Kern van zwarte gaten

[megabon]

Is het waar dat de kern van zwarte gaten uit ijzer bestaat? Zoja waarom ijzer?

[mathfreak]

Een zwart gat is een ster die onder invloed van zijn eigen zwaartekracht tot een enkel punt is ingestort. Dit punt bevat dus alle materie waaruit de ster oorspronkelijk bestond.

[megabon]

Maar de meeste sterren sterven uit met een kern van ijzer, toch?

[mathfreak]

Maar de meeste sterren sterven uit met een kern van ijzer, toch?

Voor zover ik weet geldt dat alleen voor witte dwergen, maar dat zijn sterren die maximaal 1,4 maal de massa van de zon hebben. Wil een ster ineenstorten tot een zwart gat, dan kan dat alleen maar als zo'n ster meer dan 3 maal de massa van de zon heeft.

[Michel Uphoff]

Als een zware ster ineenstort worden bij de ineenstorting de elektronen 'in de protonen geperst' en ontstaan er neutronen. Dat is een neutronenster, in feite wordt de hele ster een gigantische atoomkern. Dan al is er geen sprake meer van ijzer of welk ons vertrouwd element dan ook.

Een zeer zware ster (of twee neutronensterren die samensmelten) zal ineenstorten tot een zwart gat. Waar dat zwarte gat uit bestaat is onbekend en dat zal waarschijnlijk ook zo blijven. In ieder geval bestaat het zeker niet uit een ons vertrouwd element.

Los hiervan zal menig zwart gat ook veel, soms enorm veel (denk maar aan de super massieve zwarte gaten in de kernen van vrijwel ieder sterrenstelsel met een massa van miljoenen, soms miljarden zonnen) materie uit de omgeving opeten, en vaak zal dat voor een belangrijk deel waterstofgas en helium uit de interstellaire ruimte zijn. Ook die elementen overleven de vreetpartij natuurlijk niet.

[Benm]

Zwarte gaten hebben toch per definitie geen inwendige structuur? Ze hebben massa, lading en een impulsmoment, maar als die drie gelijk zijn is het ene zwarte gat precies gelijk aan het andere. Overigens is dat wel weer een heikel punt omdat informatie die een zwart gat in gaat dan verloren moet gaan, maar dat is een hersenkraker van een andere orde.

Bij een klein zwart gat (lichter dan pakweg de maan) verdampen ze ook allemaal op dezelfde manier waarbij de gehele massa vrijkomt als fotonen.

[Michel Uphoff]

Ze hebben massa, lading en een impulsmoment

Deze drie eigenschappen zijn de enige die zich aan onze kant van de waarnemingshorizon manifesteren. Maar wat de inwendige structuur is als die er al is (er zijn wetenschappers die suggereren dat een zwart gat een universum kan herbergen) weten we niet, en dat zullen we misschien wel nooit weten, er is immers geen causaliteit, het binnenwerk van een black hole maakt geen deel uit van ons universum.

Nikodem Poplawski stelt in bijgevoegd paper:

These results suggest that observed astrophysical black holes may be Einstein-Rosen bridges, each with a new universe inside that formed simultaneously with the black hole. Accordingly, our own Universe may be the interior of a black hole existing inside another universe.

[Benm]

Dat het zou kunnen is natuurlijk interessant, maar niet van enige praktische toepassing of gevolg. Interactie met het binnenste van een zwart gat is niet mogelijk, afgezien van de genoemde 3 eigenschappen.

Het concept dat zwarte gaten universa herbergen en ons universum mogelijk in een zwart gat binnen een ander universum ligt is overigens wel een interessante gedachte. Zoiets zo kunnen zorgen van een soort 'evolutie' van universa die natuurwetten hebben die het ontstaan van zwarte gaten mogelijk/waarschijnlijker maken.

[Gralgrathor]

afgezien van de genoemde 3 eigenschappen

En natuurlijk Hawking-straling - dat is nog een manier waarop zwarte gaten interageren met de wereld. Overigens zijn er diverse aanpakken om de 'black hole information paradox' op te lossen, en een ervan betreft de stelling dat informatie weer vrijkomt via Hawking-straling.

[317070]

En natuurlijk Hawking-straling - dat is nog een manier waarop zwarte gaten interageren met de wereld. Overigens zijn er diverse aanpakken om de 'black hole information paradox' op te lossen, en een ervan betreft de stelling dat informatie weer vrijkomt via Hawking-straling.

Over de vraag of Hawking-straling effectief informatie lekt, is echter het laatste nog niet gezegd. Basically bepleit het antwoord op die vraag wie er juister is, quantummechanica of relativiteitstheorie. Beide theoriën hebben hier namelijk een andere mening over.

