4 december 2016

Vandaag is ’t bewijs gepubliceerd van een nieuw soort zwart gat, het ‘direct collapse’ zwarte gat

2016-15
We schreven er eind mei al een blog over, maar vandaag is ’t dan officieel: het drietal sterrenkundigen Aaron Smith en Volker Bromm van de Universiteit van Texas in Austin en Avi Loeb van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics heeft in het vaktijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society het artikel gepubliceerd, waarin ze met het bewijs komen voor het bestaan van een nieuw soort zwart gat, het zogeheten ‘direct collapse’ zwart gat.

Evidence for a direct collapse black hole in the Lyman ? source CR7

CR7 in de naam van de titel van het artikel is een sterrenstelsel, dat met de ESA/NASA Hubble ruimtetelescoop is waargenomen en dat 1 miljard jaar na de oerknal al voorkwam. Daar in dat vroege heelal moeten de omstandigheden precies goed zijn geweest om zwarte gaten te laten ontstaan

Reacties

  1. “You crunch this cloud in the gravitational field of a dark-matter halo”.

    Er is nog steeds geen bewijs voor het bestaan van Dark Matter.
    Hoe kan deze theorie van Smith, Bromm, en Loeb dan gezien worden als bewijs voor Direct Collapse ?

    Michel Beekveld

    • Daar is een keer eerder over gesproken hier. Het gebruik van de termen is niet rechtstreeks te vertalen naar onze opvattingen, of zelfs andere vakgebieden zoals het recht.

      evidence = aanwijzing
      strong evidence = sterke aanwijzing
      prove = bewijs

      In dit geval zijn de aanwijzingen de waarnemingen in combinatie met de uitkomst van hun simulaties. Ik ben het helemaal met je eens, dat het “stapelen” van theorie op theorie nogal tricky is, maar heel gebruikelijk. Kijk naar de geschiedenis van de BigBang. Het gehele verhaal was al snel redelijk geschreven, met veel onderdelen waar nog geen aanwijzingen of bewijs voor was. Het lullige is dat de aanwijzingen of bewijsstukjes later wel een voor een tevoorschijn kwamen. Er was b.v. een team dat op zoek wilde gaan naar CMB, wat er volgens de voorspellingen of theorie moest zijn ….maar voordat zij konden beginnen met zoeken werd deze per ongeluk opgepikt door twee andere radio-astronomen. Ook de elementen en verhouding onderling die tijden de BB zouden zijn gebakken was eerst een voorspelling en later kwam de bevestiging uit waarnemingen (75% H en 25% He, en wat restjes Li).

      Dark Matter is ook weer een verhaal apart. In de vorm van echt DM, zoals WIMP’s, is het idd niet meer dan een theorie. Het kan maarzo dat zwaartekracht op grote schaal (Melkweg en groter) anders werkt, en als dat zo blijkt te zijn, is dat hetgeen we DM noemen. Maar dat er veel meer zwaartekracht is dan verklaarbaar is geen theorie, maar zeker. Er was kortgeleden een artikel over verbeterde metingen van de Melkweg. 700 miljard Zonmassa’s waarvan 12% verklaarbaar met normale materie en 88% toegeschreven aan DM. Wat nu DM is weet niemand, maar we mogen wel aannemen dat de genoemde 88% die “extra zwaartekracht” veroorzaakt, redelijk klopt.

      Nou ja, mijn 2/c dan 🙂

  2. Robert Heijd zegt:

    Dat vind ik een interessant punt wat jullie daar aandoen, over het opstapelen van theorie op theorie. Met name van de Big Bang theorie vind ik dat opmerkelijk, hoewel ik ook gewoon een hoop zelf niet weet/heb kunnen vinden met wiki/google. Wat ik heel onduidelijk vind is hoe de wetenschappelijke wereld de BB theorie aanhangt, maar dat het observeerbare heelal dan de grens is waarin deze heeft plaatsgevonden. Alles daarbuiten, wordt maar buiten beschouwing gelaten (?). En de tijdsduur van deze theorie is dan de onomstotelijke 13,7 miljard jaar, wat dan tevens aangenomen wordt als de maximale levensduur van een foton. Maar goed, is dit dan nog op een andere manier te toetsen, dat deze deeltjes steevast na deze periode uiteenvallen? En dat ‘Dark Matter’, is voor zover ik het begreep, de x in de formule die we krijgen, als we de zwaartekrachtswet toepassen op de rotatiesnelheden van andere sterrenstelsels, omdat deze van binnenuit, net zo snel draaien als aan het randje, wat bij een normale toestand door de centrifugale kracht onmogelijk zou zijn, zoals hier op aarde. Fascinerend allemaal, als iemand hier nog wat licht op zou kunnen schijnen, zou ik dat heel fijn vinden :). Persoonlijk kan ik echt niet wachten op de James Webb! Fijne dag allemaal!

