Is een zwart gat echt een gat?

[Xmanor]

Ik heb een aantal dingen op tv gezien over een zwart gat. Een zwart gat zou een geïmplodeerde ster zijn die zo zwaar is dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Vandaar dus dat het gat onzichtbaar is. Maar een zwart gat is dan toch eigenlijk geen gat? Het is dan toch gewoon een hoopje in elkaar gestampte elektronen? Dus eigenlijk zou je zeg maar op een zwart gat kunnen overleven mits hij heel erg groot zou zijn. Of mis ik hier iets?

[Dinkydau]

Het is inderdaad niet echt een gat, maar er overleven gaat niet, daar is de zwaartekracht veel te groot voor. Als je er zou kunnen overleven zou dat wel interessant zijn om te doen, want aangezien de tijd vrijwel stilstaat bij een zwart gat zou je door daar een korte tijd te verblijven, een voor de Aarde enorme tijdsprong kunnen maken.

[Rogier]

Ik weet niet of je iets van Einstein's relativiteitstheorie weet, maar kort door de bocht genomen wordt daarin massa of zwaartekracht voorgesteld als een kromming van ruimtetijd. Hoe zwaarder een object / hoe sterker de zwaartekracht, hoe sterker de kromming. Een zwart gat is daar een extreme vorm van, dit wordt vaak zo gevisualiseerd:



Dus het is wel een "soort van gat". Een gat waarin, kun je je afvragen

[Dinkydau]

Zulk soort tekeningen ken ik, maar ik denk dat Xmanor bedoelde dat het alleen inderdaad een "soort van gat" is en niet echt een gat zoals je je dat zou voorstellen als je er voor het eerst van hoort: een gat waarin materie wordt opgezogen en er dus ook aan de andere kant weer uit komt of op een eventuele bodem blijft zitten, of als het gat oneindig lang is, verdwijnt in het niets. In die zin is het niet echt een gat.

[Xmanor]

Dus eigenlijk is het gewoon een bol die zeg maar zo dicht is als maar kan?

Best wel interessant allemaal. Ik heb net een boekje geleend bij de bibliotheek over zwarte gaten en zwaartekracht, maar die sla ik na mijn examen pas open.

[Novidamus]

Dus eigenlijk zou je zeg maar op een zwart gat kunnen overleven mits hij heel erg groot zou zijn. Of mis ik hier iets?

Het soortelijk gewicht blijft bij een groot zwart gat net zo groot als bij een kleintje. In jou redenatie zou het zijn dat je een kleine zwart gat bijv. ter grootte van een doperwt zou uitrekken tot het volume van bijv. de aarde.

[Xmanor]

Nee ik dacht dat je op een groot zwart gat meer kans zou hebben om te overleven omdat je op een kleintje door de ronde vorm verbogen wordt. Maar een zwart gat heeft (denk ik) zoveel zwaartekracht dat je elektronen hoe dan ook samengedrukt worden.

[De leek]

De oppervlakte van een zwart gat is gelijk aan 4pi keer de schwartzschildradius in het kwadraat. Je kunt trouwens wel een tijdje overleven in een enorm zwart gat. Of je wel of niet kan overleven hangt niet af van de kracht die op je lichaam wordt uitgeoefend maar juist van het krachtverschil. Als het krachten verschil tussen je hoofd en je benen groot genoeg is wordt je uit elkaar getrokken en verander je in een soort spaghetti sliert.

Om wiskundig een punt te maken zet ik de formules er ook maar bij:

Schwartzschild radius:

\(Rs = \frac{2GM}{c^2}\)

Oppervlak zwart gat:

\(A = 4\pi Rs^2\)

In een enorm zwart gat, laten we zeggen het kaliber van een aantal miljard zonsmassa's kun je voor even overleven binnen de event-horizon. Maar je bent wel gedoemd, je gaat richting de singulariteit en daar is het afgelopen en je kunt niet terug. Het is alsof je met een kano stroomopwaarts een rivier op gaat en op een gegeven moment op een punt komt waar je niet snel genoeg terug kan roeien om je dood in een enorme waterval te vermijden. Toch is er nog niets met je aan de hand als je net voorbij dat punt gekomen bent. De event-horizon zou je daarmee kunnen vergelijken.

Dus eigenlijk is het gewoon een bol die zeg maar zo dicht is als maar kan?

Best wel interessant allemaal. Ik heb net een boekje geleend bij de bibliotheek over zwarte gaten en zwaartekracht, maar die sla ik na mijn examen pas open.

