Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Kun je sneller dan het licht door een wormgat?

Stel dat wormgaten werken zoals vaak wordt voorgespiegeld in films. Je reist erdoor en bent in een oogwenk duizend lichtjaar verderop. Dan heb je dus een afstand afgelegd waar het licht duizend jaar over had gedaan – en is je snelheid, althans vanuit het oogpunt van het heelal buiten het wormgat, veel hoger dan die van het licht geweest.

Aan de ene kant is dat natuurlijk hét grote voordeel van een wormgat. Aan de andere kant leidt het ook tot grote problemen, zegt sterrenkundige Thomas Bronzwaer van de Radboud Universiteit. “Als iets sneller dan het licht kan gaan, ligt de volgorde van twee gebeurtenissen niet meer vast. En dan krijg je paradoxen. Stel bijvoorbeeld dat ik een brief schrijf die jij vervolgens ontvangt.

Als we snelheden hoger dan de lichtsnelheid toestaan, kun jij die brief ontvangen voordat ik hem geschreven heb. Maar wat als ik vervolgens besluit iets anders in die brief te zetten? Daarom geloven we dat niets sneller dan het licht kan gaan.”

In een recent wetenschappelijk artikel beweren natuurkundigen Juan Maldacena en Alexey Milekhin echter dat dit probleem eigenlijk een non-issue is. Volgens hen schrijft de quantummechanica namelijk voor dat “de tijd die het duurt om door een wormgat te gaan langer moet zijn dan de tijd die het kost om ‘buitenom’ van het ene uiteinde naar het andere reizen”. En als dat zo is, krijg je ook geen gekke situaties waarbij een gevolg aan zijn eigen oorzaak voorafgaat.

Lees de rest van dit flinke kader behorende bij mijn artikel over wormgaten op de KIJK-site.

Het complete wormgatenverhaal vind je in KIJK 11/2022, te verschijnen op 13 oktober.

Categorieën
Sterrenkunde

Geven zwarte gaten ons een voorproefje van het einde van het heelal?

Je zou er zomaar van wakker kunnen liggen. Elk moment kan het heelal ten einde komen. Nu bijvoorbeeld. Oké, toch niet. Nu dan? Weer niet. Phew. Misschien hebben we zelfs nog tot het eind van dit artikel. Of, wat waarschijnlijker is, nog zo’n 100 miljoen miljard miljard miljard jaar. Maar feit blijft: op elk moment is er een minuscule kans dat het universum er de brui aan geeft.

Waar dat voor de gemiddelde heelalbewoner zal klinken als een punt van zorg, zijn natuur- en sterrenkundigen vooral razend geïnteresseerd in dit verschijnsel. Want stel nu dat het gemiddeld langer of juist korter duurt voordat het heelal op deze manier komt te overlijden. Dan zou dat kunnen wijzen op nieuwe deeltjes of natuurkrachten.

Maar ja: hoe bestudeer je een verschijnsel dat waarschijnlijk nog onvoorstelbaar lang op zich laat wachten – en dat, áls het een keer plaatsvindt, gelijk alle leven in het heelal uitroeit? Door te kijken naar botsingen tussen zwarte gaten, stelt de Georgische natuurkundige Mariam Chitishvili samen met drie collega’s in een recent artikel.

Lees deze aflevering van de rubriek Far Out, eerder gepubliceerd in KIJK 3/2022, nu online.

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Wat heeft een zwart gat gemeen met een atoom?

In eerste instantie lijkt het moeilijk om twee dingen te bedenken die meer van elkaar verschillen dan een zwart gat en een atoom. De lichtste zwarte gaten die we tot nu toe hebben ontdekt, zijn nog altijd een paar keer zo zwaar als onze eigen zon, de zwaarste exemplaren hebben een tientallen miljarden keren grotere massa. Een waterstofatoom weegt een triljard keer zo weinig als een korreltje zand. Wat kan het een dan met het ander gemeen hebben? Nou, best wel wat, zeggen natuurkundige Taishi Ikeda van de Sapienza-universiteit in Rome en collega’s. Zij zien een intrigerende overeenkomst tussen enerzijds zwarte gaten en hun omgeving, en anderzijds een atoomkern of molecuul omringd door elektronen. En daarmee hopen ze nieuwe deeltjes op het spoor te komen.

