelsels - zoals de Melkweg - een superzwaar zwart gat hebben. Dit is het geval voor Boogschutter A, die 26.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is.
Overtollig kosmisch stof in de melkweg verhindert observatie rond Boogschutter A. In tegenstelling tot andere hemellichamen, die licht uitstralen, kunnen zwarte gaten niet met de gebruikelijke methoden worden waargenomen. Zo wordt het werk uitgevoerd door middel van radiogolven en röntgenstralen.
gigantisch zwart gat
Het grootste zwarte gat is 12 miljoen keer zo massief als de zon. De ontdekking, gedaan door Chinese wetenschappers van de Universiteit van Peking, werd in 2015 vrijgegeven.
Het zwarte gat bevindt zich in het centrum van een sterrenstelsel - net als superzware.
Wetenschappers schatten dat het 12,8 miljard aardse jaren geleden werd gevormd en een hoeveelheid licht heeft die 420 biljoen keer groter is dan de zon.
Door de botsing van twee zwarte gaten was het mogelijk om het bestaan van zwaartekrachtsgolven.
Lees meer over het onderwerp:
- Oerknaltheorie
- Zwaartekracht
- Wat is Universum?
- 5 theorieën over het ontstaan van het heelal
