Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Is het mogelijk dat alle materie in een zwart gat komt terwijl het heelal blijft uitdijen?

Er zijn een aantal theorien over hoe het afloopt met het heelal. Éen daarvan is de bijv. de big chrunch.

De Big Crunch of Eindkrak is het theoretisch tegenovergestelde van de big bang, de ineenstorting van het heelal in de zeer verre toekomst als gevolg van de zwaartekracht. Deze hypothetische gebeurtenis vindt alleen plaats als de hoeveelheid materie in het heelal groot genoeg is. Indien de dichtheid kleiner is dan de kritische dichtheid, zal het heelal oneindig blijven uitdijen en afkoelen. Deze andere mogelijkheid wordt ook wel de Big Chill genoemd. Een derde mogelijkheid is de Big Rip.

Maar stel dat een zwart gat alle materie uiteindelijk aangetrokken heeft en dus ook alle kosmische achtergrondstraling heeft opgenomen. Kan het heelal dan toch blijven uitdijen zoals het nu doet. Of moet het heelal dan kleiner worden?

8 jaar geleden
1.4K
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Als een zwart gat alle materie heeft aangetrokken, wat blijft er verder dan nog van het heelal over? Bedenk dat ook straling massa heeft (daarom kan licht niet uit een zwart gat ontsnappen). Dus waaruit zou het heelal, naast materie en straling, kunnen bestaan?
Thecis
8 jaar geleden
@willemneochorio
Vooralsnog is de aanname dat zwarte gaten kunnen verdampen, zij het dat ze daar een behoorlijk tijdje over doen... Overigens is je uitspraak dat licht massa heeft en het daarom niet kan ontsnappen uit een BH niet geheel correct (het is de verkeerde kant op).
De ontsnappingssnelheid van een BH ligt heel hoog, namelijk > 300.000 km/s. Daarom ontsnapt zelfs licht niet meer aan een BH. Einstein heeft al aangegeven dat energie en massa uitwisselbaar is en dus in feite hetzelfde (massa = gecondenseerde energie). Dus je kan het heel gemakkelijk zeggen, alles bestaat uit energie en uiteindelijk zal de energie gelijkmatig over het universum verspreid worden (voor wat uitgebreider, zie mijn antwoord).

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (2)

De Big Crunch komt uit de tijd dat men nog niet zeker wist of het heelal statisch was of hoe snel de uitdijing ging. Tegenwoordig weten we dat de uitdijing steeds sneller gaat en dat de zwaartekracht daar geen invloed meer op heeft. Op een gegeven moment zal alle massa geheel uitgespreid zijn op de grote schaal.

Op de kleine schaal (kijk naar de lokale cluster) wint de zwaartekracht het nog wel en is het zelfs zeer aannemelijk dat alles uiteindelijk in 1 zwart gat opgenomen zal worden.
Zelf geef je ook al aan dat je deze informatie weet. Maar kan het heelal toch nog uitdijen?

Vooralsnog is er geen reden om aan te nemen dat het heelal gaat stoppen met uitdijen. Vooralsnog weten we dat het alleen maar sneller zal gaan (dus het zal over miljarden * miljarden jaren zelfs gaan lijken alsof de lokale cluster de enige massa in het universum is, theoretisch dan).

Aangezien alle massa uiteindelijk in zwarte gaten terecht gaat komen en de theorie beschrijft dat ook zwarte gaten zullen verdampen (maar dan hebben we het over iets van 160 miljard jaar, zo uit het hoofd), zal alle energie gelijkmatig over het universum verdeeld worden (dat gelijkmatige zal dus nog langer duren, sterker nog, als het universum zo snel uitdijt, is het de vraag of energie uiteindelijk gelijkmatig verdeeld KAN worden…).