Nee een zwart gat zelf heeft een eindige dichtheid, de dichtheid van de singulariteit is oneindig. Het zwarte gat zelf wordt gedefinieerd als een bol met de singulariteit in het centrum van die bol. Het is gedefinieerd als het aaneengesloten gebied waar de ontsnappingssnelheid hoger is dan de lichtsnelheid. Ofterwijl 4/3*pi keer de zwartschild radius in het kwadraat. Dat is de inhoud de dichtheid is simpelweg die inhoud gedeeld door de massa van het zwarte gat. De dichtheid is daarmee:

\(\frac{8\pi G}{3Rs^4c^2}\)

Probeer het zelf maar af te leiden(kan gewoon uit de formule voor de schwartzschild radius worden afgeleid). Hoe dan ook neemt de dichtheid flink af naarmate de grootte en massa van het zwarte gat toeneemt. Is het een gat vraag je jezelf af? Wel stel dat er een 2 dimensionale wereld is met allemaal 2 dimensionale wezentjes. Die leven op een soort membraan maar die membraan is op sommige plekken in de 3de dimensie gekromd. De wezentjes kennen die dimensie niet, ze kunnen het ook niet visualiseren. Als we nu die membraan prikken en een soort van oneindig gat in de 3de dimensie maken? Zien zij dit dan als een gat? Welnee voor hen is dat gewoon een stuk oppervlak, dat het 3 dimensionaal gezien wel een gat is kunnen zij niet zien. Hetzelfde principe geldt voor ons maar dan met betrekking tot zwarte gaten, ja een zwart gat heeft een bolvormig oppervlak wat het omhult en ja het is een gat maar dan een in de 4de dimensie.

[De leek]

De oppervlakte van een zwart gat is gelijk aan 4pi keer de schwartzschildradius in het kwadraat. Je kunt trouwens wel een tijdje overleven in een enorm zwart gat. Of je wel of niet kan overleven hangt niet af van de kracht die op je lichaam wordt uitgeoefend maar juist van het krachtverschil. Als het krachten verschil tussen je hoofd en je benen groot genoeg is wordt je uit elkaar getrokken en verander je in een soort spaghetti sliert.

Om wiskundig een punt te maken zet ik de formules er ook maar bij:

Schwartzschild radius:

\(Rs = \frac{2GM}{c^2}\)

Oppervlak zwart gat:

\(A = 4\pi Rs^2\)

In een enorm zwart gat, laten we zeggen het kaliber van een aantal miljard zonsmassa's kun je voor even overleven binnen de event-horizon. Maar je bent wel gedoemd, je gaat richting de singulariteit en daar is het afgelopen en je kunt niet terug. Het is alsof je met een kano stroomopwaarts een rivier op gaat en op een gegeven moment op een punt komt waar je niet snel genoeg terug kan roeien om je dood in een enorme waterval te vermijden. Toch is er nog niets met je aan de hand als je net voorbij dat punt gekomen bent. De event-horizon zou je daarmee kunnen vergelijken.



Nee een zwart gat zelf heeft een eindige dichtheid, de dichtheid van de singulariteit is oneindig. Het zwarte gat zelf wordt gedefinieerd als een bol met de singulariteit in het centrum van die bol. Het is gedefinieerd als het aaneengesloten gebied waar de ontsnappingssnelheid hoger is dan de lichtsnelheid. Ofterwijl 4/3*pi keer de zwartschild radius in het kwadraat. Dat is de inhoud de dichtheid is simpelweg die inhoud gedeeld door de massa van het zwarte gat. De dichtheid is daarmee:

\(\frac{8\pi G}{3Rs^4c^2}\)

Probeer het zelf maar af te leiden(kan gewoon uit de formule voor de schwartzschild radius worden afgeleid). Hoe dan ook neemt de dichtheid flink af naarmate de grootte en massa van het zwarte gat toeneemt. Is het een gat vraag je jezelf af? Wel stel dat er een 2 dimensionale wereld is met allemaal 2 dimensionale wezentjes. Die leven op een soort membraan maar die membraan is op sommige plekken in de 3de dimensie gekromd. De wezentjes kennen die dimensie niet, ze kunnen het ook niet visualiseren. Als we nu die membraan prikken en een soort van oneindig gat in de 3de dimensie maken? Zien zij dit dan als een gat? Welnee voor hen is dat gewoon een stuk oppervlak, dat het 3 dimensionaal gezien wel een gat is kunnen zij niet zien. Hetzelfde principe geldt voor ons maar dan met betrekking tot zwarte gaten, ja een zwart gat heeft een bolvormig oppervlak wat het omhult en ja het is een gat maar dan een in de 4de dimensie.

De formule over de dichtheid van zwarte gaten is overigens onzin. Ik wou het aanpassen maar dat kon niet blijkbaar. De formule is:

\(\frac{3c^2}{8\pi GRs^2}\)

[Paul_1968]

Ik heb een aantal dingen op tv gezien over een zwart gat. Een zwart gat zou een geïmplodeerde ster zijn die zo zwaar is dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Vandaar dus dat het gat onzichtbaar is. Maar een zwart gat is dan toch eigenlijk geen gat? Het is dan toch gewoon een hoopje in elkaar gestampte elektronen? Dus eigenlijk zou je zeg maar op een zwart gat kunnen overleven mits hij heel erg groot zou zijn. Of mis ik hier iets?

