Ongelofelijk maar waar: planeten kunnen een stabiele baan afleggen binnen bepaalde typen zwarte gaten. Ze draaien hierbij om singulariteiten, ontdekte de Russische fysicus Vyacheslav Dokuchaev.
De directe omgeving van actieve zwarte gaten zendt veel röntgenstraling uit (hier zichtbaar als twee bundels)
Wat zijn zwarte gaten?
Zwarte gaten worden voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie. Een zwart gat is een gebied in de ruimte met een ontsnappingssnelheid groter dan de lichtsnelheid. Als gevolg hiervan kan zelfs licht niet ontsnappen (met als gevolg dat alles binnen de waarnemingshorizon van een zwart gat onzichtbaar is). Alles binnen de waarnemingshorizon eindigt binnen korte tijd onherroepelijk als een spaghettisliert die in een razend tempo in een punt met oneindige dichtheid, de singulariteit, samen wordt geperst. Er zijn enkele verschijnselen in ons melkwegstelsel, zoals de röntgenbron Cygnus X-1 en het extreem zware object Sagittarius A* in het centrum van ons melkwegstelsel, die het beste verklaard kunnen worden door aan te nemen dat het hier om zwarte gaten gaat.
Kortom, niet echt objecten waarbinnen planeten zouden kunnen bestaan, zou je op het eerste gezicht zeggen. Echter, schijn bedriegt, zo blijkt uit berekeningen. Er zijn namelijk bepaalde typen zwarte gaten met meerdere singulariteiten waarbinnen een stabiele omloopbaan mogelijk is. Dit is dan direct de meest bizarre omloopbaan ooit berekend. Het gaat hier om roterende of elektrisch geladen zwarte gaten (in vaktermen: Kerr- of Nordström zwarte gaten). In deze typen zwarte gaten vormen de singulariteiten niet punten, maar lussen. In een zwart gat worden ruimte en tijd met elkaar verwisseld. Leven zoals we dat hier kennen is daar onmogelijk.
De stabiele omloopbanen in een Kerr- of Reissner-Nordström zwart gat hebben een uiterst bizarre vorm.
Eilandje van normaliteit
Het is echter bekend dat in Kerr- en Reissner-Nordström zwarte gaten een tweede (Cauchy) horizon bestaat, waarbinnen ruimte en tijd weer hun bekende configuratie innemen. Dokuchaev berekende dat binnen deze horizon stabiele omloopbanen mogelijk zijn. Deze hebben een rijke structuur (natuurkundigen-speak voor een ingewikkelde structuur). Objecten in deze baan worden helder verlicht door de singulariteiten en door fotonen die hier gevangen zitten. In principe, stelt Dokuchaev, zijn dus planeten met eventueel leven op deze plek denkbaar. Hij stelt zelfs voor dat vergevorderde beschavingen het binnenste van een zwart gat koloniseren. Het is namelijk de beste plek om het einde van het heelal zo lang mogelijk te overleven en de bizarre natuurkunde in dit gebied is waarschijnlijk zeer interessant voor allerlei toepassingen die we nu nog net kunnen overzien.
Een dergelijke beschaving zou wel te kampen hebben met de extreem energierijke straling in dit gebied en mogelijk schendingen in causaliteit – met andere woorden: fundamenteel onvoorspelbare en onverklaarbare dingen. Kortom: ideaal geschikt voor mensen die van onverwachte dingen houden.
Bronnen:
Arxiv blog
ArXiV
