Wat Als Een Zwart Gat In De Buurt Van Ons Zonnestelsel Wordt Gevormd?

{h1}

Wat als een zwart gat in de buurt van ons zonnestelsel wordt gevormd? Wat zou er gebeuren? Lees over de mogelijkheid om in een zwart gat te worden gezogen.

Het is weken geleden sinds de weirdness in de nachtelijke hemel begon en, net als iedereen, ben je vastgeklonken aan het nieuws. Vanavond wordt de toespraak van de president besproken, gevolgd door meer analyse door astrofysici, geologen en klimatologen. Als een slechte grap spreken ze in termen van 'goed nieuws' en 'slecht nieuws'.

Het goede nieuws is dat we niet allemaal dood zijn en dat de planeet niet vernietigd wordt, wegwaait in de ruimte of de zwaartekracht afvoer in de zon naar beneden doet kronkelen.

Het slechte nieuws is dat we op zoek zijn naar "behoorlijk interessante klimaatverschuivingen". Het blijkt dat een bijna-ongeluk overleven met een zwart gat een beetje lijkt op het ontsnappen van de Titanic - alleen om te bevriezen tot de dood in de Noord-Atlantische Oceaan.

Zwarte gaten behoren tot de meest angstaanjagende verschijnselen in het universum. Hun gigantische zwaartekracht vervormt ruimte en tijd - en ons begrip van hen - bijna tot het breekpunt. Nog groter opkijkend zijn de supermassieve zwarte gaten die slippen in galactische kernen, de opslagplaatsen van miljoenen tot miljarden aan materie [bron: Lemonick].

Welke chaos zou een van deze zwarte beesten kunnen brengen als het zich in de buurt van ons zonnestelsel zou vormen of zou doorstaan?

Zoals met de meeste hypothetische vragen, zit de duivel in de details. Hoe dichtbij zou het zwarte gat naderen als het voorbij zou zwaaien? Waar komt het vandaan? Hoe groot zou het zijn?

Ten eerste zal onze zon nooit een zwart gat worden; het zou 10-15 keer zoveel massa nodig hebben om het soort gravitationele ineenstorting te ondergaan dat nodig is [bron: GSFC]. Noch zullen sterren in onze galactische buurt de grote crisis ondergaan: de meeste nabijgelegen twinklers zijn rode dwergen - machtige mijten die zo gewoon zijn als Starbucks in Seattle - en pakken slechts een fractie (8-60 procent) van onze zonmassa in [bronnen: Encyclopaedia Britannica, Filippenko].

Dat laat twee mogelijkheden: ofwel vormt zich een zwart gat spontaan in onze nabijheid, of komen er een schurk voorbij in de buurt. Ondanks de protesten van de commentatoren van Large Hadron Collider, kunnen we de eerste mogelijkheid negeren (we zullen later uitleggen waarom).

Wat de tweede mogelijkheid betreft, bevestigden astronomen en astrofysici het bestaan ​​van rondzwervende zwarte gaten in 2000, maar de kans dat iemand ons treft, is ruwweg nul [bronnen: 20/20; Unruh]. Zoals romanschrijver Douglas Adams het ooit zei: "De ruimte is groot, je zult gewoon niet geloven hoe enorm, enorm, verbijsterend groot het is. Ik bedoel, je denkt misschien dat het een lange weg is naar de apotheek, maar dat is alleen maar pinda's om ruimte te maken. '

Dat gezegd hebbende, de mogelijkheid is veel te interessant om niet te onderzoeken.

Black Hole-effecten op ruimte en tijd

Van een afstand gedraagt ​​een zwart gat zich als een massief, zwaartekracht object: totdat het bovenop je staat, volgt het de klassieke mechanica en Newton's wet van universele zwaartekracht, wat ons vertelt dat de aantrekkingskracht tussen twee objecten evenredig is met hun massa en wegvalt snel met afstand. Met andere woorden, er is geen zwaartekrachtverschil tussen R136a1, een blauwe dwergster met een vermogen van 265 zonnen en een zwart gat met 265 zonnemassa [bron: Fazekas].

