Vijf theorieën over zwarte gaten die je versteld zullen doen staan

Zwarte gaten behoren tot de meest controversiële objecten in het universum.

Ze spreken al tientallen jaren tot de verbeelding van het publiek, mede dankzij wijlen Stephen Hawking, die ze transformeerde van een moeilijk te begrijpen wetenschappelijke theorie in een bron van mystieke verwondering.

Ze hebben ook de populaire cultuur geïnfiltreerd via sciencefiction, Star Trek en Hollywood-tijdschriften.

Maar wat zijn de vijf meest bizarre en boeiende theorieën over zwarte gaten die zo onbegrijpelijk zijn dat het de geest verbijstert?

Hier neemt MailOnline een kijkje.

1. Ze zijn omgeven door een ‘ring van vuur’.

In 2019 maakten astronomen de eerste foto van een zwart gat in een ver sterrenstelsel.

Door wetenschappers beschreven als een “monster”, is het drie miljoen keer zo groot als de aarde.

De afbeelding toont een zeer heldere “ring van vuur”, zoals de onderzoekers het beschrijven, die een perfect cirkelvormig donker gat omringt.

“Het is alsof je door de poorten van de hel kijkt”, zegt Heino Falk van de Radboud Universiteit in Nijmegen.

Wanneer zwarte gaten verdwaalde materie te dichtbij consumeren, comprimeren ze het tot een superhete schijf van gloeiend gas.

Op de afbeelding van het superzware zwarte gat in het hart van het nabije sterrenstelsel Messier 87 (M87) lijkt het onderste deel van de ring helder omdat daar gassen naar de aarde razen.

Het zwarte gat buigt ook licht eromheen, waardoor de cirkelvormige schaduw ontstaat.

2. Ze hebben “haar”

In 2015 suggereerde wijlen natuurkundige professor Stephen Hawking dat zwarte gaten niet de “eeuwige gevangenissen” waren die velen dachten dat ze waren, eraan toevoegend dat het mogelijk was dat de gegevens van een klif gleden.

Een jaar later breidde hij de theorie uit door te zeggen dat het antwoord lag in de nul-energiedeeltjes of ‘fijne haartjes’ aan de horizon van het zwarte gat.

Hij stelt voor dat de deeltjes aan de waarnemingshorizon, de grens van het zwarte gat, zouden bestaan ​​uit fotonen en gravitonen, subatomaire pakketten van licht en zwaartekrachtenergie.

Deze kwantumdeeltjes met zeer lage of zelfs nulenergie die aan de rand van het zwarte gat zijn afgezet, kunnen informatie vastleggen en opslaan die is ontdaan van de deeltjes die in het zwarte gat vallen.

Dit betekent in feite dat hoewel deeltjes die in een zwart gat vallen, kunnen verdwijnen, hun informatie nog steeds op de rand van vergetelheid blijft hangen in dit “fijne haar” van kwantumdeeltjes.

De theoretisch natuurkundige vergeleek de terugkeer van informatie met een brandende encyclopedie, waar de informatie technisch gezien niet verloren zou gaan, maar uiterst moeilijk te ontcijferen zou zijn.

De hypothese is niet bewezen, maar het zou kunnen helpen bij het oplossen van een al lang bestaande paradox over wat er gebeurt met gas en stof dat in een zwart gat is gevallen.

3. Het stoot gasfonteinen uit

De sterke zwaartekracht van een zwart gat betekent dat niets kan ontsnappen als het te dicht bij de rand van het gat komt.

Maar veel van deze mysterieuze objecten zijn eigenlijk omringd door opeenhopingen van gas en stof die zwarte gaten omringen als water dat door een afvoer stroomt.

Volgens een studie uit 2018 is deze accumulatie van materiaal een proces in drie stappen.

Ten eerste vormt het koude gas een schijf nabij het rotatievlak, die opwarmt totdat de deeltjes uiteenvallen.

Sommige van deze deeltjes worden boven en onder de schijf uitgeworpen en vallen dan terug om een ​​fonteinachtige structuur te vormen.

Alternatieve waarnemingen suggereren ook dat deze beweging boogvormige ringen produceert die de binnenschachten van de materie omringen, die recht de lucht in schieten en heel erg op fonteinen lijken.

4. Ze zijn de bron van donkere energie

Vorige maand deden wetenschappers van Imperial College London een opwindende aankondiging over zwarte gaten.

Ze hebben op dramatische wijze onthuld dat het spul mogelijk de bron is van een onbekende energie die bekend staat als donkere energie.

In wezen voorspelde de oerknaltheorie van de schepping van ons universum oorspronkelijk dat de uitdijing ervan zou vertragen – of zelfs zou beginnen samen te trekken – als gevolg van de aantrekkingskracht van de zwaartekracht.

Maar in 1998 ontdekten astronomen tot hun verrassing dat het heelal niet alleen uitdijde, maar ook versnelde.

Om deze ontdekking te verklaren, is gesuggereerd dat “donkere energie” verantwoordelijk is voor het wegduwen van dingen met een kracht die groter is dan de zwaartekracht.

Dit had te maken met een door Einstein voorgesteld maar later verworpen concept – een ‘kosmologische constante’ die de zwaartekracht tegenwerkt en voorkomt dat het universum instort.

Zwarte gaten vormden echter een probleem – het is moeilijk om hun intense zwaartekracht tegen te gaan, vooral in hun centra, waar alles lijkt in te storten tot een fenomeen dat een “singulariteit” wordt genoemd.

Om dieper op het probleem in te gaan, heeft A.J Een team van 17 onderzoekers uit negen landen heeft de negen miljard jaar evolutie van zwarte gaten bestudeerd.

Ze observeerden oude, slapende sterrenstelsels en ontdekten dat zwarte gaten massa krijgen op een manier die consistent is met vacuümenergie of donkere energie.

De grootte van het heelal op verschillende tijdstippen is inderdaad nauw evenredig met de massa van de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels.

Met andere woorden, de hoeveelheid donkere energie in het universum kan worden berekend door de energie van het vacuüm van het zwarte gat – wat betekent dat zwarte gaten de bron van donkere energie zijn.

5. Het kunnen ‘achterdeurtjes’ zijn naar andere delen van het universum

Diep in een zwart gat bevindt zich een gravitatie-singulariteit, waar ruimte-tijd naar oneindigheid buigt en alle materie die er doorheen gaat kan overleven.

Of dat dacht hij altijd.

Onderzoekers suggereerden echter in een recent onderzoek dat er mogelijk een uitgang is via een wormgat in het midden van het zwarte gat, dat fungeert als een “achterdeur”.

Volgens deze theorie zal alles dat door een zwart gat reist “modderig” zijn, of tot het uiterste uitgerekt, maar zal het zijn normale grootte terugkrijgen wanneer het in een ander deel van het universum verschijnt.

Hoewel het onwaarschijnlijk is dat een mens het proces zou overleven, zeggen onderzoekers dat materie in een zwart gat niet voor altijd verloren zal gaan, zoals eerder werd gedacht, en in plaats daarvan zal worden verdreven naar een ander deel van het universum.

De onderzoekers zeggen dat er geen “buitenaardse” energie nodig zou zijn om het wormgat te genereren, zoals de theorie van de zwaartekracht van Einstein suggereert.