Maar vooralsnog is er dus niets wat deze uitdijing zal tegen houden.
Als je hier meer over wil weten, google via youtube eens op M-theory en branes. Dit beschrijft in feite een multiversum waarbij een big chill nodig is om een nieuwe big bang te veroorzaken. Wiskundig klopt het allemaal met de kennis die we nu hebben. Het bewijzen is een whole other matter…
(Lees meer...)
Thecis
8 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
"Aangezien alle massa uiteindelijk in zwarte gaten terecht gaat komen" Waar haal je dat vandaan?
Thecis
8 jaar geleden
@mullog
Massa trekt elkaar aan, daar hebben we geen discussie voor nodig. Zwarte gaten zijn zo'n wijdversprijd fenomeen dat de kans 100% is dat massa ergens een keer in de invloedsfeer komt van een BH. Dat zien we nu ook al. Zodra het binnen de binnenste invloedsfeer komt van een BH, ontsnapt het niet meer (want massa trekt elkaar en de massa draait om het BH heen. kwestie van tijd voordat het opgeslokt wordt. Dat is er nog het "probleem" van de jets, waarbij deeltjes miljoenen lichtjaren de ruimte in geschoten worden. Dit zal uiteindelijk ook weer binnen de binnenste invloedsfeer komen van een BH (buitenste invloedsfeer buigt objecten slechts af, binnenste invloedsfeer "vangt" de objecten). De jets onstaan door de hoge temperaturen van de accretion disk. Naarmate meer massa over de event horizon gaat, zal de accredition disk tzt ook niet meer bestaan en de jets niet meer bestaan.
Dit is een logisch gevolg van de dynamiek van een zwart gat. Het hele "probleem" met zwarte gaten is het "checking-in, not checking out" principe. En zoals ik al zei komen zwarte gaten zodanig veel voor dat de kans op tegenkomen 100% is. Wellicht moet ik heel eerlijk zijn en zeggen dat 99.9999999 (enz)% van de massa in een BH terecht komt. Er is inderdaad geen garantie dat het allerlaatste proton (ik noem maar iets) ook verwerkt wordt door een BH, maar gewoon bestaat tot "het einde der tijden".
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Dit is echt onzin.
Thecis
8 jaar geleden
@mullog
Hartelijk dank voor je gefundeerde mening. Zeer gewaardeerd. Mocht je in detail willen treden van wat onzin is, kan ik daar op in gaan. Vooralsnog doe je dat niet en kan ik eigenlijk alleen maar conclusies trekken die ik liever niet trek (ivm snappen v.d. materie e.d.).
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Mijn reactie is nogal bot, waarvoor excuses, maar het is echt wel onzin dat je schrijft. Zwarte gaten zijn een wijdt verspreid fenomeen, dat klopt, ook in letterlijke zin. De afstanden in het heelal zijn van een schaal dat ze ook nog eens zo ver uit elkaar liggen dat je er makkelijk aan kunt ontkomen. Daarnaast valt de aantrekkingskracht wel mee, deze neemt namelijk af met het kwadraat van de afstand. Een korte berekening uitgaande van het zwarte gat in het centrum van ons melkwegstelsel en gemakshalve ons zonnestelsel waarbij ik alleen rekening hou met de massa van de zon die 98% van de massa van het zonnestelsel vertegenwoordigd: m1 = Massa Zon = 1,90E+30 KG
m2 = Massa Zwart Gat =7,03E+36
G = Gravitatie constante = 6,67E-11
r = Afstand = 2,37E+20 (= 25.000 lichtjaar) De kracht wordt dan berekend door de formule
F= G(m1*m2)/r^2 en dat levert een kracht van: F = 1,59E+16 N als zijnde de kracht die het zwarte gat op ons zonnestelsel uitoefent. De versnelling waarmee we naar het z\warte gat vallen is eenvoudig uit te rekenen met de formule: F = m*a waarbij m de massa van de zon is. Dit levert een versnelling van 8,38E-15
m/sec. Dit zijn femtometers, duizendsten van picometers! Je haalt er jets bij maar jets vertegenwoordigen nog geen fractie van een fractie van een fractie van de materie van het heelal, dus die kunnen gevoeglijk buiten beschouwing blijven. En als het mechanisme zoals jij beschrijft zou werken dan zou dat betekenen dat de Hubble deepspace opnamen geen sterrenstelsels zouden moeten laten zien omdat het licht onderweg al ergens door een zwart gat opgepikt zou zijn. Daarnaast draaien al praktisch sinds het begin van het heelal enorme hoeveelheden materie om zwarte gaten (sterrenstelsels) zonder er in te vallen en zonder dat er een indicatie is dat deze materie op weg is er in te vallen. Met de materie verdeling in het universum is er nooit een situatie waarin alle materie in een zwart gat terecht zal komen behalve dan bij het mechanisme wat WimNobel in zijn antwoord schrijft. Dus misschien hoef je die conclusie niet te trekken ;-)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Ik ga akkoord met Thecis: Doordat alle massa elkaar aantrekt, is het alleen een kwestie van tijd totdat alle massa zich in zwarte gaten bevindt.
Ook al gaat het om enkele femtometers per seconde, uiteindelijk (na jarenlang wachten) zal ook deze massa in een zwart gat komen.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Je begrijpt de strekking van mijn voorbeeld niet. Dat is alleen om aan te tonen dat de zwaartekracht werking van een zwart gat op een relatief korte afstand al niks meer voorstelt (25.000 lichtjaar is niks in het universum).De verdeling van de massa door het universum alleen al voorkomt dat het samen gaat pakken.
Thecis
8 jaar geleden
