Zwarte Gaten Prof.dr. Paul Groot Afdeling Sterrenkunde Radboud Universiteit Nijmegen

Overzicht: Wat is een zwart gat? Bizarre effecten rond een zwart gat Waar vinden we zwarte gaten? Is een zwart gat werkelijk zwart?

Een zwart gat: ‘Een zwart gat is een object waarbij de ontsnappingsnelheid hoger is dan de lichtsnelheid (vesc > c = 300 000 km/s)’ Een zwart gat kan elke massa hebben!

Een zwart gat: Correcte beschrijving van ruimte en tijd rond een zwart gat: algemene relativiteistheorie Albert Einstein Correcte beschrijving van natuurwetten binnen een zwart gat: ?????

Ontsnappingsnelheid Ontsnappingsnelheid: nodig om los te komen van een object = vrije valsnelheid op een object ,

Ontsnappingsnelheid Ontsnappingsnelheid: een combinatie van de straal en de dichtheid van een object vesc (Aarde) = 11 km/s vesc (Zon) = 600 km/s vesc (NS) = 0.5 c

Een zwart gat Wanneer is de ontsnappingsnelheid c ? Rsch = Schwarzschild straal

Een zwart gat Grootte van de Schwarzschild straal: Voor : M = 1 Mzon : Rsch = 3 km M = 1 Maarde : Rsch = 9 mm M = 1 Mmens : Rsch ~ 1 x 10-25 m

De Schwarzschild straal Wat is de Schwarzschild straal? Dit is een informatie-barriere: informatie kan wel van buiten naar binnen,maar niet andersom Rsch = ‘Event horizon’ Rsch Wel er in, niet eruit

Golflengte wordt langer: roodverschuiving Fysische effecten Rood verschuiving: een foton verliest energie op weg naar buiten Deeltjes Fotonen R2 Erin: energiewinst Eruit: energieverlies Golflengte wordt langer: roodverschuiving

Fysische effecten Ultieme roodverschuiving Als: Getijde krachten: Het verschil in aantrekkingskracht over twee kanten van een object F1 F2

Voor een zwart gat: getijdekrachten trekken je uit elkaar Fysische effecten Voor een zwart gat: getijdekrachten trekken je uit elkaar

Laatste stabiele baan: R2 = 3 Rsch Fysische effecten Stabiele banen rond een zwart gat? Ver weg: ja! In de limiet gaat Algemene Relativiteits Theorie naar Newtoniaanse zwaartekracht Heel dichtbij: nee: gevolg van ART Laatste stabiele baan: R2 = 3 Rsch

Fysische effecten Zwart gat heeft geen ‘haar’: Alleen een massa en een rotatiesnelheid Geen lading en geen magneetveld

Hoe zien we een zwart gat? We zien een zwart gat door gas/object dat er omheen beweegt

Hoe zien we een zwart gat? We zien een zwart gat door gas/object dat er omheen beweegt

Waar vinden we zwarte gaten In dubbelstersystemen: In centra van sterrenstelsels:

Ook in de Melkweg? Ja!

Mbh ~ 4 miljoen Zonsmassa’s Ook in de Melkweg? Ja! Mbh ~ 4 miljoen Zonsmassa’s

Hoe maken we zwarte gaten? In de Big Bang (alle massa’s mogelijk) In Supernova explosies Door botsingen van zwarte gaten

Kunnen we dit zien? Misschien:electromagnetisch Zeker: in zwaartkrachtstraling

Zijn ze echt zwart? Niet helemaal: Hawking straling Anti-deeltje deeltje Uiteindelijk (τHawking >> τhubble) kan het zwarte gat verdampen