Natuur, balans en harmonie

Lode Stevens

Een vrij grote massa, laat ons aannemen een ster, is een relatief onstabiel evenwicht van krachten. Het gravitatieveld van deze massa trekt haar materie naar binnen. Deze kracht wordt echter in evenwicht gehouden door de geproduceerde warmte en radioactiviteit, die de materie weer naar buiten drijven. Wanneer deze nucleaire oven uitgeput raakt door een tekort aan brandstof, dan blijft de gravitatiekracht alleen over. Deze brengt de balans uit evenwicht en de materie stort in elkaar met een onvoorstelbare kracht. Dit scenario is vroeg of laat bestemd voor ieder ster.

 
Wat er verder gebeurt hangt direct samen met haar omvang. Wanneer het een kleine ster betreft zoals onze zon met een betrekkelijk zwak gravitatieveld, zal ze inkrimpen tot een "Witte Dwerg" met een diameter van circa 10000 kilometer. Indien echter haar massa één- tot viermaal groter is dan onze zon zal ze verder kunnen inkrimpen waardoor de omringende elektronen rond de atomen in de nucleonen worden gedrukt. Tijdens zulk proces ontstaat een neutronenster.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Tot nu toe hebben wij erg energierijke objecten besproken, objecten die een enorm krachtige radioactiviteit uitstralen, maar voor het vormen van een Zwart Gat is nog meer nodig. Wij gaan dus nog een stadium verder. Op zijn minst 1 % van de gekende sterren hebben een massa die tienmaal deze van onze zon overtreft. Er bestaan zelfs nog grotere. Wanneer deze ineenstorten bestaat er geen mogelijkheid om deze immense gravitatiekrachten te stoppen. Zij blijven krimpen totdat ze een "Zwart Gat " vormen. 
Deze afwijkingen in de ruimte, die zo een krachtige gravitatiefocus vormen dat niets, zelfs geen licht, eruit kan ontsnappen, vormen een degelijk bewijs dat licht een duidelijk deeltjeskarakter heeft.

 
Deze superzware sterren drukken hun massa samen tot een punt, tot een onvoorstelbaar zwaar stukje materie. Alles verdwijnt in het Zwarte Gat en komt nooit meer uit tevoorschijn. Omdat licht eveneens verdwijnt zijn deze objecten onzichtbaar. 
Alle veronderstellingen in verband met het Zwarte Gat zijn gebaseerd op twee denkwijzen. Als eerste mogelijkheid is het Zwarte Gat omringd door een bewogen horizon, en dit is het enige wat wij kunnen vaststellen. Op de grens van onzichtbaarheid zal de lichtsnelheid dalenen zal de tijd stoppen.

 
De tweede mogelijkheid voor dit verschijnsel is dat achter deze bewogen horizon de fysische wetten in elkaar storten in een toestand van vreemdheid. Wat wij met vreemdheid bedoelen weet niemand. Het is alleen buiten deze bewogen horizon dat de normale fysische wetten geldig zijn en dat het Zwarte Gat materie aantrekt van aangrenzende sterren, en rond zich ringen van materie vormt. Wij kunnen hiervan afleiden dat dit samensmeltingproces zeker een sterke röntgenstraling zal produceren. 
Hedendaagse astronomen zijn zeker van het bestaan van Zwarte Gaten, zij gebruiken bovengenoemde detectiesystemen als richtsnoer en denken er enkele gevonden te hebben.

 

 

De meeste sterren komen voor in paarvorm en houden elkaars omloopbaan in evenwicht. Men neemt eveneens aan dat ook onze zon een begeleider heeft, waarnaar men op dit ogenblik aan het zoeken is. De ster Cygnus X-I heeft een omloopbaan die erop wijst dat zij een begeleidster heeft, maar deze is onzichtbaar, en gezien de karakteristieken is men bijna zeker dat het hier om een Zwart Gat gaat. Het lijkt erop dat de zwarte ster gassen aantrekt van haar buur en tevens een krachtige röntgenbron is, met zulke snelle variaties dat ze erg compact van vorm moet zijn.

 
Een ander mogelijk teken van een Zwart Gat is de manier waarop zijn zwaartekracht licht invangt dat van langs achter komt en zo een dubbelbeeld schept, maar dit teken werd tot heden nog niet gerapporteerd. 

 
Wanneer een Zwarte Gaten alleen maar gevormd kunnen worden door ineenstortende sterren, dan moeten hun aantallen veelvuldig zijn. Er is nog een andere mogelijkheid hoe een Zwarte Gat kan ontstaan, maar het moet dan wel uiterst klein zijn. 

 
Tijdens het turbulente ontstaan van het universum is het mogelijk dat de ruimte hier en daar verdichtingen had, krachtig genoeg om gravitatieineenstortingen te bewerkstelligen. Dit zou het vroegste 10-43 seconde na de start van het universum zijn ontstaan, als wij de Big Bang theorie aannemen. Wat daarvoor gebeurde kan mogelijk uitgelegd worden in termen van de quantum mechanica. Een Zwart Gat dat in de bovenvermelde tijd ontstond zou erg klein in omvang zijn geweest met een mogelijke straal van 10-35 meter. Men moet zich dan indenken dat dit Zwarte Gat zeer snel is aangegroeid en de omringende materie heeft opgeslokt.

 
Het is nu algemeen aanvaard dat zulk fenomeen in combinatie met materie-antimaterie vrij stabiel kan zijn. Stabiel betekent dus hier een evenwichtstoestand in beide richtingen. Het zou kunnen dat zulke systemen overleefd hebben tot heden. Indien dit zo is dan zijn ze erg zeldzaam, gemiddeld zou men dan met geluk enkele jaren nodig hebben om er één te vinden. Als zij bestaan zullen ze spectaculaire antwoorden geven op vele vragen.

 
De samenstelling van een Zwart Gat kan ons alles vertellen over de fundamentele deeltjes waaruit de materie bestaat. Een mogelijke stap dichter bij Einstein’s droom van het eenmakend veld.

 

Als we de Aarde steeds zouden laten inkrimpen, met behoud van massa, dan is het logisch dat de ontsnappingssnelheid, nu 11 km/s, zal toenemen. Op een gegeven ogenblik is de Aarde zo’n klein bolletje geworden, dat er een ontsnappingssnelheid vereist is van meer dan 300 000 km/s (de lichtsnelheid) en dit is onmogelijk. We hebben een zwart gat. Dan moet de Aarde wel inkrimpen tot de zogenaamde Schwarzschildstraal:

 

Rs = 2GM/c2

 

Waarin c de lichtsnelheid en G de gravitatieconstante is (6,668·10-11 N·m2/kg2).

 

Voor de Aarde is Rs = 0,004 m ; voor de zon 2,96 km ; voor een massa van een miljoen zonnemassa’s (bijvoorbeeld de kern van een melkwegstelsel) wordt dit 10 lichtseconden. Zwarte gaten treft men aan in de kernen van melkwegstelsels (de zeer zware) en in bepaalde röntgenbronnen zoals bijvoorbeeld Cyg X-1.

Het zwarte gat