quote:BLACK holes may be hiding other universes. A quirk of how space-time behaved in the early universe could have led to short-lived wormholes connecting us to a vast multiverse.
If borne out, the theory may help explain how supermassive black holes at the centres of galaxies grew so big so fast.
The idea that ours is just one of a staggering number of universes – what cosmologists call the multiverse – is a consequence of our leading theory of how the universe grows: eternal inflation.
The theory holds that during its early phase, space-time expanded exponentially, doubling in volume every fraction of a second before settling into a more sedate rate of growth. Eternal inflation was devised in the 1980s to explain some puzzling observations about our universe that standard big bang theory alone couldn’t handle.
But cosmologists soon realised that the inflationary universe came with caveats. Quantum mechanical effects, which normally only influence the smallest particles, played an important role in how all of space-time evolved.
One of these effects was that a small patch of space-time within the larger universe could shift into a different quantum state, forming a bubble. Such bubbles could form at random throughout our inflating universe.
“Our universe could even look like a black hole to physicists in some other universe”
That means that even after rapid expansion ended in our cosmos, a number of bubbles could keep inflating into their own baby universes. Each of these would give rise to other bubbles, spawning a sprawling multiverse.
“While inflation is going on, bubbles can pop out and expand in this inflating space,” says cosmologist Alex Vilenkin of Tufts University in Medford, Massachusetts, one of the pioneers of inflationary cosmology.
But proof has been hard to come by. Cosmologists have suggested that bubbles colliding with our universe could have left imprints in the cosmic microwave background, the leftover radiation of the big bang. However, such a signal would be very faint, and no conclusive evidence has yet been seen.
Vilenkin and his colleagues wondered if they could spot signs of the multiverse elsewhere in our universe. To investigate, they did a mathematical analysis of the fate of the bubbles formed during inflation.
They found that bubbles that form with an internal inherent energy lower than the inherent energy in our inflating universe will indeed begin to expand: the tension of space-time outside the bubble is greater than that inside, so the bubble walls are pulled outwards.
But when inflation ends in our universe, the tension dissipates, and the bubbles appear to start collapsing like deflating balloons.
A world within
That’s how it looks from the outside, from our vantage point, “but there is more to this picture”, says Vilenkin. The bubbles’ true fate depends on their size.
Bubbles that formed later would be smaller, and should collapse into standard black holes, with nothing inside apart from an infinitely dense point called a singularity.
But earlier bubbles would be bigger and would create larger black holes that conceal their own inflating universes.
For the first fractions of a second after inflation ended in our patch of space-time, when the bubbles began collapsing, we would have been connected to their interiors via wormholes. Unfortunately these wormholes would have closed almost immediately, cutting off the inflating universes within. “The opportunity has passed for us to send signals to these other universes,” says co-author Jaume Garriga of the University of Barcelona, Spain.
Even after the wormholes close, the space-time inside the black holes keeps inflating (arxiv.org/abs/1512.01819v1).
Andrei Linde of Stanford University in California, another pioneer of inflationary cosmology, is impressed. The work builds on ideas that were first thought up nearly 30 years ago, but Vilenkin and his colleagues have carried out the most detailed analysis yet of the bubbles’ fate. “It is beautiful general relativity,” says Linde. “General relativity sometimes offers you things that are extremely non-intuitive.”
The analysis provides a fresh way to look for signs of the multiverse by suggesting that our universe should have a distinctive distribution of black holes. The higher the mass of the black holes, the more of them there should be up to a critical mass, after which the number should fall. “That critical mass separates ordinary black holes from black holes that contain an inflating multiverse inside of them,” says Garriga.
This could help solve a long-standing mystery. Standard astrophysics has a hard time explaining how supermassive black holes became as big as they are today – there hasn’t been time for them to suck up sufficient matter. But in the new theory, the largest of the black holes that hide a universe within them would have started out much bigger than is otherwise possible. These giants could have grown to become the supermassive black holes we see today at the heart of galaxies, including our own Milky Way.
The work may also have implications for the black hole information loss paradox, which physicists have battled over for decades (see “Information lost and found“).
