Ik heb een vraag - Kan men op basis van de dood van een zwart gat een reconstructie maken van de Oerknal en later?

Kan men op basis van de dood van een zwart gat een reconstructie maken van de Oerknal en later?

20/07/2010 - Niels (16 jaar)

Context van de vraag:

Het heelal is onstaan uit de Oerknal. Alles begon vanuit een enorm klein volume met een hele grote energiedichtheid (=singulariteit). Ook de kern van een zwart gat bezit zo'n singulariteit. In de veronderstelling dat kleinere zwarte gaten kunnen 'sterven' door verlies aan massa (vanwege de Hawking-straling) en als we zo'n dood op een welbepaalde manier kunnen waarnemen, zouden we dan een miniatuurversie zien van wat er tijdens de Oerknal gebeurde? Is dit de enige manier waar wetenschappers, op een 100% correcte wijze (want de Oerknaltheorie is niet noodzakelijk correct, toch?), kunnen vaststellen wat er tijdens de Oerknal en tot vele duizenden jaren later gebeurde of zijn er andere manieren om dit te doen?

Groeten
Niels

Antwoord

Een zwart gat is een ander soort singulariteit als het heelal zelf. En ook de evaporatie van een zwart gat is van een andere aard dan de oerknal. De evaporatie van een zwart gat betekent dat er iets kan ontsnappen uit een zwart gat,dat ingebed is in een ruimte en tijd waarover we iets kunnen zeggen. Maar uit het heelal ontsnappen lukt niet, en buiten het heelal staan om ernaar te kijken dus ook niet, niet in werkelijkheid, maar ook niet in gedachten! Wel in misvattingen.

We zullen nooit 'op een 100% correcte wijze' kunnen vaststellen wat er 'tijdens' de oerknal gebeurde. Op dat prille eerste moment was alles oneindig: temperatuur en dichtheid, maar ook onze onwetendheid (hetgeen deze zin meteen relativeert). Voor een waarnemer vandaag en morgen is de oerknal altijd gesitueerd op de afstand die net te groot is om het nog net te zien: de afstand waar we de oerknal zouden waarnemen blijft almaar met de lichtsnelheid groter worden.

We kunnen wel onze kennis over de oerknal blijven vergroten door na te gaan wat er kort nadien zo allemaal gebeurde, en daaruit het begin te reconstrueren. Waarbij we (en dat lijkt toch redelijk) aannemen dat de regels van het spel, de wetten van de fysica, altijd dezelfde zijn geweest. Op die manier kan de mens met zijn vindingrijkheid en logische vermogens verbazend spannende theorieen vinden, maar de ultieme check - de experimentele verificatie - kan nooit helemaal volledig zijn.

Het kortste na de oerknal dat we kunnen 'zien', is ongeveer 400 duizend jaar erna. In die eerste 400 duizend jaar werden lichtstralen voortdurend omgebogen, dan niet meer (heeft te maken met het neutraal worden van de eerst geioniseerde materie). We zien dus vorm in de achtergrond vanaf het moment dat die ombuigingen stopten, de structuur van ervoor is verloren voor onze waarnemingen.

Toch heeft men de hoop nog niet op dat ons signalen bereiken van vroeger dan dat, misschien van de eerste seconden. Dat zou dan geen elektromagnetische straling zijn zoals licht, maar wel gravitationele straling. Die bestaat, maar is heel erg zwak, en nauwelijks te meten aan de objecten van vandaag. Maar in het vroege heelal was het zo dicht dat er herkenbare gravitationele straling van kan overblijven. Daar zoekt men vandaag naar.

En verder 'zien' we met ons verstand, door te zoeken naar oorzaken voor de gevolgen die we waarnemen. Zo kan men uit de relatieve hoeveelheid waarin sommige lichte scheikundige elementen vandaag voorkomen afleiden wat de temperatuur en de dichtheid van de eerste minuten van het heelal moeten geweest zijn.