Benader dicht genoeg voor een zwart gat om je in zijn zwaartekrachtslaper te wikkelen, en je worstelt met een andere reeks regels: Einstein's algemene relativiteitstheorie, die zwarte gaten voorspelde, zegt dat zwaartekracht ook ruimte en tijd vervormt, en die extreme zwaartekracht doet het, zoals Vanilla Ice, tot het uiterste.

Als je een zwart gat van een ruimteschip wilde bestuderen, zou je merken dat hoe dichter je bij de monsterlijke massa kwam, hoe meer je motoren eruit moesten schoppen om een ​​cirkelvormige baan te behouden. In eerste instantie zou het afvuren van de occasionele raketsalvo's voldoende zijn om je te stabiliseren; dichterbij en je zou enorme energie moeten spenderen om een ​​onregelmatige baan te behouden. Dichter nog, en non-stop raketbranden zou alles zijn dat tussen jou en vernietiging stond.

Zodra je brandstof op was (of bezweek aan ruimtewaanzin en de motoren uitschakelde), zou je in de zwarte gaten spoelen gebeurtenis horizon, een grens waarboven niets, zelfs geen licht, kan ontsnappen. Vanaf daar zou je een date hebben met het lot: niets wat je zou kunnen doen zou je onverbiddelijke reis naar de eigenaardigheid, een kern van oneindig vervormde ruimte-tijd waar de fysica zoals wij die kennen zich in een bal opkrult en jankt.

Gedurende je hele benadering zou de tijd zijn vertraagd - veel. Vanuit jouw oogpunt zou er niets zijn veranderd, maar voor een vriend die van ver weg kijkt, zou de tijd om je heen minder stromen als ingevette bliksem en meer als een sap op een koude ochtend in februari. Net buiten de gebeurtenishorizon lijkt u te stoppen. Omdat licht niet aan de gebeurtenishorizon kan ontsnappen, zou dat de laatste zijn die je vriend van je zou zien.

Gravitationele time-warps komen universeel voor maar zijn meestal te zwak om opgemerkt te worden. Op aarde zou je bijvoorbeeld elk jaar een miljardste van een seconde minder op zeeniveau ouder worden dan je zou doen bovenop Mount Everest [bron: Harvard-Smithsonian].

In een zwart gat verdraait de tijd nog meer. Sterker nog, wanneer we zeggen dat je niet kunt voorkomen dat je in de singulariteit valt, is dat niet alleen vanwege de intense zwaartekracht of ruimteverstuiving. Integendeel, de tijd in een zwart gat vervormt zodanig dat de singulariteit letterlijk in je toekomst ligt. Proberen te voorkomen dat de singulariteit wordt bereikt, zou hetzelfde zijn als proberen de tijd te stoppen.

Lees verder om te zien wat er zou gebeuren als ons zonnestelsel toevallig op zo'n stroom van kracht zou komen.

Tripping the Light Fantastisch

Zwaartekracht voorkomt dat licht uit een zwart gat ontsnapt in de zin van Einstein, niet de Newtonian: de kracht kan niet "trekken" op licht, omdat licht geen massa heeft. Integendeel, de zwaartekracht verrekt ruimte-tijd terug op zichzelf in die mate dat licht lijkt op een hamster in een wiel, rennen voor alles wat het waard is, maar nergens heen geraken [bron: Royal Greenwich Observatory].

Stel je een zwart gat voor als een waterval van ruimte, waar de ruimte net zo snel voorbij fotonen stroomt als ze er doorheen "zwemmen" - dat wil zeggen, met lichtsnelheid [bron: Hamilton].

The Day of Doom

Stel dat een ver zwart gat is afgesloten in een binaire omhelzing met een ster die supernova gaat. Plotseling bevrijd schiet de zwaartekrachtreus onze weg op met tientallen tot honderden kilometers per seconde. Hoe zouden we dat weten?

Het korte antwoord is dat we dat niet zouden doen - althans, niet totdat er iets mee te maken had - omdat de massieve zwaartekracht van een zwart gat zelfs aan licht ontsnapt. Dus in plaats van te proberen een peperkorrel op een zwart tapijt te vinden, laten we eens kijken naar een paar manieren waarop we indirect een zwart gat kunnen identificeren.