Don Marolf, who studies general relativity and black holes at the University of California Santa Barbara, points out that physicists have long wondered whether black holes conceal more than they reveal at their surfaces.
“This is essentially an extreme example of an ancient point, that black holes can have enormous interiors,” says Marolf.
Our universe could even look like a black hole to physicists in some other universe.
“This subject is really, really deep,” says Linde. “We are just starting to touch the surface and discover new things about the multiverse.”
Heb je deze gezien?quote:Op woensdag 10 februari 2016 16:51 schreef Parafernalia het volgende:
Kan iemand mij uitleggen van dat firewall gebeuren nu precies inhoudt?
quote:Op woensdag 10 februari 2016 20:59 schreef Haushofer het volgende:
[..]
Heb je deze gezien?
Heldere uitleg, probeer em eens. Deze wil ik zelf nog lezen,
http://profmattstrassler.(...)dox-an-introduction/
Goeie blog
De twee singulariteiten zullen dan samensmelten tot 1, waarbij de horizon groter of gelijk zal zijn aan de som van de twee waarnemershorizonnen afzonderlijk.quote:Op zondag 14 februari 2016 15:14 schreef Parafernalia het volgende:
[..]![]()
Als twee sterren op elkaar botsen slurpt de grootste ster de kleinste op. Hoe zit dat bij botsende zwarte gaten?
Ik bedoel eigenlijk, hoe gaat dat samensmelten precies...aangezien informatie niet uit een zwart gat kan ontsnappen. Blijven ze gewoon rondjes draaien totdat ze samensmelten, of trekt de één de ander langzaam leeg?quote:Op maandag 15 februari 2016 08:31 schreef Haushofer het volgende:
[..]
De twee singulariteiten zullen dan samensmelten tot 1, waarbij de horizon groter of gelijk zal zijn aan de som van de twee waarnemershorizonnen afzonderlijk.
Dat eerste, lijkt me; materie kan immers niet uit een singulariteit getrokken worden.quote:Op maandag 15 februari 2016 13:29 schreef Parafernalia het volgende:
[..]
Ik bedoel eigenlijk, hoe gaat dat samensmelten precies...aangezien informatie niet uit een zwart gat kan ontsnappen. Blijven ze gewoon rondjes draaien totdat ze samensmelten, of trekt de één de ander langzaam leeg?
quote:Five-Dimensional Black Hole Could 'Break' General Relativity
The researchers, from the University of Cambridge and Queen Mary University of London, have successfully simulated a black hole shaped like a very thin ring, which gives rise to a series of 'bulges' connected by strings that become thinner over time.
Ring-shaped black holes were 'discovered' by theoretical physicists in 2002, but this is the first time that their dynamics have been successfully simulated using supercomputers. Should this type of black hole form, it would lead to the appearance of a 'naked singularity', which would cause the equations behind general relativity to break down.
"If naked singularities exist, general relativity breaks down," said co-author Saran Tunyasuvunakool, also a PhD student from DAMTP. "And if general relativity breaks down, it would throw everything upside down, because it would no longer have any predictive power -- it could no longer be considered as a standalone theory to explain the universe."
quote:Black hole made in the lab shows signs of quantum entanglement
There’s only one way to study a black hole up close: build a copy in the lab. One physicist claims his desktop black hole, which swallows sound instead of light, has been spotted emitting entangled quantum particles. It could be a breakthrough in studying the exotic physics of these weird objects – although not everyone is convinced this fake black hole is the real deal.
Katie Bouman; the woman behind the first black hole photoquote:Op woensdag 10 april 2019 23:27 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
10-04-2019
Astronomen maken eerste foto van een zwart gat
[ afbeelding ]
De eerste ‘foto’ van een zwart gat. Afgebeeld is het superzware zwarte gat in de kern van het 55 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel M87. (EHT Collaboration)
De Event Horizon Telescope (EHT) – een wereldwijde array van acht radiotelescopen die door internationale samenwerking tot stand is gekomen – is ontworpen om beelden te maken van een zwart gat. Vandaag hebben onderzoekers van de EHT, via gecoördineerde persconferenties over de hele wereld, bekendgemaakt dat ze hun doel hebben bereikt. Ze hebben het eerste directe visuele bewijs gepresenteerd van een superzwaar zwart gat en zijn schaduw.