Klopt. Eigenlijk is het helemaal geen gat. het ziet er alleen uit als een gat.

Het probleem echter van leven op zo'n ding is niet alleen dat het te klein zou zijn, maar nog belangrijker dat de zwaartekracht er zo groot is dat er bijvoorbeeld niet eens twee cellen op elkaar kunnen groeien zonder in elkaar gedrukt te worden. Misschien kunnen zelfs Atomen en Molekulen niet tegen die krachten.

[bartju1234]

Dus een zwart gat is als 2 trechters met de smalle kanten tegen elkaar of zit ik er helemaal naast?

Of is het einde van een zwart gat extreem klein?

mvg Bart

[robheus]

Klopt. Eigenlijk is het helemaal geen gat. het ziet er alleen uit als een gat.

Het probleem echter van leven op zo'n ding is niet alleen dat het te klein zou zijn, maar nog belangrijker dat de zwaartekracht er zo groot is dat er bijvoorbeeld niet eens twee cellen op elkaar kunnen groeien zonder in elkaar gedrukt te worden. Misschien kunnen zelfs Atomen en Moleculen niet tegen die krachten.

Inderdaad. Alles is door de immense zwaartekracht zover ineengedrukt dat zelfs atomen niet meer bestaan, alles is zover ineengedrukt als maar mogelijk, maar waarschijnlijk is er wel een beneden grens (gevormd door bijv. het Pauli verbod, waardoor fermionen niet in dezelfde toestand op dezelfde plaats kunnen zijn).

Maar hoe het ook zij, zodra je de event horizon bent gepasseerd, zal niets of niemand die die grens overschreden heeft het meer kunnen navertellen, dus wat er binnen de event horizon gebeurd, is theoretisch onmogelijk te achterhalen door directe waarneming.

Voordat je overigens in het zwarte gat zelf bent gevallen ben je al lang ge 'spaghetti-ficeerd' omdat het verschil in aantrekkings kracht zogroot is tussen bijv. je hoofd en je voeten dat je als een lange sliert wordt uitgerekt.

[Michel Uphoff]

Voordat je overigens in het zwarte gat zelf bent gevallen ben je al lang ge 'spaghetti-ficeerd' omdat het verschil in aantrekkings kracht zogroot is tussen bijv. je hoofd en je voeten dat je als een lange sliert wordt uitgerekt.

Bij supermassieve zwarte gaten gebeurt dit niet, daar is de gradiënt (de getijdenwerking) dan te klein voor.

[tempelier]

Bij supermassieve zwarte gaten gebeurt dit niet, daar is de gradiënt (de getijdenwerking) dan te klein voor.

Waarom niet eigenlijk ergens moet de limiet (van la Roche want dat is het eigenlijk) toch overschreden worden.

Hoe zwaarder het gat des te langzamer het spaghetti effect optreedt dat wel lijkt me zo.

[Michel Uphoff]

Ik moet het wat preciezer verwoorden:

Eenmaal achter de event horizon van een black hole aangekomen en op reis naar de singulariteit (als die er al zou zijn) zou er een moment kunnen komen (als er al een moment is) dat de gradiënt te sterk wordt en dit effect op zou kunnen treden. Bij grotere black holes ligt deze grens ruim achter de event horizon. Maar, er valt helemaal niets te zeggen over de gebeurtenissen in een zwart gat; er is geen causaliteit achter de waarnemingshorizon. Dus is iedere uitspraak over wat er in een black hole gebeurt giswerk.

Dus lijkt het mij toe dat je alleen over spagettificatie buiten en totaan de waarnemingshorizon iets zinnigs kan proberen te zeggen, en dan geldt dat spaghettificatie vóór of tijdens het bereiken van de waarnemingshorizon niet optreedt bij supermassieve zwarte gaten omdat de gradiënt daar niet groot genoeg voor is. Bij kleinere black holes kan je al lang uiteen gereten zijn voor je de event horizon bereikt.

Zie ook http://books.google.nl/books?id=5dryXCWR7EIC&pg=PA265&redir_esc=y

>> de limiet (van la Roche want dat is het eigenlijk) <<

Nee, dat zit anders. Hemellichamen binnen deze limiet die uitsluitend door hun eigen zwaartekracht bijeengehouden worden vallen uiteen door de verschillen in getijdewerking aan voor- en achterzijde. Maar er zijn wel degelijk hemellichamen die blijven bestaan binnen deze limiet (bijvoorbeeld het maantje Pan van Saturnus). Naast de zwaartekracht kan ook de materiaalsterkte een voorwerp heel houden, en kennelijk is Pan een redelijk sterk rotsblok, een grote sneeuwbal had op deze locatie geen kans gemaakt. Hoe kleiner het object en hoe groter de materiaalsterkte, hoe minder last van de Roche limiet.