Omdat zwarte gaten de krachtigste zwaartekrachtplekken in het hele universum zijn, kunnen ze het licht dan zo vervormen dat het daadwerkelijk in een baan om de aarde gaat? En hoe zou het eruit zien als je zou kunnen overleven en licht zou volgen tijdens deze reis rond een zwart gat?
Ik had een geweldige vraag van een kijker. Is het mogelijk dat licht om een zwart gat draait?
Beschouw dit gedachte-experiment, eerst uitgelegd door Newton. Stel je voor dat je een kanon had dat een kanonskogel ver weg kon schieten. De bal zou over het bereik vliegen en dan in het vuil botsen. Als je de kanonskogel harder zou schieten, zou hij verder vliegen voordat hij tegen de grond sloeg. En als je de kanonskogel hard genoeg zou kunnen beschieten en de luchtweerstand zou negeren, zou hij de hele aarde rond reizen. De kanonskogel zou in een baan om de aarde zijn. Het valt naar de aarde, maar de kromming van de aarde betekent dat het constant net over de horizon valt.
Dit werkt niet alleen bij kanonskogels, astronauten en satellieten, maar ook bij licht. Dit was een van de grote ontdekkingen die Einstein deed over de aard van de zwaartekracht. Zwaartekracht is geen aantrekkingskracht tussen massa's, het is eigenlijk een vervorming van de ruimtetijd. Wanneer licht in de zwaartekrachtput van een massief object valt, buigt het om de kromming van de ruimtetijd te volgen.
Verre melkwegstelsels, de zon en zelfs onze eigen aarde zullen ervoor zorgen dat licht van zijn pad wordt afgebogen door hun vervorming van de ruimtetijd. Maar het is de ongelooflijke zwaartekracht van een zwart gat dat ruimtetijd in knopen kan binden. En ja, er is een gebied rond een zwart gat waar zelfs fotonen gedwongen worden om in een baan rond te reizen. In feite staat deze regio bekend als de "fotonenbol".
Van ver genoeg werken zwarte gaten als elk massief object. Als je de zon zou vervangen door een zwart gat met dezelfde massa, zou onze aarde op precies dezelfde manier blijven draaien. Maar naarmate je dichter en dichter bij het zwarte gat komt, moet het baanobject sneller en sneller gaan terwijl het rond het enorme object zwaait. De fotonenbol is de laatste stabiele baan die je rond een zwart gat kunt hebben. En alleen licht dat beweegt met, nou ja, lichtsnelheid, kan echt bestaan op deze hoogte.
Stel je voor dat je zou kunnen bestaan in de fotonsfeer van een zwart gat. Wat je niet kunt, dus probeer het niet. Je zou je zaklamp in één richting kunnen richten en het licht achter je kunnen zien, nadat het volledig rond het zwarte gat had gedraaid. Je zou ook baden in de straling van alle fotonen die in dit gebied zijn vastgelegd. Het zichtbare licht is misschien mooi, maar de röntgen- en gammastraling zou je koken als een oven.
Onder de fotonenbol zou je alleen duisternis zien. Daar beneden is de gebeurtenishorizon, het licht waar geen licht meer is. En hierboven zie je het heelal vervormd door de enorme zwaartekracht van het zwarte gat. Je zou de hele lucht in je ogen zien, zelfs sterren die normaal gesproken door het zwarte gat zouden worden verduisterd, terwijl ze zich om zijn zwaartekracht wikkelen. Het zou een geweldige en dodelijke plek zijn om te zijn, maar het zou zeker onder de horizon vallen.
Als je in de fotonsfeer zou kunnen komen, wat voor experimenten zou je dan willen doen? Vertel het ons in de reacties hieronder.
Podcast (audio): downloaden (duur: 3:45 - 3,4 MB)
Abonneren: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): downloaden (77,9 MB)
Abonneren: Apple Podcasts | Android | RSS
