Licht dat een zwart gat ontmoet

[Daaf]

Beste wetenschappers,
 
Ik pieker me suf en vraag om hulp: Heeft een lichtfoton een massa??? Want je kan het (volgens het tweespleten-experiment) zowel als deeltje of als golf beschouwen. Als “deeltje” zou het toch massa moeten hebben?
 
Ik ga er van uit dat licht informatie over materie geeft.
 
Nu zegt Einstein dat zwaartekracht licht afbuigt, beter, dat ruimte-tijd licht afbuigt maar dan nog denk ik niet meteen aan massa omdat het licht de kromming van de ruimte volgt (anders zou het onzichtbaar zijn voor ons op onze plaats in de ruimte) maar de rustmassa van licht = 0 en echter, licht is nooit in rust en dus moet het impuls en dus massa (energie) hebben, toch?
 
Nu het tweede deel van mijn vraag: Als materie in een black hole terecht komt wordt dit toch vermalen tot de kleinst mogelijke deeltjes vanwege de enorme zwaartekracht, niet? Maar wat gebeurt er dan met het licht dat in het zwarte gat werd ingezogen? Blijft dat licht welk, quasi eindeloos, in het zwarte gat blijft of wordt dat “iets anders” door de grote druk?
 
Wordt uiteindelijk "licht" door de Hawking-straling onder dezelfde vorm (als licht dus en eveneens de oorspronkelijke info) weer uitgezonden?
 
Dank en groeten, David

[Bladerunner]

Fotonen hebben zelf geen massa maar ze vervoeren wel elektromagnetische straling. Fotonen zijn de 'dragers' van deze straling en aangezien die straling een bepaalde energie bevat (een kortere golflengte betekent meer energie) kun je volgens E=Mc² dus ook over een massa equivalent spreken.
 
Zodra iets binnen de gebeurtenishorizon van een zwart gat komt verdwijnt ook alle informatie daarover en kunnen we niks met zekerheid zeggen. Het laatste nog zichtbare object dat nog net geen zwart gat werd is een neutronen ster en die bestaat dus voor pakweg 90% uit neutronen. Alle materie (d.w.z. gewone atomen) zijn door de enorme druk veranderd in neutronen. (Dat komt omdat een elektron dat in een proton wordt gedrukt een neutron vormt).
 
Nu kunnen volgens de huidige kennis en het standaardmodel geen twee neutronen op de zelfde plek vertoeven. Maar in een zwart gat lijkt dit toch te gebeuren. Dus vermoedelijk zijn die neutronen uiteengevallen in hun losse bouwstenen of te wel quarks. Maar ook quarks zijn aan de regel gebonden dat ze niet op één plek kunnen vertoeven dus blijft het speculeren wat er nu in een zwart gat gebeurd want we meten niets dat ons verder kan helpen.
 
Licht echter kan wel op één plek vertoeven omdat fotonen niet aan bovenstaande regel (het Pauli-uitsluitingsprincipe) zijn gebonden. Dus alle fotonen die ooit in het zwarte gat verdwenen zijn nog steeds fotonen.

[Daaf]

Fotonen hebben zelf geen massa maar ze vervoeren wel elektromagnetische straling. Fotonen zijn de 'dragers' van deze straling en aangezien die straling een bepaalde energie bevat (een kortere golflengte betekent meer energie) kun je volgens E=Mc² dus ook over een massa equivalent spreken.
 
Ok, dat snap ik want E=Mc² wil enkel zeggen dat E = M (1lichtjaar/1jaar)² = E=M
 
Zodra iets binnen de gebeurtenishorizon van een zwart gat komt verdwijnt ook alle informatie daarover en kunnen we niks met zekerheid zeggen. Het laatste nog zichtbare object dat nog net geen zwart gat werd is een neutronen ster en die bestaat dus voor pakweg 90% uit neutronen. Alle materie (d.w.z. gewone atomen) zijn door de enorme druk veranderd in neutronen. (Dat komt omdat een elektron dat in een proton wordt gedrukt een neutron vormt).
 
Alle materie is dus "moes" geworden en niet geladen?
 
Nu kunnen volgens de huidige kennis en het standaardmodel geen twee neutronen op de zelfde plek vertoeven. Maar in een zwart gat lijkt dit toch te gebeuren. Dus vermoedelijk zijn die neutronen uiteengevallen in hun losse bouwstenen of te wel quarks. Maar ook quarks zijn aan de regel gebonden dat ze niet op één plek kunnen vertoeven dus blijft het speculeren wat er nu in een zwart gat gebeurd want we meten niets dat ons verder kan helpen.
 
Pauli zegt; "nooit tegelijkertijd op dezelfde plek" in normale omstandigheden, maar in een zwart gat kan het misschien en dit zou dan komen door de abnormale hoge druk denk ik zo...
 
Licht echter kan wel op één plek vertoeven omdat fotonen niet aan bovenstaande regel (het Pauli-uitsluitingsprincipe) zijn gebonden. Dus alle fotonen die ooit in het zwarte gat verdwenen zijn nog steeds fotonen.
 
Dus, zou je dan kunnen zeggen dat het zwarte gat alle opgeslagen informatie "ooit" nog weer zal uitzenden in de vorm van licht terwijl het de verzamelde materie weer zal uitzenden als quarks? 
 
In elk geval bedankt, u bracht mij reeds iets verder!

[Bladerunner]

"Pauli zegt; "nooit tegelijkertijd op dezelfde plek" in normale omstandigheden, maar in een zwart gat kan het misschien en dit zou dan komen door de abnormale hoge druk denk ik zo..."
 
