Verdampende zwarte gaten

Zoals beloofd zou ik een keertje uitleggen over het proces hoe zwarte gaten kunnen verdampen. Gemakshalve ga ik er maar even van uit dat bekend is wat een zwart gat precies is ^[1]Ja ja, precies, een zeer compact object (meestal een ineengestorte zware ster) dat een ontsnappingssnelheid v heeft die hoger is dan de lichtsnelheid c, zodat zelfs fotonen niet kunnen ontsnappen. en dat ook het begrip waarnemingshorizon bekend is ^[2]Ja ja, precies, de grens waarbinnen v>c, ook wel de Schwarzschildstraal genoemd.. Volgens het onzekerheidsprincipe van Werner Heisenberg, één van de pijlers van de quantummechanica opgesteld door één van de grondleggers ervan, ontstaan net buiten die waarnemingshorizon voortdurend paren deeltjes en antideeltjes. We noemen dat virtuele deeltjesparen ^[3]Voor de duidelijkheid: die virtuele deeltjesparen ontstaan niet alleen bij zwarte gaten, maar ook elders. De hele ruimte zit vol met die paren, waar we verder niets van merken.. Normaal heffen deze deeltjes zich bijna onmiddellijk weer op door onderlinge annihilatie (vernietiging) zodat het energie effect weer nul is. Bij een zwart gat gebeurt het echter soms dat een deeltje in het zwarte gat valt en dat het andere ontsnapt in de ruimte. De deeltjes kunnen elkaar daardoor niet vernietigen. Met andere woorden: er komt straling uit (zie ook het figuur linksboven). Dit wordt ook wel Hawkingstraling genoemd, naar de bekende Stephen Hawking die er in 1974 voor het eerst mee op de proppen kwam. De energie hiervoor wordt onttrokken aan het zwarte gat. Dit wordt iets kleiner. Hoe kleiner het zwarte gat hoe sneller dit zal gaan. Na een tijd kan zo een zwart gat helemaal ‘verdampen’. De tijd die een zwart gat nodig heeft om te verdampen wordt berekend met de formule:

oftewel:

Een zwart gat zo zwaar als onze Zon (M ˜ 2 x 10³⁰ kg) zal zo’n eerbiedwaardige 10⁶⁷ jaar nodig hebben om volledig te verdampen, iets wat wij naar alle waarschijnlijkheid niet mee zullen maken. Maar eentje van ‘slechts’ 10¹¹ kg zal al na 3 miljard jaar verdampt zijn. De laatste fase schijnt een enorme knal te geven en daarom zijn sterrenkundigen geïnteresseerd in de verdamping van die mini-zwarte gaten. Bron: Wikipedia.