Zie ook: http://en.wikipedia.org/wiki/Thorne%E2%80%93Hawking%E2%80%93Preskill_bet

[descheleschilder]

Ik denk dat de aanname dat alle materie zich in één punt samenperst een verkeerde is, omdat deze aanname er van uitgaat dat elementaire deeltjes puntvormig zijn, hetgeen tot veel problemen leidt(regularisatie die leidt tot renormalisatie in het kader van de kwantumveld theorie, oneindige zelf-energie). Beschouw je de deeltjes als niet puntvormig (en daarmee doe ik niet op de snaartheorie) dan zullen vele problemen als sneeuw voor de zon verdwijnen. Zonder een singulariteit zal de waarnemingshorizon van een zwart get zich naar het oneindige verplaatsen, hetgeen niet inhoudt dat er geen objecten zijn, zoals die waargenomen in het centrum van vele sterrenstelsels, die een zodanig grote massa hebben dat ze erg veel lijken op een zwart gat en licht in hoge mate kunnen buigen.

[Michel Uphoff]

Zonder een singulariteit zal de waarnemingshorizon van een zwart get zich naar het oneindige verplaatsen

Kan je dat nader verklaren?

[descheleschilder]

Ik ben mij terdege bewust van de opvatting dat als een massa groot genoeg is er zich volgens de ART een zwart gat vormt, en dat als de massadichtheid groot genoeg is dit ook zal gebeuren (in theorie althans: als je de massa van de Aarde samenperst tot een bepaalde kritische waarde (hetgeen natuurlijk onmogelijk is) zou zich volgens de ART een zwart gat vormen vergezeld van een kleine waarnemingshorizon (9 (mm)?) Maar zoals ik al eerder vermeldde geldt dit voor massa die is samengesteld uit puntdeeltjes, waarvan het nog maar de vraag is of dat zo is (ik doel niet op snaren). Als dat niet zo is, en ik heb een model voor een elementaire deeltjes waarvoor dat geldt, zal deze materie, door de enorme gravitatie, samenkomen in het centrum van het zwarte gat, en weliswaar een grote massa vormen, maar zonder dat zich een singulariteit vormt, zodat, in twee dimensies, de "kuil" in de ruimte(tijd) door de grote massa weliswaar sterk gekromd is, maar omdat het centrum door de niet puntvormige deeltjes geen singulariteit vormt, zal de "bodem" van de kuil, die in het geval van een singulariteit oneindig diep ligt, omhoog komen en zo de horizon naar oneindig sturen (of in ieder geval naar een horizon veel verder weg dan de gangbare, waar is uitgegaan van puntdeeltjes).

Om het iets aanschouwelijker te maken. Neem het in veel voorbeelden gebruikte stuk rubber. Op één punt van het oppervlak trek je het rubber oneindig ver naar beneden (dit is natuurlijk een gedachten experiment, of gedachten voorbeeld). Dan is er plots geen sprake meer van puntdeeltjes hetgeen zich uit in het naar boven komen van de oneindig diepe kuil. Het is duidelijk dat de horizon niet op dezelfde plaats blijft, maar groter in omvang wordt, en misschien zoveel groter dat de horizon naar oneindig gaat (daar ben ik inderdaad niet zeker van, maar mijn gevoel zegt mij dat, en daar ga ik in dit geval liever vanuit dan van berekeningen.) Het is dus een intuïtie, en waarom zouden die geen plaats hebben in de wetenschappen? Ik denk zelfs dat zij aan de basis staan.

[Michel Uphoff]

Je bent bekend met de formule voor de Schwartzschildradius (geldig voor een niet roterend black hole) naar ik aanneem. Er bestaat een directe relatie tussen de massa van het object en de straal van de waarnemingshorizon klik

Daarmee is aangetoond dat iedere massa die binnen zijn eigen Schwartzschildradius past, een black hole tot gevolg heeft, singulariteit of niet.

Het is duidelijk dat de horizon niet op dezelfde plaats blijft,

Wat de materie binnen deze radius doet (verder ineenstorten tot een singulariteit, stoppen bij een bepaalde radius door ongekende repulsieve krachten) maakt niets uit. De straal van waarnemingshorizon blijft bij gelijke massa hetzelfde, en daarmee blijven alle eigenschappen van het black hole voor een waarnemer buiten de horizon exact hetzelfde.

Het zou ook volstrekt onlogisch zijn: Wat er binnen een black hole van een bepaalde massa verder al dan niet gebeurt kan volgens de ART geen consequenties hebben voor de buitenwereld omdat causaliteit ontbreekt.

maar mijn gevoel zegt mij dat, en daar ga ik in dit geval liever vanuit dan van berekeningen

Dat lijkt mij bij een exacte wetenschap als astrofysica toch niet zo verstandig.

[Math-E-Mad-X]

(daar ben ik inderdaad niet zeker van, maar mijn gevoel zegt mij dat, en daar ga ik in dit geval liever vanuit dan van berekeningen.) Het is dus een intuïtie, en waarom zouden die geen plaats hebben in de wetenschappen? Ik denk zelfs dat zij aan de basis staan.

Intuïtie is inderdaad een grote bron van inspiratie voor iedere wetenschapper. Maar zonder berekeningen zal je nooit kunnen controleren of je intuïtie klopt of niet, en dus ben je dan niet meer met wetenschap bezig.