Ten eerste zendt materie die door een zwart gat is afgescheurd straling uit wanneer het in zijn aanslagschijf wervelt, waardoor het gebied eromheen "schittert" als een veerboa onder klisjes.

Ten tweede kan de vervorming van het omringende gebied door het zwarte gat, als het door aardbewoners wordt gezien, het ook detecteerbaar maken. Deze gravitatielensvorming, voorspeld door Einstein's algemene relativiteitstheorie, is waargenomen door astronomen in de buurt van massieve objecten zoals sterrenstelsels, zwarte gaten en onze zon [bronnen: STSI; University of Illinois].

Zelfs onder ideale omstandigheden zou het echter moeilijker zijn om een ​​zwart gat op deze manier te vinden dan een vlooienvlek op een gespikkelde hond te vinden - met een verrekijker. En een ooglapje. Om zwaartekrachtlens zichtbaar te maken vanaf de aarde, moet het zwarte gat tussen ons en een ster passeren; voor ons om het te zien, moet het de ster transversaal zijn, zodat astronomen een normaal zicht hebben om het te vergelijken. Zelfs als dit zou gebeuren, wat onwaarschijnlijk is, zou de grootte van zowel het zwarte gat als het lenseffect zo minuscuul zijn dat we het geluk zouden hebben om het te zien, zelfs als we ernaar op zoek waren [bron: Unruh].

Ten slotte kan een zwart gat zich kenbaar maken door zwaartekracht in wisselwerking te treden met hemellichamen zoals planeten, sterren, asteroïden of kometen, wat ons tot een belangrijke vraag brengt: hoe dichtbij komt ons hypothetische zwarte gat langs ons zonnestelsel?

Het is duidelijk dat hoe dichter het passeert, hoe slechter de schade is. Een bijna-ongeluk kan de planetaire en maanbanen ernstig verstoren, zoals een mus die in een spiraalvormig spinnenweb slaat en de gebogen banen in een wirwar van interacties sleept.

Vanuit ons perspectief op aarde zouden de getijden veranderen en zou de lucht veranderen. Als de zwaartekracht van het zwarte gat onze baan verder van de zon of dichter naar binnen schoof, of het meer elliptisch maakte, zouden we verschuivingen ondergaan in de wereldwijde temperaturen en seizoenen, of mogelijk erger. In het ergste geval (in plaats van een amuses met een zwart gat te worden), zou de Aarde in de zon kunnen worden gegooid of op een ontsnappingsbaan de ruimte in worden geslingerd, gedoemd te bevriezen en te sterven.

Zoals de bekende astrofysicus Neil deGrasse Tyson ooit het nieuwsprogramma "20/20" vertelde met een typisch understatement: "Het zou een slechte dag voor het zonnestelsel zijn als we door een zwart gat werden bezocht."

Met dat in gedachten, laten we stoppen met dansen rond de horizon van het evenement en er meteen in duiken.

Hawking-straling

Overal, de hele tijd, paren van positieve en negatieve "virtuele deeltjes" duiken kort in het bestaan, dan recombineren en vernietigen ze elkaar. Wat gebeurt er met dergelijke deeltjesparen bij de gebeurtenissenhorizon van een zwart gat? Volgens de theorie van fysicus Stephen Hawking zouden de negatief geladen deeltjes worden opgevangen door het zwarte gat, terwijl de positief geladen deeltjes zouden ontsnappen. Deze Hawking-straling zou, als hij niet te zwak was om te detecteren, een andere manier zijn om zwarte gaten in de ruimte te herkennen [bron: Economist].

Eerste contact: het goede nieuws en het slechte

Bruce, je bent misschien een diehard, maar zelfs jij kunt ons niet redden van dit Armageddon-scenario.

Bruce, je bent misschien een diehard, maar zelfs jij kunt ons niet redden van dit Armageddon-scenario.

Gedoemd - er is geen ander woord voor. De wetenschappers hebben de cijfers gekraakt en we zijn in het zwarte gat. Zelfs Bruce Willis en een moedige bemanning van nuke-toting oilers kunnen ons nu niet redden.

