Als je niet denkt dat zwarte gaten raar zijn, dan is hier wat nieuws voor je: in 2018 berekende een team van wiskundigen dat sommige zwarte gaten in een uitdijend universum zoals het onze de "resetknop" van hun geschiedenis zouden kunnen indrukken, waardoor ze effectief gewist worden. het verleden en de toekomst veranderen in een gigantisch vraagteken. Hoe het er precies uit zal zien vanuit het oogpunt van de waarnemer, weet nog niemand. Maar als dit waar blijkt te zijn, krijgen we misschien eindelijk een oplossing voor een van de grootste vragen van de moderne kosmologie.
Als we de wetten van de fysica volgen, dan zal de hele massa van de ingestorte ster worden samengeperst tot een oneindig klein punt genaamd singulariteit. Dit is een beetje zoals zeggen dat er ruimtevolumes zijn die geheimen bevatten voor de rest van het universum, plaatsen waar de natuurkunde zelf uit elkaar valt. Om deze kloof tussen het op regels gebaseerde universum zoals wij dat kennen en deze zwarte gaten te overbruggen, gebruiken natuurkundigen iets dat ze noemen ruimte censuur.
Deze censuur bestaat uit twee soorten.
Een daarvan suggereert dat er een barrière is in zwarte gaten - dieper dan de gebeurtenishorizon waarvan velen hebben gehoord - waarboven de natuurkunde effectief opheft en niets kan worden voorspeld. Deze barrière sluit deze problematische singulariteiten handig af van de rest van ruimte en tijd, waardoor wordt voorkomen dat hun wetteloosheid een urgent probleem wordt.
Ondertussen houdt een sterkere versie van kosmische censuur heilig het idee in stand dat fysieke wetteloosheid niet bestaat. Het is dus noodzakelijk om deze barrière te laten verdwijnen en de natuurkunde in een of andere vorm gelukkig te laten doorgaan. Peter Hintz, een wiskundige aan de University of California in Berkeley, twijfelt aan de tweede versie. Hinz en zijn team bestudeerden hypothetische niet-roterende geladen objecten genaamd Reissner-Nordström de Sitter zwarte gaten. Theoretisch zouden zulke zwarte gaten een zogenaamde barrière moeten hebben de Cauchy-horizon. Voorbij de horizon van Cauchy, in dit verwrongen landschap, is er geen oorzaak en gevolg en vervagen tijd en ruimte vloeiend tot een oneindig moment.
Voorstanders van sterke kosmische censuurmodellen beweren dat deze horizonten vernietigd zullen worden door de singulariteit bij de geringste afwijking in de zwaartekracht van de instortende ster. Dit zou Cauchy-horizonten moeten uitsluiten ten gunste van sterke kosmische censureringsmodellen. Een studie uit 2018 laat zien hoe de twee fenomenen technisch naast elkaar kunnen blijven bestaan, zelfs onder dergelijke verstoringen, maar alleen als het universum rond het zwarte gat uitdijt met een versnelling zoals de onze.
De grondgedachte voor deze conclusie is vrij ingewikkeld, maar hier is de korte versie.
Vanwege hun lading hebben zwarte gaten van Reissner-Nordström de Sitter al een kleine interne stuwkracht die de verschrikkelijke aantrekkingskracht van de zwaartekracht weerstaat, waardoor de tijd- en ruimtevervormende effecten subtiel worden tegengegaan. Ondertussen stelt een uitdijend universum zoals het onze temporele en energetische grenzen aan de buiging van de fysica rond de singulariteit. De combinatie van deze twee effecten zou enige bescherming bieden voor de Cauchy-horizon, waardoor we zowel een fysiek verwoestende singulariteit als een oneindig moment voorbij de lijn van no return zouden krijgen. In deze vreemde zone worden objecten losgekoppeld van hun verleden en hebben ze geen definitieve toekomst. Als je deze zone oversteekt, zou je nooit meer terug kunnen komen, maar je zou ook niet aan stukken worden geblazen.
Als je niet weet hoe het is, wees gerust - onderzoekers weten het ook niet zeker.
Natuurkundige en teamlid Joan Costa van de Universiteit van Lisboa in Portugal legde dit uit met een bekend thema. "Als we aan de kat van Schrödinger denken, weten we dat we de waarschijnlijkheid kunnen toekennen dat de kat tegelijkertijd leeft en dood is", vertelt Cardoso aan Esun Cartledge. "Maar als de kat binnen de Cauchy-horizon zou vallen, zouden we deze kansen niet eens kunnen berekenen." Dit maakt de vreemdheid van een zwart gat nog vreemder dan de waanzin van de kwantummechanica. En dit is al iets.
Aangezien zwarte gaten van Reissner-Nordström de Sitter blijkbaar niet eens bestaan, is de oefening filosofisch, waardoor de hypothese onbruikbaar wordt. De wiskunde werkt nog steeds voor typische neutraal geladen zwarte gaten, en is zelfs te zien in zwaartekrachtgolven van botsende zwarte gaten. In dit geval krijgen we eindelijk een eerste blik op die delen van het universum waar de geheimen voor altijd zijn opgesloten.
Lees ook:
- Er is een mysterieus "zwart gat" ontdekt op Google-satellietkaarten
- Er is een zwart gat met een gekromde accretieschijf ontdekt