Credit: D. Coe, J. Anderson, and R. van der Marel/NASA/ESA/STScI
E=mc², dus energie en massa zijn twee verschillende namen zijn voor dezelfde onderliggende grootheid, aldus Einstein’s speciale relativiteitstheorie. Licht heeft energie, dus in theorie zou je ook zwarte gaten kunnen hebben die bestaan uit licht. De Algemene Relativiteitstheorie staat het zelfs toe, dat er hypothetisch zwarte gaten bestaan uit puur licht. Maar nu blijkt uit onderzoek dat de kwantummechanika in de weg zit, de kwantumregels staan het niet toe.
Het idee van zwarte gaten die puur uit licht bestaan is verwant aan een ander natuurkundig fenomeen, dat van de ‘kugelblitz‘ (wij zouden het denk ik bolbliksem noemen). Daarmee bedoelen ze dat er in één bepaald punt zoveel energie geconcentreerd wordt dat er een zwart gat kan ontstaan – ik heb het er in 2012 al eens over gehad. Het gaat dan niet over een zwart gat dat uit massa ontstaat, zoals de kern van een zware ster een zwart gat kan worden als ‘ie bij een supernova z’n buitenlagen wegblaast, maar eentje van pure energie. Het idee van zo’n kugelblitz is al oud – in 1955 beschreef de beroemde natuurkundige John Archibald Wheeler het in een artikel genaamd ‘Geons’, dat verscheen in het vakblad Physical Review. In 2012 waren die kugelblitzen in het nieuws omdat een rechtbank in het Duitse Münster een uitspraak had gedaan in een kort geding dat was aangespannen door een Duitse vrouw tegen CERN, het Europese onderzoekinstituut dat de grootste deeltjesversneller ter wereld heeft, de Large Hadron Collider (LHC) bij Genéve. Die vrouw was bang dat bij de botsingen van protonen in die deeltjesversneller de temperatuur en energie op een gegeven moment zo hoog kunnen worden dat een zwart gat kan ontstaan, yep een… kugelblitz. En wat was de uitspraak van die rechter? Dat de vrouw ongelijk had, dat de LHC zo veilig als wat was, dat de deeltjesversneller niet spontaan ‘light-induced black holes’ kan produceren.
En nu hebben José Polo-Gómez (Universiteit van Waterloo) en zijn collega’s die kugelblitzen helemaal naar de prullenbak verwezen, ze kunnen gewoon niet bestaan. Bij licht is er sprake van elektromagnetische velden en als die in zeer geconcentreerde vorm verkeren dan treedt het zogeheten Schwinger-effect op, waarbij er paren van elektronen en positronen ontstaan en er energie wegsijpelt. Berekeningen laten zien dat er zoveel energie verdwijnt dat kugelblitzen met groottes tussen 10^-29 en 10^8 m en massa’s tussen 0,67 gram en 33,8 zonsmassa’s, onmogelijk kunnen ontstaan. Kortom, zwarte gaten uit zuiver licht kunnen niet bestaan. Nou ja, daar denkt Abraham Loeb dan weer anders over: Abraham Loeb, «Comment on «No Black Holes from Light» (13 Aug 2024).
Meer hierover kan je lezen in het vakartikel van Álvaro Álvarez-Domínguez, …, Eduardo Martín-Martínez, José Polo-Gómez, “No Black Holes from Light”, Physical Review Letters 133: 041401 (26 juli 2024).
Bron: Physics APS.
Speak Your Mind