Deze doorbraak is vandaag aangekondigd in een reeks van zes artikelen die vandaag in een speciaal nummer van de Astrophysical Journal Letters zijn gepubliceerd. De foto toont het zwarte gat in het centrum van Messier 87, een kolossaal sterrenstelsel in de nabije Virgocluster. Het zwarte gat is 55 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd en heeft 6,5 miljard keer zoveel massa als de zon.
Zwarte gaten zijn uitzonderlijke kosmische objecten met enorme massa’s, maar extreem compacte afmetingen. Deze objecten beīnvloeden hun omgeving op extreme wijze. Ze vervormen de ruimtetijd en verhitten het hen omringende materiaal tot enorm hoge temperaturen.
‘In een heldere omgeving, zoals een schijf van gloeiend gas, verwachten we dat een zwart gat een donker gebied veroorzaakt, vergelijkbaar met een schaduw – iets dat voorspeld is door Einsteins algemene relativiteitstheorie, maar dat we tot nu toe nog nooit hadden gezien,’ legt Heino Falcke van de Radboud Universiteit en voorzitter van de wetenschappelijke raad van de EHT uit. ‘Deze schaduw, veroorzaakt door het gravitationeel afbuigen en invangen van licht door de waarnemingshorizon, openbaart veel over de aard van deze fascinerende objecten en heeft ons in staat gesteld om de enorme massa van het zwarte gat in M87 te meten.’
Diverse kalibratie- en beeldweergavemethoden hebben het bestaan aan het licht gebracht van een ringachtige structuur met een donker centraal gebied – de schaduw van het zwarte gat – dat gedurende meerdere onafhankelijke EHT-waarnemingen standhield.
Bij de EHT-waarnemingen wordt gebruik gemaakt van een techniek die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd. Bij deze techniek worden ver uiteen gelegen telescoopfaciliteiten met elkaar gesynchroniseerd en wordt de draaiing van onze planeet benut om één enorme radiotelescoop ter grootte van de aarde na te bootsen voor waarnemingen op een golflengte van 1,3 millimeter. Op die manier bereikt de EHT een hoekoplossend vermogen van 20 microboogseconden – voldoende om vanuit een café in Parijs een krant in New York te kunnen lezen. (EE)
allesoverterrenkunde)
Walgelijk, hoe die vrouw gepromoot wordt terwijl er een heel team achter zit. Zij was maar een onderdeel van alles, maar word nu gepushed als het grote masterbrein, want vrouw.quote:Op donderdag 11 april 2019 20:58 schreef maily het volgende:
[..]
Katie Bouman; the woman behind the first black hole photo
quote:Op donderdag 11 april 2019 10:24 schreef Haushofer het volgende:
[..]
Nee, 't is ook vrij technisch
Maar het is vergelijkbaar met iets wat je bij natuurkunde kunt hebben gehad: "schijnkrachten".
Newtons F=m*a vertelt ons dat waarnemers die met constante snelheid (in grootte en richting) t.o.v. elkaar bewegen, dezelfde experimentele uitkomsten zullen meten. Als je echter zelf gaat versnellen, dan zul je extra krachten meten in jouw waarnemersstelsel. Er werkt dan een kracht op jouw, maar omdat jij stilstaat t.o.v. jezelf, zul je zelf die kracht toedichten aan dingen die om je heen bewegen. Als jij bijvoorbeeld een balletje opgooit in een versnelde trein, zul jij meten dat het balletje een versnelling ondergaat, en dus volgens jouw referentiekader een kracht. Wat er eigenlijk gebeurt, is dat er een kracht op jou inwerkt, natuurlijk. In dit geval de motor van de trein, of de stoel die een kracht op jouw rug uitoefent, noem maar op.
We noemen dit soort krachten die je meet als je zelf versnelt inertiaalkrachten of schijnkrachten. Ze zijn "schijn", omdat ze eigenlijk op jou inwerken in plaats van het object waar jij een schijnkracht aan toedicht en je ze daarom altijd kunt laten verdwijnen door zelf weer met een constante snelheid te gaan bewegen. Beroemde voorbeelden van dit soort schijnkrachten zijn de centrifugaalkracht en de Corioliskracht.