@mullog
De zwaartekracht stels volgens jou niets voor, maar het centrak zwarte gat in de melkweg, Sagatorius A* zorgt er wel voor dat alles hier omheen blijft draaien. Anders zouden we wel weg ebben.
Het tweede wat je niet hebt mee genomen in je berekening is al die massa die tussen de zon en het zwarte gat zit. Aangezien de massa dichtheid dicht bij het zwarte gat veel hoger is dan in de buitenregionen, is dit een massa (en dus aantrekkingskracht) die je niet mag verwaarlozen. Dus die enkele paar femtometers (die idd nagenoeg te verwaarlozen zijn), zijn wel iets groter. Berekenig wil ik nog wel voor je maken als dit nog niet overtuigt... Ten tweede trekt de lokale cluster elkaar aan. In een paar miljard jaar komt Andromeda zo'n beetje door de melkweg heen. Dit brengt het hele zaakje ook in rep en roer waardoor een nieuw (schijnbaar!) evenwicht zich zal inzetten. Dit is op allemaal op basis van zwaartekracht. .Het stelt voor jou niets voor, maar voor de natuur is het iets wat wel degelijk gaat bijdragen.
Als het daadwerkelijk niets zou voorstellen, zouden objecten als de Great Sloan Wall niet bestaan. Dit is een Superstructure wat in stand wordt gehouden op basis van zwaartekracht! En dan heb je het over iets meer van 25 kly... Daardoor zal het merendeel in de zwarte gaten vallen. Omdat de vraag was dat ALLE massa daarin zou vallen, haalde ik de jets aan. Niet dat er zoveel massa (ivm totale massa) in komt, maar wel dat er veel massa weggeslingerd wordt. Als je naar een totaal kijkt, zal je dat even moeten meenemen. Uiteindelijk zal niet alle massa in 1 BH ziten. Dat was ook niet de vraag. UIteindelijk zal alle massa in alle miljarden*miljarden zwarte gaten die het universum rijk is komen te zitten. En die zullen (naar de huidige inzichten) waarschijnljk verdampen over een periode van 100-de miljarden jaren...
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Nee. Het zwarte gat is niet in staat de melkweg bij elkaar te houden, laat staan op te eten. He zwarte gat heeft een massa van 3,7 miljoen zonnen. De melkweg bestaat uit circa 200 miljard sterren. Dat betekent dat de massa van het zwarte gat 0,002% van de massa van de melkweg is. De totale massa houdt de zaak bij elkaar, samen met de donkere materie die hier nog eens een veelvoud van de zichtbare materie is. Het spijt me zeer maar je hebt echt een verkeerd beeld van hoe dit werkt.
Thecis
8 jaar geleden
@mullog
Prima, 1 van ons 2 weet niet precies hoe het werkt.
Wordt vervolgd
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Leuk! ik heb je vraag inmiddels gezien.
Ja, binnen de context van het gesloten heelalmodel is dat mogelijk.
Onder de heelalmodellen is het gesloten heelal, waarin de uitdijing overgaat in een inkrimping die uiteindelijk leidt tot de big crunch, niet meer zo populair. Dat komt door de ontdekking van de versnelde uitdijing, die niet met dit model verenigbaar is. Maar dat neemt niet weg dat we nog steeds aan dit model kunnen rekenen en conclusies trekken over de manier waarop dit model zich ontwikkelt en eventueel aan z'n einde komt.
Welnu, in het gesloten heelal wint de zwaartekracht het uiteindelijk van de uitdijing. De schaalgrootte bereikt een maximum waarde en gaat daarna weer afnemen. Onder uitdijing verstaan we niet het uit elkaar bewegen van sterrenstelsels in een al bestaande oneindige lege ruimte. Nee, het is de ruimte zelf die uitdijt. En evenzo is het de ruimte zelf die inkrimpt nadat het maximum bereikt is. Onderhand zullen, ook al tijdens de uitdijing maar zeker ook tijdens de inkrimping, steeds meer zwarte gaten gevormd worden die zich ook met elkaar gaan verenigen. Als je dan bovendien nog veronderstelt dat het heelal eindig groot is en dus slechts een eindig aantal zwarte gaten kan bevatten, dan kom ik inderdaad tot de conclusie dat er uiteindelijk één zwart gat zal overblijven. Daarbuiten is niets: geen materie, geen energie, geen ruimte en geen tijd.
Dit alles kan natuurlijk weer genuanceerd worden door in te gaan op Hawkingstraling en andere quantummechanische effecten. Maar in het oorspronkelijke model van het gesloten heelal is daarvoor geen plaats. De ruimte bestaat bij de gratie van de materie en als de materie is verdwenen (in een zwart gat, of in de big crunch) dan is er ook geen ruimte meer.
(Lees meer...)
WimNobel
8 jaar geleden
erotisi
8 jaar geleden
Je zegt 'ja, dat is mogelijk binnen de context...' Maar begrijp ik je verhaal goed dat je eigenlijk nee bedoelt omdat het zwarte gat juist niet samen gaat met een blijvende uitdijing omdat de ruimte er zelfs in verdwijnt?
WimNobel
8 jaar geleden
Als je met "het zwarte gat" de big crunch bedoelt en niet zomaar een willekeurig lokaal zwart gat, ja dat is niet compatibel met een blijvende uitdijing.
Maar wat ik vooral wil benadrukken is dat de modellen met blijvende, of zelfs versnelde uitdijing weliswaar tegenwoordig door meer meetresultaten worden ondersteund, maar dat het nog steeds modellen zijn. Het zou mij niet verbazen als er vroeger of later een meting gepubliceerd wordt waardoor we het model van het gesloten heelal weer moeten afstoffen en oppoetsen.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000
Gekozen afbeelding