In Gaten in het heelal, het nieuwste deel in de Pocket Science-reeks van New Scientist, vertelt redacteur Ans Hekkenberg alles over zwarte gaten, witte gaten en wormgaten. In deze voorpublicatie helpt ze alvast wat nare vooroordelen over kosmische gaten de wereld uit.
We kunnen maar beter direct orde op zaken stellen: zwarte gaten bestaan niet. Of nou ja, ze bestáán wel, maar ze zíjn niks. Het zijn geen objecten in de gebruikelijke zin van het woord. Als sterrenkundigen een zwart gat willen beschrijven, hebben ze het al snel over ‘heel veel massa in een heel klein volume’. Maar het is tijd om eerlijk te zijn: dat is niet wat een zwart gat is.
Zinkgat
Een zwart gat is een plek waar de ruimtetijd zo bizar gekromd is, dat er niets uit kan ontsnappen. Zo’n plek ontstáát doordat er gruwelijk veel massa in een klein volume terechtkomt. Dat gebeurt bijvoorbeeld wanneer een ster implodeert. Dat haalt de plaatselijke ruimtetijd flink door de mangel. Maar zodra het zwarte gat is gevormd, dan is die massa van die ingeklapte ster volledig irrelevant geworden. Het maakt niet uit waardoor een zwart gat is ontstaan: of dat nou een ster was of een flinke stapel pannenkoeken. Het maakt evenmin uit als je een zwart gat om zou keren en ‘leeg’ zou schudden. Het litteken in de ruimtetijd – de diepe put die is geslagen – zal blijven bestaan. De massa is dus niet het zwarte gat; het gát is het gat.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Vergelijk het voor het gemak met een zinkgat. Zo’n gat in de aarde ontstaat in een meer waar een holte onder schuilgaat. In het meer drukt het water op de bodem. Op een gegeven moment wordt die druk te veel: de bodem stort in en al het water spoelt weg in de holte. Zo ook met de ruimtetijd: leg er genoeg massa in en er ontstaat een put. In het geval van het zinkgat is het water na het instorten weg, foetsie. Voor de massa in een zwart gat geldt hetzelfde. Die zie je nooit meer terug. Hij is verdwenen. Maar het gat in de ruimtetijd, dat blijft.
Geen turbostofzuigers
Goed, nu we weten dat zwarte gaten niet bestaan, kunnen we meteen een tweede misvatting de wereld uit helpen. Zwarte gaten zuigen niet.
Ja, natuurlijk trekken zwarte gaten spul naar binnen. Daar zijn ze berucht om. Maar het zwarte gat is geen turbostofzuiger die alles uit zijn wijde omgeving opslurpt. Het oefent gewoon zwaartekracht uit, net als een planeet of ster.
Bedenk maar zo: als de zon vandaag om de een of andere reden zou veranderen in een zwart gat, zou de aarde er gewoon rondjes omheen blijven vliegen. De massa van het ding waar wij omheen draaien, zou immers hetzelfde blijven. (Of nou ja, de put die is geslagen in de ruimtetijd gedraagt zich als een massa, zo groot als die van de ingestorte zon, maar ik gebruik hier maar weer de term ‘massa’ om woorden te besparen.) Het punt is: de aarde ervaart evenveel zwaartekracht als voorheen. Een gat zuigt niet harder dan een ster.
Ongevaarlijk
En als we dan toch vooroordelen over zwarte gaten de kosmos uit helpen: de waarnemingshorizon – de grens waar voorbij niets uit een zwart gat kan ontsnappen – is niet gevaarlijk. Het is voor veel mensen een verrassing, maar het passeren van de waarnemingshorizon gaat niet gepaard met geweld. Je komt er geen fysieke barrière tegen. Je klapt niet op een harde muur. Nee, je glijdt gewoon de horizon over en ontdekt pas dat je gevangen zit als je rechtsomkeert zou willen maken.
Maar ho eens even. Vaak zeggen astronomen dat zwarte gaten slecht zijn voor de gezondheid van ruimtereizigers. Als je naar een zwart gat toe drijft, trekt zijn heftige zwaartekrachtsveld harder aan je voeten dan aan je kruin. Daardoor wordt een nietsvermoedende astronaut uiteen getrokken tot een sliert van mensenvlees en botten. Hoe valt dat te rijmen met deze onschuldige horizon?
Nou, het ene zwarte gat is het andere niet. Spaghettificatie (het tot sliert van mensenspul uiteen getrokken worden) gebeurt pas op de plek waar de ruimtetijd rondom het gat zó scheef is, dat de kromming ervan binnen het kleine stukje ruimte dat jouw lichaam beslaat significant verandert. Oftewel, als de ruimtetijdkromming bij je hoofd merkbaar anders is dan bij je voeten. Waar dat precies is, verschilt per gat. Zolang de ruimtetijd niet scherp afbuigt, is je weefsel sterk genoeg om de boel bijeen te houden. Maar zodra dat niet meer het geval is? Dan, raaaats, daar ga je: Homo sapiens bolognese.