Lees het volledige artikel op de site van KIJK. Niet de makkelijkste Far Out-aflevering om te schrijven; hoop dat ie een beetje werkt.

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Gravitatiegolven van ’te zware’ zwarte gaten gedetecteerd

Als een zware ster ‘overlijdt’, laat ie een zwart gat achter – en volgens onze huidige theorieën kunnen zulke gaten maximaal 45 keer zoveel wegen als onze zon. De twee LIGO-detectoren in de VS en de Europese detector Virgo bij Pisa in Italië hebben echter zwaartekrachtsgolven gezien, afkomstig van twee samensmeltende zwarte gaten met massa’s die daarboven liggen. De vraag is nu hoe zulke gaten hebben kunnen ontstaan.

Lees het hele stuk op de site van New Scientist

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Schuiven met pi om Einstein te testen

Als wetenschappers ergens zeker van zijn, is het wel dat de waarde van het getal pi overal en altijd hetzelfde is. Deel de omtrek van een cirkel door de diameter, en je krijgt 3,14159 – gevolgd door nog een oneindig lange rij cijfers achter de komma, waarvan er inmiddels enkele biljoenen zijn uitgerekend. Met dat in het achterhoofd klinkt het plan van natuurkundige Carl-Johan Haster in eerste instantie vrij onzinnig: laat pi variëren tussen -20 en 20, en kijk welke waarde het beste werkt.

Nu rekent Haster niet met omtrekken en diameters van cirkels, maar met zwaartekrachtsgolven. Oftewel: de trillingen in de ruimtetijd die volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie bijvoorbeeld ontstaan als twee zwarte gaten samensmelten. Zo’n trilling laat zich namelijk omschrijven door een fikse formule die onder meer pi bevat. Door te kijken of de waarde van pi waarbij de formule de trilling het best omschrijft ook overeenkomt met de wiskundige waarde van pi, check je in feite of de relativiteitstheorie wel klopt. Stel immers dat een pi van, zeg, 14,75465 veel beter werkt dan eentje van 3,14159 – dan moet er wel iets mankeren aan die theorie.

Lees de nieuwe Far Out op de site van KIJK of in het net verschenen augustusnummer van het blad. (Overigens had die bladversie als oorspronkelijke kop mijn absolute dieptepunt als koppenbedenker: ‘Einstein op de pi-jnbank.’ Gelukkig had de redactie een beter idee.)

Categorieën
Sterrenkunde

Is Planet Nine een zwart gat?

Alweer bijna vijftien jaar geleden werd Pluto gedegradeerd tot dwergplaneet, maar dat betekent niet dat ons zonnestelsel voor eeuwig slechts acht volwaardige planeten zal tellen. In 2016 meldden namelijk twee astronomen, Mike Brown en Konstantin Batygin, dat ze mogelijk tekenen hadden gezien van een nieuwe, negende planeet, die tot tien keer zo zwaar als de aarde zou zijn.

Maar inmiddels zijn we vier jaar verder en is niemand erin geslaagd Planet Nine daadwerkelijk met een telescoop in beeld te krijgen. Toch staat het bewijsmateriaal ervoor nog steeds overeind. Allerlei ruimterotsen in de buitenwijken van ons zonnestelsel bewegen op manieren die maar moeilijk te verklaren zijn – tenzij zich daar een zwaar object bevindt dat met zijn zwaartekracht invloed op zijn omgeving uitoefent.

Maar moet dat object dan per se een planeet zijn? Nee, zeggen de Britse natuurkundige Jakub Scholtz en zijn Amerikaanse collega James Unwin in een recent wetenschappelijk artikel. Zij stellen dat we ook met een zwart gat te maken zouden kunnen hebben.

Lees het hele artikel op de KIJK-site.