De sleep van de zwaartekracht van het zwarte gat op Neptunus levert onze eerste solide aanwijzing dat er iets verschrikkelijks aan de hand is. Astronomen kennen de baan van Neptunus zo goed dat ze een afwijking daarvan zo klein als 1 kunnen detecteren boog tweede (een eenheid van hoekmaat). Een typisch zwart gat met 10 zonnemassa dat beweegt met een karakteristieke snelheid van 300 kilometer per seconde (671,081 mph, of ongeveer een duizendste van de lichtsnelheid) zou zoveel ruzie veroorzaken terwijl het nog een tiende van een lichtjaar uit is [ bron: Hamilton].

Dit is ons laatste beetje goed nieuws: een zwart gat van zo'n omvang dat met zo'n clip beweegt, zou ons ongeveer 100 jaar van waarschuwing geven om onze actie samen te stellen. Een langzamer bewegend zwart gat kan ons 10 keer zo lang geven. Hoe dan ook, het is tijd om die ruimtebak te bouwen, mensen [bron: Hamilton].

Terwijl het vlak bij Neptunus voorbijgaat, trekt de donkere torpedojager de gasreus in zijn baan. De planeet ziet er nu raar uit: als het zich van ons verwijdert, verschijnen zijn kleuren roodverschuiving - de golflengten van zijn straling, inclusief licht, strekken zich uit en verschuiven naar het rode uiteinde van het spectrum. Terwijl Neptunus achter het zwarte gat passeert, maakt gravitatielensing het lijken af ​​te vlakken en te verdraaien rond de duistere sfeer. Terwijl de planeet weer opduikt en op ons afstevent, zien de kleuren er uit blauwverschoven - zijn emissiegolflengten bundelen en verschuiven naar het blauwe uiteinde van het spectrum.

Roodverschuivingen en blauwverschuivingen zijn meestal het resultaat van een stellair object dat van ons af beweegt of naar ons toe, net zoals de Doppler-verschuiving van een sirene als een ambulance ons passeert; rond een zwart gat, ze zijn ook een gevolg van de manier waarop extreme zwaartekracht de tijd vervormt.

Al snel scheurt het zwarte gat de gasreus uit elkaar, waardoor de samenstellende gassen in een wervelende zwaartekrachtspiraal worden afgetrokken, de aanwasschijf, als gesponnen suiker in een suikerspinmachine. Vanuit ons perspectief lijkt het een eeuwigheid duren om de gebeurtenissenhorizon binnen te dringen. Ondertussen schetst het licht dat vrijkomt door de doodsstrijd van Neptunus het zwarte gat in negatief, zoals de corona van de zon tijdens een zonsverduistering.

Terwijl het zwarte gat op aarde sluit, kunnen we eindelijk het omringende sterrenveld zien buigen en strekken van het lensen, als iets in een funhouse-spiegel. Elke beschikbare telescoop draait zich om deze vervorming en de zwarte leegte in het midden te bekijken.

Als onze donkere torpedojager een supermassief zwart gat is, is het verhaal al voorbij; de gebeurtenis horizon doemt maar liefst vijf keer zo groot op als ons zonnestelsel [bron: Marder]. Maar wat is dat leuk? Laten we eens kijken hoe een van deze monsters er van binnen uitziet.

Het einde van de wereld, of door het kijkglas

Je klimt in je onverwoestbare pod, wetende dat het je slechts een korte tijd zal besparen, maar in de hoop minstens lang genoeg te overleven om het interieur van het zwarte gat te ervaren. Lanceerend in de ruimte, plot je een zachte, rottende baan naar binnen.

Gelukkig voor jou, maar jammer genoeg voor het zonnestelsel, dit is een superzwaar zwart gat. Ja, we veranderen de regels, maar alles zou veel te snel gebeuren als we dat niet deden. Dit is waarom:

In een klein zwart gat - zeg ongeveer 30 zonnemassa's - de getijdekrachten veroorzaakt door de steile intensivering van de zwaartekracht over de afstand zou u uit elkaar scheuren lang voordat u de horizon van het evenement bereikte. In feite zou de getijdekracht tussen je hoofd en je voeten bij de gebeurtenissenhorizon rond de 1 miljoen G's liggen (aardse zwaartekracht). Zelfs als je zou kunnen overleven, zou er geen tijd zijn om van je overwinning te genieten, want je zou de singulariteit 0,0001 seconden na het passeren van de gebeurtenishorizon tegenkomen [bron: Hamilton].