Wat er wiskundig aan de hand is, is dat de vorm van Newtons wet F=m*a verandert als je naar een versnelde waarnemer gaat. Wiskundig zeggen we dat Newtons F=m*a niet covariant (= "niet dezelfde vorm hebbend) is voor versnelde waarnemers. Als je naar een versnelde waarnemer hupt, dan vertelt standaard wiskunde (de kettingregel voor differentiëren) dat je extra termen in je vergelijking F=m*a krijgt. Die interpreteer je natuurkundig als die inertiaalkrachten.
Nu is er in de kwantummechanica iets soortgelijks aan de hand. Daarin heb je te maken met velden, waarin "piekjes" worden opgevat als "deeltjes". Fotonen ("lichtdeeltjes") zijn bijvoorbeeld piekjs in het elektromagnetische (kwantum)veld. Geen piekjes betekent geen deeltjes. Die toestand noemen we een vacuüm. Maar nu blijkt dat de vorm van die velden alleen hetzelfde is voor waarnemers die met constante snelheid reizen, net als Newtons F=m*a. Als je gaat versnellen, dan zul je wiskundig piekjes gaan vinden in je veld waar de met constante snelheid reizende waarnemer deze niet heeft. En dus zal zo'n versnelde waarnemer deeltjes meten terwijl een waarnemer met constante snelheid geen deeltjes (oftewel een vacuüm) meet. Deze deeltjes, die versnelde waarnemers meten, noemen we Unruh-straling (naar de bedenker ervan), en kun je opvatten als de kwantummechanische analogie van "schijnkrachten". De benodigde energie voor die deeltjes komt eigenlijk van de energie die jij gebruikt om te versnellen; vergelijk dit met schijnkrachten!
Nu geldt volgens het equivalentieprincipe,
https://nl.wikipedia.org/wiki/Equivalentieprincipe
dat op korte lengte- en tijdschalen een versnelling niet is te onderscheiden van een zwaartekrachtsveld. Een waarnemer in een zwaartekrachtsveld zal, op korte lengte en tijdschalen, dezelfde experimentele uitkomsten vinden als een waarnemer in een zwaartekrachtsveld. Kort door de bocht blijkt dan dat een waarnemer in een zwaartekrachtsveld van een zwart gat net als een versnelde waarnemer Unruh-straling zal meten, alleen noemen we het dan anders: namelijk Hawking-straling. Er zitten hier nog wat subtiliteiten in dit verhaal; zo heeft een zwart gat b.v. een waarnemershorizon, net als een versnelde waarnemer. Die horizon is belangrijk in de afleiding, en daarom zal het zwaartekrachtsveld van b.v. de aarde geen Hawkingstraling uitzenden (tenminste, niet op dezelfde manier).
Dit is, voor zover ik begrijp, de meest eenvoudige uitleg van Hawkingstraling zonder dat je er "virtuele deeltjes die bij de horizon ontstaan"-onzin erbij sleept. Want die deeltjes ontstaan b.v. helemaal niet dicht bij de horizon; dat is een heuristische uitleg om er een plaatje bij te krijgen en een snapgevoel te verkopen.
Nou ja, misschien hebben mensen hier er wat aan![]()
Er wordt niets "gesmeed"quote:Op vrijdag 12 april 2019 12:06 schreef klappernootopreis het volgende:
Ik zit me nog steeds af te vragen wat voor elementen er worden gesmeed in zo'n zwart gat. Als je er van uit gaat dat er NIETS verloren gaat in het universum moet dit wel heel speciale materie zijn..
Een kosmische symfoniequote:Op vrijdag 12 april 2019 20:43 schreef Googolplexian het volgende:
[..]
Er wordt niets "gesmeed"
Als mens denken we vanuit de oudheid nog in deelbare deeltjes. De fout van onze redenatie is dat alles "quantized" is.
Ik denk dat String Theory een stuk realistischer is ... oneindig deelbaar maar harmonisch.
Als muziek, zeg maar.
|
Forum Opties | |
---|---|
Forumhop: | |
Hop naar: |