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Hebben zwarte gaten inderdaad geen haar?

Gek genoeg nog niet hier vermeld, maar: sinds begin van de maand ben ik eindredacteur van de Nederlandse editie van New Scientist! Later misschien meer over mijn overstap, voor nu even een siteberichtje dat ik afgelopen week schreef:

Een zwart gat heeft geen haar, zo nemen natuurkundigen al decennia aan. Wat ze daarmee bedoelen: een zwart gat wordt getypeerd door slechts drie eigenschappen, namelijk zijn massa, zijn draaiing en zijn elektrische lading. Twee zwarte gaten die hetzelfde wegen, even snel in het rond bewegen en dezelfde lading hebben, zijn dus identiek. Het maakt niet uit hoe ze zijn ontstaan of wat ze in de loop der tijd naar binnen hebben getrokken. Natuurkundigen Matthew Giesler en Maximiliano Isi zijn er nu samen met anderen in geslaagd die stelling te testen.

Lees het hele bericht op de site van New Scientist!

Leuk om te merken dat een nieuwsbericht als dit behoorlijk goed scoort onder de bezoekers. Qua interesses heb ik dus in elk geval een boel met mijn nieuwe publiek gemeen.

Categorieën
Sterrenkunde

Halo-drive: ruimteschepen versnellen met zwarte gaten

De grote makke van een ruimteschip versnellen is dat je er in de regel brandstof voor nodig hebt. Die moet je dus meenemen – wat je ruimteschip zwaarder maakt. Maar als je een zwaarder ruimteschip wilt versnellen, heb je meer brandstof nodig. Die je ook weer moet meenemen, waardoor je ruimteschip nog zwaarder wordt, enzovoort. Kortom: als je een beetje groot ruimteschip een beetje snel wilt laten gaan, kom je al gauw in de problemen. Tenzij je de benodigde energie niet uit meegebrachte brandstof haalt, maar uit  iets anders. David Kipping, astronoom aan de Columbia-universiteit in New York, heeft misschien wel de meest extreme vorm daarvan bedacht: een ruimteschip dat versnelt dankzij twee om elkaar heen bewegende zwarte gaten.

Lees de nieuwste aflevering van mijn rubriek ‘Far Out’ op de KIJK-site. Die overigens gemakkelijk te vullen blijft; gekke ideeën uit de natuur- en sterrenkunde genoeg. Maar leuke suggesties zijn altijd welkom, natuurlijk.

Categorieën
Sterrenkunde

Telescopennetwerk brengt zwart gat in beeld

Je zou het bijna vergeten met alle plaatjes van zwarte gaten in sterrenkundeboeken en op websites, maar het was sterrenkundigen nog nooit gelukt daadwerkelijk een zwart gat te fotograferen. Dat wil zeggen: tot gisteren het onderstaande beeld werd vrijgegeven tijdens zes simultane persconferenties. De foto is het werk van de Event Horizon Telescope. Niet één telescoop, zoals de naam doet vermoeden, maar een samenwerking van acht radiotelescopen. Door hun data te combineren, konden ze fungeren als een virtuele telescoop ter grootte van de aarde; groot genoeg om een zwart gat waar te nemen.

Lees het hele bericht op de site van De Ingenieur.

Zwart gat in beeld gebracht door EHT

Categorieën
Natuurkunde

Tijdmachine werkt zonder exotische materie

We hebben allemaal weleens iets gezegd wat we achteraf veel liever voor ons hadden gehouden. Hoe geweldig zou het dan zijn als je even terug in de tijd kon gaan om jezelf net vóór het moment suprême vanachter een kamerplant toe te sissen: “Hou. Je. Mond!” Maar ja, gedane zaken nemen geen keer. We zullen moeten leren leven met alles wat we ooit hebben gezegd en gedaan. Of… is er toch nog een uitweg? Dat doet een recent artikel van drie Amerikaanse wetenschappers vermoeden, waarin ze een nieuw ontwerp voor een tijdmachine presenteren.

Lees het hele artikel op de KIJK-site.