Als je je in de ongelukkige situatie bevindt dat je in een zwart gat ronddraait, sta je misschien voor een nogal duizelingwekkende en onvoorspelbare rit. Als de vorm van het zwarte gat verandert, verandert ook het zwaartekrachtprofiel.
Als je niet in een baan om een bolvormig zwart gat, je kunt niet langer een saaie, voorspelbare baan verwachten; je baan wordt wild en chaotisch, schijnbaar willekeurig. Het lijkt er echter op dat er een onderliggende constante is in de chaos, en bovendien lijkt deze constante ook te zijn waargenomen in een meer voetgangerssysteem: een drieledige Newtoniaans systeem. Dus wat is de link? Natuurkundigen weten het niet helemaal zeker…
Wanneer een massieve ster zijn brandstof uitput, kan hij in zichzelf instorten om een zwart gat te creëren (na een opwindende supernova-actie). Het impulsmoment van de oorspronkelijke ster zal naar verwachting behouden blijven, waardoor een snel draaiend zwart gat ontstaat. Als het zwarte gat 'geen haar heeft' (d.w.z. het heeft geen elektrische lading), hangt het zwaartekrachtveld alleen af van de massa en spin. Als er vervorming is als gevolg van de spin, verandert het zwaartekrachtveld, waardoor elk ronddraaiend lichaam (zoals een neutronenster) op een gekke achtbaanrit wordt gestuurd.
In een nieuw artikel van Clifford Will van de Washington University in St. Louis beschrijft de opgewonden natuurkundige het scenario. 'De banen worden wild - ze draaien en draaien, ze zijn ongelooflijk complex. Het is fantastisch', Zegt Will.
Maar natuurkundige Brandon Carter ontdekte in 1968 een wiskundige constante, waaruit bleek dat deze ogenschijnlijk chaotische banen voorspelbaar zijn, en dat het zelfs van toepassing is op banen rond extreem kromgetrokken ruimtetijd. 'Zwarte gaten hebben deze extra constante die de regelmaat van de banen herstelt, ”Zegt Saul Teukolsky van Cornell University. 'Het is een mysterie. Elke andere situatie waarin we deze extra constanten hebben, we hebben symmetrie. Maar er is geen symmetrie voor een zwart gat in een baan - daarom wordt het als een wonder beschouwd.”
Heel eenvoudig, natuurkundigen hebben geen idee waarom de Carter-constante zou kunnen voortkomen uit de algemene relativiteitsbeschrijving van een draaiend zwart gat. Om het probleem nog ingewikkelder te maken, voerde Will een klassieke (Newtoniaanse) 2-lichaamssimulatie uit met een derde lichaam in een baan om de aarde. Opnieuw verscheen dezelfde constante. Het lijkt erop dat er iets speciaals is aan de voorspelbaarheid van een baan rond deze configuratie met zwarte gaten.
Teukolsky, die voor zijn Ph.D. aan soortgelijke problemen werkte. in 1970 blijft verbijsterd door deze resultaten. Will blijft het probleem echter onderzoeken door een term op te nemen voor het slepen van frames met een zwart gat. In deze situatie zal het ronddraaiende zwarte gat de ruimtetijd eromheen slepen, waarbij de ruimte in de ruimtetijd wordt 'gerimpeld' (of gerimpeld) met de draairichting. In dit geval verdwijnt de constante van Carter en keert alleen terug wanneer termen van hogere orde aan de vergelijkingen worden toegevoegd.
Dit betekent allemaal twee dingen. Ofwel is het gewoon een artefact in de wiskunde, een nieuwsgierigheid die uiteindelijk uit de vergelijkingen zal worden geworteld. Er is echter een verleidelijke mogelijkheid dat we een kenmerk van exotische roterende zwarte gaten zien, waarbij de configuratie van het omringende weefsel van de ruimtetijd een voorspelbare baan kan laten ontstaan uit de schijnbare chaos ...
Bron: Science News
Hier is een artikel over zwarte lichaamsstraling.