    • Ik kan er nog wel wat dingen over zeggen.

      Dat stapelen van theorie op theorie is redelijk veilig. Zover we weten gedragen de natuurkrachten zich in het gehele heelal (het deel wat zichtbaar is voor ons) hetzelfde. En ook zaken als wat b.v. temperatuur met de materie doet. Dus als je stukjes info hebt, kan je redelijk goed de ontbrekende gaten voorspellen, en vervolgens doelgericht waarnemen/zoeken om te checken of het klopt. Denk b.v. aan de tabel met de elementen. Op een gegeven moment had men door hoe het werkt (kern met neutronen/protonen en electronen er omheen). Vervolgens kon men nieuwe en ontbrekende elementen “voorspellen” die later idd werden gevonden.

      Over de grens. Dat is niet zozeer een grens in afstand maar een grens in tijd. Hoe verder weg je kijkt met de telescoop, hoe verder terug in de tijd. We kunnen dus tot de geboorte van ons heelal kijken (ongeveer). Dus als grens in de tijd staat het vast, maar niet als grens qua afstanden. Iedereen is het er over eens dat het heelal -tig keer groter is, maar onzichtbaar voor ons. En misschien zijn er zelfs meer, multiverse.

      Dark Matter, oftewel ontbrekende oorzaak van extra zwaartekracht. Onze Zon orbit om het centrum van de Melkweg op een afstand van plm 27.000 lichtjaar, snelheid plm 220km/sec, omlooptijd plm 220 miljoen jaar. Om zo’n snelheid te kunnen hebben, zonder uit de bocht te vliegen, is er een massa nodig gelijk aan (weer plm) plm 100 miljard Zonnen. Maar de beste berekening/waarnemingen geven aan dat de totale massa van gewone materie in de Melkweg 12% van 700 miljard, dus 88 miljard Zonnen is. En niet al die 88 miljard Zonmassa’s bevinden zich tussen ons en het centrum van de Melkweg. Kortom, er moet meer massa zijn, anders vlogen we dus toch uit de bocht. Is het onzichtbare massa maar toch gewone, zoals zwakke uitgedoofde sterren, zwarte gaten etc? Of is het de donkere materie in de vorm van WIMP’s? Of werkt zwaartekracht anders op grote schaal? Dus de zoektocht gaat om een verklaring van de hoge omloopsnelheden van sterren in een sterrenstelsel. Maar ook over sterrenstelsel die in een cluster zitten….die gedragen zich ook alsof er veel meer zwaartekracht aanwezig is dan we kunnen verklaren met “gewone” materie.

      Oops, de laatste. Fotonen hebben zover we weten het eeuwige leven. Het is een pakketje energie. En energie kan niet gemaakt of vernietigd worden. Een foton komt wel aan het einde van zijn leven als het botst/interact met materie. Een atoom kan de energie van een inslaande foton absorberen en daardoor zelf in een hogere energie-toestand terecht komen. Vroeg of laat zal die atoom weer een nieuw gemaakte foton uitspugen omdat het in zijn basis of lage energie toestand wil zijn. Maar komt de foton niets tegen op zijn pad, zal het eeuwig doorvliegen. En om het af te maken, voor een foton staat de tijd stil….dus hoe lang de trip ook is, voor zijn “gevoel” deed het er exact nul tijd over.

  3. Folkert zegt:

    Al die massa hoeft toch niet tussen de zon en het centrum van de Melkweg te liggen, doe de massa
    aan de andere kant van het centrum dan niet mee? Die oefent toch ook grav.. op ons uit?
    Ik denk meer aan een bolsegment v/d Melkweg dat ons uit het midden vandaan trekt, terwijl de rest van de massa een component heeft die ons naar het centrum trekt.

    • Je hebt gelijk….het gaat om de massa die ons de “goede” kant op trekt. Sterren die ons “achtervolgen” werken tegen. Sterren die tussen ons en het centrum, en achter het centrum, en voor ons liggen dragen bij aan onze omloop. Maar als 88 mld Zonmassas het totaal is aan gewone massa, kan er niet 100 mld Zonmassas, na aftrek van de massa die “tegenwerkt” aan onze baan meewerken. Ik zie het als een taartpunt uit de gehele schijf, waarvan diens zwaartekracht meewerkt aan onze omloop. De rest van de taart trekt ons juit de verkeerde kant op. Maar de punt van die taartpunt loopt door tot ver achter het centum. Een erg gesimplificeerde voorstelling dan 🙂

      • Folkert zegt:

        Ja, het is veel complexer dan het op het eerste gezicht lijkt.
        Effect van de ongeveer gelijke omloopsnelheden zijn wel de mooie spiraalstelsels.

Geef een reactie