AFGRONDEN IN HET HEELAL

Zwarte Gaten door Igor Novikov 244 blz., Contact 1991, vert. Govert Schilling (Black Holes and the Universe, Cambridge UP 1990) ISBN 90 254 4928 0

"Een gat in de ruimte met een duidelijk bepaalde rand waar alles overheen kan vallen, maar waaruit niets kan ontsnappen, een gat met een zwaartekrachtsveld dat zo sterk is dat het zelfs licht in zijn greep gevangen houdt, een gat dat de ruimte kromt en de tijd tordeert.'

Deze karakterschets slaat op de meest fantastische en intrigerende schepping van de zwaartekracht: het zwarte gat. Zwarte gaten zijn geen science fiction of paranormale verschijnselen, maar een uitvloeisel van de wetten van de moderne fysica onder extreme omstandigheden, te weten een supersterke zwaartekracht. Het zijn letterlijk afgronden in de zwaartekracht, waarin zich processen manifesteren die wij in het dagelijks leven (gelukkig) niet tegenkomen.

Zwarte gaten zouden ontstaan wanneer een bepaalde hoeveelheid materie zo sterk wordt samengeperst, dat de ontsnappingssnelheid aan de rand van dat gebied groter wordt dan de lichtsnelheid. Zelfs het licht in dit gebied zou dan niet meer aan de zwaartekracht kunnen ontsnappen, laat staan een trager iets als een ruimteschip. De zon zou een zwart gat worden wanneer haar straal kon worden teruggebracht van 700.000 km tot 3 km; de aarde zou tot een bolletje van een centimeter moeten worden verkleind.

Het bestaan van zwarte gaten werd al ruim tweehonderd jaar geleden voorspeld door de Britse natuurfilosoof en geoloog John Michell. Hij redeneerde nog volgens de Newtonse mechanica. De moderne theorieën over zwarte gaten zijn gebaseerd op de algemene relativiteitstheorie van Einstein, die vrijwel alles omvat van wat er van de zwaartekracht bekend is. In die theorie zijn ook licht en tijd aan de zwaartekracht onderworpen en wanneer die maar sterk genoeg is, kunnen ook zij niet meer veranderen. In zwarte gaten staat de tijd ten opzichte van ons stil.

Zwarte gaten zijn van nature onzichtbaar en de enige manier om ze te ontdekken berust dan ook op het bestuderen van hemellichamen die blijk lijken te geven van de aanwnezigheid van donkere objecten met een zeer sterk gravitatieveld. In de jaren zestig is men langs deze weg naar zwarte gaten gaan zoeken, maar hoewel er een aantal kandidaat-objecten is gevonden, is het wachten nog steeds op een echt, ondubbelzinnig bewijs van hun bestaan.

Het zal duidelijk zijn dat een zwart gat niet door de mens kan worden gemaakt. Toch zijn vele astronomen van mening dat er in ons Melkwegstelsel wel miljoenen zwarte gaten zouden kunnen zijn. Zij zouden kunnen ontstaan wanneer zware sterren aan het einde van hun leven door het stoppen van kernfusiereacties onstabiel worden en ineenstorten. Reusachtige zwarte gaten zouden er door samensmelting van sterren kunnen ontstaan in de kernen van sterrenstelsels. En misschien bestaan er ook wel mini-gaatjes, kleiner dan een atoomkern.

De bekende Russische astrofysicus Igor Novikov is er in geslaagd om in zijn boek Zwarte Gaten de aard van deze buiten ons voorstellingsvermogen vallende objecten op een heldere manier te beschrijven. Hij doet dat door het gebruik van analogieën en dingen die we ons wel kunnen voorstellen en door het vermijden van wiskunde.

In zijn boek plaatst Novikov de zwarte gaten in de context van de theorie over het ontstaan en de ontwikkeling van het heelal. Tijdens het ontstaan van het heelal zaten alle materie en straling dicht opeengeperst en waren de eigenschapen van ruimte en tijd anders dan nu. Een zwart gat wordt daarom wel beschouwd als een soort laboratorium voor het op miniatuurschaal nabootsen van het verleden van het heelal. Volgens Novikov zijn zij echter tevens 'toegangsdeuren tot een nieuw en veelzijdig onderzoeksgebied van de fysieke wereld'.