Het probleem is dat we het gewoon niet weten omdat er geen informatie is van iets dat 'in' een zwart gat zit.
En wat zijn 'normale' omstandigheden want de sterke kernkracht waarmee quarks een neutron vormen is 10³⁸ keer sterker dan de zwaartekracht. Die zwaartekracht lijkt in een zwart gat dus groter dan dat te zijn maar niet in een neutronen ster en dat is toch al een behoorlijk ongewone omstandigheid...
 
"Dus, zou je dan kunnen zeggen dat het zwarte gat alle opgeslagen informatie "ooit" nog weer zal uitzenden in de vorm van licht terwijl het de verzamelde materie weer zal uitzenden als quarks?"
 
Als een zwart gat al iets gaat uitstralen zal dat ook pure straling zijn en geen quarks. Vrije quarks kunnen trouwens niet bestaan want ze vormen spontaan protonen of neutronen (of exotische deeltjes met extreem korte halveringstijden) zodra de omstandigheden dat toelaten. Het neutron wordt dus 'verbrijzeld' en er blijft dan een brij van quarks over maar zodra de dichtheid minder zou worden ontstaan er dus gelijk weer neutronen etc. iets wat ook gebeurde toen vlak na de oerknal de dichtheid minder werd.
 
"Ok, dat snap ik want E=Mc² wil enkel zeggen dat E = M (1lichtjaar/1jaar)² = E=M"
 
Wat heeft het lichtjaar hier mee te maken???

[Xilvo]

Alle materie is dus "moes" geworden en niet geladen?
 

 
Lading blijft behouden; een zwart gat kan geladen zijn.
 
En natuurlijk schreef Bladrunner dit niet 

[Michel Uphoff]

Als materie in een black hole terecht komt wordt dit toch vermalen tot de kleinst mogelijke deeltjes vanwege de enorme zwaartekracht, niet?

 
Dat hoeft niet. Op zich is het niet de zwaartekracht die objecten die naar een black hole vallen vermorzelt.
Denk maar aan jezelf. Jij weegt hier op Aarde een aantal kilogrammen en op Jupiter nog een flink stuk meer. Maar zolang je (door het luchtledige) valt, of het nu naar de Aarde of naar Jupiter toe is, ervaar je geen gewicht, geen enkele externe kracht. Dat is voor een klein object ook zo bij de waarnemingshorizon van een zwart gat, dat ervaart ook gewichtloosheid zolang het valt.
 
Maar omdat jij lengte hebt zullen, terwijl je gewichtloos met de voeten naar beneden naar het black hole valt, jouw voeten aan een sterkere zwaartekracht onderhevig zijn dan je hoofd. Jouw voeten zijn immers dichter bij het black hole, en hoe dichter bij hoe sterker de zwaartekracht. Het zijn deze verschillen in zwaartekracht (getijdenkrachten) die je als een sliert spaghetti uiteen kunnen trekken. Op zich valt dat te berekenen, en bij een klein zwart gat met de massa van een paar zonnen bijvoorbeeld, zal die getijdenkracht bij de event horizon over een lengte van zeg eens twee meter al in de miljarden newtons lopen. Dus ruim genoeg om je tot moes te malen.
 
Maar hoe zwaarder het black hole, hoe groter het is en hoe kleiner het krachtsverschil over die twee meter lengte wordt. Zo kan je berekenen dat bij een superzwaar black hole de getijdenkracht over 2 meter zo gering is dat een mens ze niet eens waar zou kunnen nemen. Die event horizon zou je dan zonder enig merkbaar effect over kunnen steken. (Mogelijk, maar dit is echt speculatief het heeft vooralsnog niet zoveel zin te bevroeden wat er in een zwart gat gebeurt, kom je enige tijd verder wel een singulariteit tegen en word je alsnog vermalen).

[Daaf]

Dank iedereen, ik heb het allemaal meermaals gelezen en dat heeft mijn idee verandert en verandering is waar het eigenlijk om gaat (denk ik) Mooi! 

[Daaf]

Ik moet jullie toch even vertellen waarom ik deze vraag stel! Ik heb omtrent "het heelal" nog niet zoveel gelezen - "The elegant universe" van Brian Greene (hieruit bleek dat ik toch wel iets snap van Newton, een beetje Einstein en ruimte-tijd), "Een eenvoudig boekje over quantum-fysica" ik weet niet meer van wie maar het gaf wel enig inzicht, "The universe in a nutshell" van S. Hawking (hetgeen ik eigenlijk 6de middelbaar vind) en "The big bang and black holes" van S. Hawking en hier was ik niet akkoord met zijn idee van 1 universum dat telkens ontstaat en weer inklapt en dan weer in dezelfde vorm verschijnt. Zo kwam ik op het multiversum ( ik wist toen nog niet dat dat reeds lang, 1950 ofzo, was bedacht) maar dat bevredigde mij niet (want steeds bleef ik denken: "wat zit er dan omheen?". Dus ik wil (niet dat ik iets te willen heb ), een oneindig heelal en dan denk ik aan, zoals Bladerunner zei: "Hawking-straling - zou dit de zwarte energie kunnen zijn die ons bekende heelal laat uitdijen?" en "Zou ons heelal een ander heelal kunnen tegenkomen, botsen en wie weet wat daar van komt" en nog heeel veel vragen...
 
Nu weet ik wel dat "zonder begin of einde" sterk naar metafysica ruikt en niet te berekenen valt maar toch zou ik (voor mezelf) graag meer info hieromtrent verwerven als dat mogelijk is en op een wetenschappelijke manier , geen toverij want dat kan ik zelf wel verzinnen, gewoon vakgerichte literatuur welke die kant uitgaat maar in 1e instantie niet TE moeilijk want ik ken enkel een portie klassieke fysica.
 
Met dank en groeten, David