In een superzwaar zwart gat met de massa van 5 miljoen zonnen, zoals die in het centrum van onze melkweg, is de ervaring heel anders. Elk zwart gat dat oploopt tot meer dan 30.000 zonsmassa's, oefent bij de eigenlijke gebeurtenishorizon hoofd-tot-teen getijdekrachten van minder dan 1 G uit. Er is ook meer tijd voor sightseeing op weg naar je ondergang: bij een gebogen afdaling duurt het 16 seconden (en verandering) om de singulariteit te bereiken na het oversteken van de gebeurtenishorizon (deze "infall" -tijd is een functie van de zwarte gaten. massa, hoe meer massa, hoe langer het duurt) [bron: Hamilton].

Het vallen door de gebeurtenishorizon van een zwart gat lijkt een beetje op in slaap vallen of verliefd worden: het is moeilijk om vast te stellen wanneer het gebeurt, maar als dat eenmaal gebeurt, wordt je realiteitsgevoel aanzienlijk aangetast. In het geval van het zwarte gat kun je nog steeds het starfield zien (licht kan in een zwart gat komen, het kan gewoon niet weggaan), maar het uitzicht herinnert je aan de kransen van kleur in een zeepbel, en er is iets anders mis, ook: de gebogen ruimte-tijd verdraait en verdraait licht, verwarrend uw verrekijker zicht; het is alsof je door een caleidoscoop tuurt met je ogen gekruist [bron: Hamilton].

Getijdenkrachten strekken je vaartuig neerwaarts als taffy en verpletteren je van alle kanten naar binnen. Als je de singulariteit nadert, zie je een buitengewone aanblik: het buitenuniversum lijkt te comprimeren tot een heldere, dunne, blauw verschuivende band rond je middel, terwijl de uitzichten boven en onder schemerig en roodverschuivend zijn. Daarna komt wat er nog over is van je gesnipperde materie naar een punt van oneindige kromming, waar bekende ruimte en tijd eindigen.

De Large Hadron Collider

Kort nadat de Large Hadron Collider (LHC) online kwam, gonsde het nieuws en internet met de vrees dat een door de LHC voortgebracht zwart gat de aarde zou vernietigen. Daarom moet je die groene bananen hoe dan ook kopen: volgens Einstein kan de LHC geen microscopische zwarte gaten maken. Zelfs als het zou kunnen, zoals sommigen veronderstelden, zouden ze onmiddellijk desintegreren of, als ze dat niet zouden doen, door de Aarde de ruimte in gaan. Hoe weten we? Want als deze microscopische zwarte gaten bestaan, maken kosmische stralen ze al wanneer ze botsen met de aarde, dus als ze gevaarlijk waren, zouden ze ons al hebben vernietigd [bron: LHC].


Video Supplement: How big is Big.




Onderzoek


Elastic Man: Man Stelt Stretchiest Skin Record In
Elastic Man: Man Stelt Stretchiest Skin Record In

Cremated Remains Gaat Volgend Jaar Op Pad Naar De Hemel Op Spacex Rocket
Cremated Remains Gaat Volgend Jaar Op Pad Naar De Hemel Op Spacex Rocket

Science Nieuws


Feline Find: Hoe De Gestreepte Kat Zijn Strepen Kreeg
Feline Find: Hoe De Gestreepte Kat Zijn Strepen Kreeg

Antarctische Ijsplaatjes Smelten Meestal Van Onderaf
Antarctische Ijsplaatjes Smelten Meestal Van Onderaf

Oudste Fossiele Inkt Gevonden In Oude Inktvis Neef
Oudste Fossiele Inkt Gevonden In Oude Inktvis Neef

Vreemd Onthouden: Hoe Komen Golfballen In Hash Browns Terecht?
Vreemd Onthouden: Hoe Komen Golfballen In Hash Browns Terecht?

Orkaanseizoen Begint: Wat Te Verwachten
Orkaanseizoen Begint: Wat Te Verwachten


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com