Zwarte gaten en dummies #2 Dement in een andere dimensie

quote:

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 beïnvloeden 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)

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

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..