Deze vraag werd beantwoord door:
Prof. Christoffel Waelkens
Gewoon Hoogleraar Sterrenkunde

Katholieke Universiteit Leuven

Gerelateerde vragen

65 miljoen jaar geleden stierven de dinosaurussen uit. Algemeen wordt aangenomen ten gevolge van een komeetinslag. Heeft men ooit (d.m.v. computers) een reconstructie kunnen maken van deze impact?

kan de zwaartekracht van een zwart gat wel groter zijn dan de ontsnappingssnelheid van licht?

Kan een zwart gat een ander zwart gat opslorpen?

Stuur dit antwoord naar een vriend

Deze pagina afdrukken

Reacties op deze vraag

26/07/2010 Niels - vraagsteller Beste professor Waelkens Eerst en vooral bedankt voor uw antwoord. Toch snap ik 1 ding (nog) niet zo goed... Hoe kan men uit die gravitationele straling meer te weten komen over de oerknal? Ik bedoel je kan straling toch niet bestuderen onder bv. een microscoop? Hoe kunnen we het dan gebruiken? Of is het gewoon met ons verstand zoeken naar een oorzaak van het gevolg van gravitationele straling en zo afleiden wat er in die 400.000 jaar tijdens en na de oerknal zich afspeelde? Met vriendelijke groeten Niels
27/07/2010 Waelkens Christoffel Meten onder een microscoop niet, wel opvangen, detecteren met specifieke instrumenten. Zoals we het licht toch ook vastleggen met allerhande soorten detectoren. Voor de gravitatiestraling is het alleen veel moeilijker, omdat er minder energie in die straling zit; vandaag zijn onze detectoren nog niet gevoelig genoeg om gravitatiestraling te detecteren. Dat ze bestaat, leiden we af uit niet rechtstreekse methoden, bij voorbeeld bronnen die energie verliezen volgend precies de wet die de theorie van gravitatiestraling voorspelt. Het voordeel met gravitatiestraling is, dat deze - in tegenstelling met elektromagnetische straling - niet beinvloed werd door de geladen materie van de eerste 400 duizend jaar. Het 'beeld' dat de gravitatiestraling geeft, is dus 'echt'. En gedurende de allereerste seconden moet de gravitatie erg sterk geweest zijn, en dus de gravitatiestraling significant. Hoe sterk ze toen was (en dus hoe sterk het te ontdekken signaal vandaag) hangt af van de theorie die men hanteert, maar precies daarom is het zinvol om ze te proberen te meten.
28/07/2010 Niels - vraagsteller Beste Gravitationele straling heeft dus minder energie dan elektromagnetische straling. Is dat de reden waarom zij niet (of veel en veel minder dan elektromagnetische straling) werd omgebogen? Of werd zij niet omgebogen omwille van een ander verschijnsel? Met vriendelijke groeten Niels
28/07/2010 Waelkens Christoffel Dat gravitationele straling zoveel minder energie heeft en zo moeilijker te detecteren is, is vooral het gevolg van het feit dat de gravitationele aantrekkingskracht op zich veel zwakker is dan de elektromagnetische interactie. Deze laatste werkt echter enkel als er netto ladingen optreden. Licht is ook een elektromagnetisch effect. Als licht langs een lading passeert, wordt het erdoor beinvloed. Gedurende de eerste 400 duizend jaar is het zo heet dat alle atomen ontbonden zijn in (geladen) kernen en elektronen, en daar wordt het licht sterk door gehinderd. Eens de kernen en elektronen gecombineerd zijn tot neutrale atomen, vervalt die hinder. Maar gravitationele straling voelt geen verschil tussen ladingen en neutrale materie en wordt door beide even weinig beinvloed.
29/07/2010 Niels - vraagsteller Goed, ik begrijp uit uw antwoorden dat wetenschappers nu vooral proberen om gravitationele straling te detecteren om zo (hopelijk) meer over de oerknal te weten te komen. Het was voor mij zeer leerrijk, bedankt voor uw tijd en uw duidelijke antwoorden. Met vriendelijke groeten Niels

Enkel de vraagsteller en de wetenschappers kunnen reageren op deze vraag en het antwoord.