Zo is het om opgeslokt te worden door een zwart gat

Beelden laten zien hoe het is om in een zwart gat te vallen

• 

  Het benaderen van een zwart gat

  Astrofysicus Schnittman begint zijn simulatie met een ver uitzicht op een superzwaar zwart gat omringd door een gloeiende ring van gas.

  Zwarte gaten zijn per definitie onzichtbaar, omdat hun zwaartekracht zo groot is dat er niets aan kan ontsnappen – zelfs geen licht. Maar als een ster of gaswolk zich te dicht bij een zwart gat waagt, kan de zwaartekracht van het zwarte gat het uit elkaar trekken.

  Het resultaat is dat het gas rond het zwarte gat draait en een zogenoemde accretieschijf vormt, de rode ring die je in deze afbeelding rond het zwarte gat ziet.

   

  NASA's Goddard Space Flight Center/J. Schnittman and B. Powell

• 

  Een stap dichter bij de vergetelheid

  Als de camera verder inzoomt, zie je een donkere band binnen de accretieschijf gevolgd door een dunne ring van licht dichter bij het centrum van het zwarte gat. Deze ring wordt een fotonring genoemd.

  Een fotonengordel is de laatste eigenschap van een zwart gat die je kunt zien voordat je het punt bereikt waarop geen weg meer terug is, de waarnemingshorizon. Zodra je de waarnemingshorizon passeert, zit je voor altijd gevangen in de zwaartekracht van het zwarte gat. Er is geen ontsnappen aan.

  En die donkere band net buiten de fotonring? Dat heet de schaduw van de waarnemingshorizon. Het is een eigenaardig trucje dat wordt veroorzaakt door de vervormde ruimtetijd rond de waarnemingshorizon.

  NASA's Goddard Space Flight Center/J. Schnittman and B. Powell

• 

  Versnelde aanzuiging door het zwarte gat

  Naarmate een ruimteschip dichter bij de waarnemingshorizon komt, wordt de zwaartekracht van het zwarte gat sterker. Je wordt dan naar het zwarte gat toegezogen met snelheden die de lichtsnelheid benaderen.

  Als gevolg daarvan wordt het licht dat je kunt zien versterkt en lijkt het helderder, “ongeveer zoals het geluid van een tegemoetkomende raceauto in toonhoogte toeneemt”, aldus NASA in een persbericht waarin de video’s worden beschreven.

  Het licht wordt ook steeds meer vervormd, omdat het ruimtetijdgebied waarin je je begeeft meer wordt vervormd door de zwaartekracht van het zwarte gat.

  NASA's Goddard Space Flight Center/J. Schnittman and B. Powell

• 

  Nog 10 minuten...

  Als je eenmaal de fotonenring bent gepasseerd, ben je volgens NASA’s berekeningen nog maar 10 minuten verwijderd van het bereiken van de waarnemingshorizon.

  In die 10 minuten blijf je het licht van de accretieschijf en de fotonenring zien vervormen in een herhaalde cyclus van groeiende en krimpende ovalen.

  “Zodra de camera de horizon passeert, zijn er nog 12,8 seconden te gaan tot zijn vernietiging door ‘spaghettificatie'”, aldus Schnittman in het persbericht van de NASA.

  ‘Spaghettificatie’ is de term die beschrijft hoe de zwaartekracht van het zwarte gat je lichaam zou uitrekken tot een dunne sliert spaghetti.

  NASA's Goddard Space Flight Center/J. Schnittman and B. Powell

• 

  Geen terugkeer meer mogelijk

  Op dit moment zou je waarschijnlijk door de stress geen tijd hebben om naar buiten te kijken. Maar als je dat zou doen, zou je alleen een vage, dunne rode streep licht zien terwijl je naar het centrum van het zwarte gat duikt.

  Zodra je de waarnemingshorizon bent gepasseerd, is het nog maar 128 kilometer naar het centrum van dit zwarte gat. Het centrum wordt de singulariteit genoemd. Het is een mysterieuze plek waar de zwaartekracht zo extreem is dat onze natuurkundige wetten niet meer werken en we niet weten wat er gebeurt.

  We weten wel dat je dood bent voordat je dit punt bereikt.

  NASA's Goddard Space Flight Center/J. Schnittman and B. Powell

• 

  Hoe zwarte gaten hun prooien tot slierten spaghetti oprekken

  Zwarte gaten hebben de sterkste aantrekkingskracht van alle objecten in ons universum. Daarom kunnen ze gemakkelijk een hele ster in stukken scheuren, als de ster te dichtbij komt.

  Stel dat je op het oppervlak van een zwart gat kunt gaan staan. Je voeten zouden een sterkere zwaartekracht voelen dan je hoofd, omdat je voeten dichter bij het centrum van het zwarte gat zouden staan, waar de zwaartekracht het grootst is.

  Als gevolg daarvan zou het zwarte gat je voeten sneller naar het centrum trekken dan je hoofd, waardoor je beetje bij beetje, centimeter voor centimeter, zou uitrekken tot je zo dun zou zijn als spaghetti.

  European Southern Observatory

• 

  Hoe een zwart gat er echt uitziet

  De simulatie van NASA is gebaseerd op een superzwaar zwart gat van dezelfde grootte als dat in het centrum van ons sterrenstelsel: Sagittarius A*. Hier is een afbeelding van hoe Sagittarius A* er echt uitziet.

  Wetenschappers hebben deze afbeelding van Sagittarius A*, gemaakt met behulp van de Event Horizons Telescoop in 2022. Het is niet zo duidelijk als de simulatie van NASA, maar je kunt nog steeds een aantal opvallende kenmerken zien: een accretieschijf van licht rondom een zwart centrum.

  Hoewel het er op het eerste gezicht misschien niet zo verbazingwekkend uitziet, wordt deze foto van een zwart gat veel indrukwekkender als je je realiseert dat Sagittarius A* ongeveer 26.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is.

  EHT Collaboration

• 

  Hulp van Einstein

  Een grote bijdrage van Einstein aan ons begrip van het heelal is zijn algemene relativiteitstheorie. Zonder deze theorie zouden wetenschappers zwaartekrachtgolven, de uitdijing van het heelal en zwarte gaten niet kunnen begrijpen.

  “Het simuleren van deze moeilijk voor te stellen processen helpt me om de wiskunde van relativiteit te verbinden met werkelijke gevolgen in het echte universum”, zegt Schnittman in het persbericht van de NASA.

  Schnittman maakte deze prachtige simulaties met behulp van de Discover supercomputer in het NASA Center for Climate Simulation. Het duurde daardoor 5 dagen om ze te maken, terwijl het meer dan 10 jaar zou hebben geduurd als hij een gewone laptop had gebruikt.

  Ernst Haas / Contributor

• Bekijk de hele video van NASA