een zwart gat is een eenrichtingsuitgang uit ons universum. het idee van een zwart gat – een object zo massief dat niets aan de greep van zijn zwaartekracht kon ontsnappen-dateert uit de jaren 1700. maar het moderne verhaal van zwarte gaten begint echt met Einsteins revolutionaire theorie van de zwaartekracht, voltooid in 1917. In de afgelopen eeuw hebben wetenschappers Einsteins zwaartekrachttheorie gebruikt om een beeld te ontwikkelen van hoe zwarte gaten eruit moeten zien. Hier zijn enkele van de verbazingwekkende eigenschappen van zwarte gaten die ze hebben voorspeld.

in principe kan elk object-zelfs een steen-tot een zwart gat worden gemaakt door het in een klein genoeg volume te persen. Onder deze omstandigheden blijft het object instorten onder zijn eigen gewicht en verplettert zich tot nul. Volgens Einsteins theorie blijven de massa en de zwaartekracht van het object echter achter, in de vorm van een extreme vervorming van de ruimte en tijd eromheen. Deze vervorming van ruimte en tijd is het zwarte gat.

in de natuur zijn de enige objecten die op zichzelf een zwart gat kunnen vormen grote sterren – sterren die meerdere malen zwaarder zijn dan onze eigen zon. Aan het einde van hun leven vallen deze sterren onder hun eigen gewicht en vormen ze een zwart gat. Hoewel de oorspronkelijke ster misschien miljoenen mijlen breed is, is het resulterende zwarte gat slechts een paar mijlen breed. Het gat zelf heeft de vorm van een strandbal – bolvormig.

het resulterende zwarte gat is het donkerste zwarte gat in het universum: hoe krachtig je er ook op schijnt, er komt nooit licht terug omdat het door het gat wordt opgeslokt. Een zwart gat is een echt ” gat “in de ruimte: alles wat de rand van het gat kruist – de” horizon ” van het gat genoemd – wordt voor altijd opgeslokt. Om deze reden worden zwarte gaten beschouwd als een rand van de ruimte, een eenrichtingsuitgang uit ons universum; niets in een zwart gat kan ooit nog met ons universum communiceren, zelfs niet in principe.

echter zwarte gaten zijn nog vreemder dan dat. Als je dichter bij een zwart gat komt, vertraagt de tijdstroom, vergeleken met de tijdstroom ver van het gat. (Volgens Einsteins theorie produceert elk massief lichaam, inclusief de aarde, dit effect. De zwaartekracht van de aarde is zo zwak dat de vertraging van de tijd niet merkbaar is, maar het effect is bevestigd met behulp van gevoelige instrumenten. Bijvoorbeeld, op zeeniveau leeftijd je een miljardste van een seconde minder per jaar dan je zou leven op de top van Mt. Everest. In de buurt van een zwart gat is de vertraging van de tijd extreem. Vanuit het gezichtspunt van een waarnemer buiten het zwarte gat, stopt de tijd. Een voorwerp dat in het gat valt, lijkt bijvoorbeeld bevroren in de tijd aan de rand van het gat.

binnenin een zwart gat ligt het echte mysterie. Volgens Einsteins theorie wisselen tijd en ruimte in zekere zin van plaats in het gat. In het zwarte gat trekt de stroom van de tijd zelf vallende voorwerpen naar het midden van het zwarte gat. Geen enkele kracht in het universum kan deze val stoppen, net zo min als wij de stroom van de tijd kunnen stoppen.

in het midden van het zwarte gat is waar ons begrip afbreekt. Einstein ‘ s theorie van de zwaartekracht lijkt te voorspellen dat de tijd zelf wordt vernietigd in het midden van het gat: de tijd komt tot een abrupt einde daar. Om deze reden wordt een zwart gat soms beschreven als het “omgekeerde van de schepping.”Maar niemand weet hoe of waarom de tijd tot een abrupt einde kon komen, net zo min als we weten hoe de tijd in de eerste plaats is gecreëerd. Einsteins theorie van de zwaartekracht is niet langer van toepassing op deze kleinste schalen van afstand, en nieuwe wetten van de natuur moeten worden gevonden die beschrijven wat er gebeurt in het centrum van een zwart gat.

leidt de binnenkant van een zwart gat naar een ander universum, zoals sommige wetenschappers beweren? De waarheid is, dat niemand het echt weet. We kunnen geen rechtstreeks experiment doen om daar achter te komen, zelfs niet in principe, omdat geen informatie of bewijs ooit uit een zwart gat kan komen. Daarom is het zo belangrijk om zwarte gaten van buitenaf te vinden en te bestuderen, en tegelijkertijd theorieën te ontwikkelen die met meer vertrouwen kunnen voorspellen wat er aan de binnenkant van het zwarte gat kan gebeuren.

het is één ding om te voorspellen hoe zwarte gaten eruit zouden moeten zien. Het is iets heel anders om op hen te jagen in de natuur. Bestaan zwarte gaten echt? Zo ja, hoe zijn ze? Onderzoek het bewijs voor zwarte gaten in de volgende sectie >