Sterrenstelsel M87 bestaat net als onze Melkweg uit honderden miljarden sterren. Wat M87 bijzonder maakt is de enorme blauwachtige straal deeltjes die met grote snelheid uit dit Melkwegstelsel spuit.

23 mei 2011

Oorzaak van de bundel deeltjes is een reusachtig zwart gat in de kern van het sterrenstelsel. Dit gat weegt vermoedelijk miljoenen malen zwaarder dan onze zon. Zwarte gaten zijn geen echte gaten, anders zouden ze niets wegen. Eigenlijk is een zwart gat het tegenovergestelde van een gat, het is juist een klont ongelofelijk dicht opeengeperste materie. Alle materie heeft een zwaartekrachtveld. De aarde is het bekendste voorbeeld. Dat u iets weegt, en niet de ruimte in zweeft, komt door het zwaartekrachtveld van de aarde. Hoe zwaarder een hemellichaam, hoe sterker de zwaartekracht. Maar ook: hoe dichter bij het middelpunt van het hemellichaam, hoe sterker de zwaartekracht. Bij de aarde is hier een grens aan: als je dichter bij het middelpunt van de aarde komt dan het aardoppervlak zelf, bevindt een deel van de aardmassa zich boven je en trekt je dus niet meer naar beneden maar naar boven. Het bijzondere van zwarte gaten is niet dat ze zo zwaar zijn, ook al is het zwarte gat in de kern van M87 dat wel. Het bijzondere van zwarte gaten is dat ze zo compact zijn. Daardoor kun je heel dichtbij het middelpunt komen terwijl de volledige massa ervan toch "onder" je blijft en aan je blijft trekken. Daardoor is de aantrekkingskracht in de buurt van een zwart gat zeer sterk, zo sterk dat zelfs licht niet genoeg snelheid heeft om eraan te ontsnappen. De deeltjes waaruit licht bestaat, fotonen, hebben als ze stilstaan geen massa, maar als ze bewegen wel. Door die massa houdt het zwarte gat ze vast, zoals de aarde ons vasthoudt.

Toegegeven, een raar verhaal. Dingen die niets wegen als ze stilstaan maar wel als ze bewegen. Supercompacte donkere klonten materie... De natuurkunde na Einstein prikkelt de fantasie van velen maar is voor weinigen te volgen. Dat geldt in het bijzonder voor deeltjesfysica. In de Large Hadron Colider (LHC), een reusachtige deeltjesversneller in de buurt van Genève, laat men elementaire deeltjes met een zodanig grote snelheid op elkaar klappen, dat daarbij in principe zwarte gaten kunnen ontstaan. Microscopisch kleine zwarte gaten wel te verstaan, met slechts een gering gewicht. Zwarte gaten hoeven immers niet zwaar te zijn, als ze maar compact zijn en je dus zeer dicht bij hun middelpunt kunt komen. Over de mogelijkheid dat de LHC zwarte gaten zou kunnen produceren is een hoop te doen geweest. Zo zijn er rechtzaken aangespannen om de ingebruikneming van de LHC te stoppen. Immers, stel dat zo'n zwart gaatje te dicht bij andere massa's komt, bijvoorbeeld bij uw theekopje, dan zou het die massa's verzwelgen en zo groeien tot het uiteindelijk de hele aarde zou opslokken. Theoretisch is dat misschien wel mogelijk, maar de verdediging voerde aan dat de aarde vanuit de ruimte onafgebroken getroffen wordt door een bombardement van microscopisch kleine zwarte gaten, en dat dat nog nooit schadelijke gevolgen heeft gehad. Het publiek is argwanend. Begrijpelijk, want de wetenschap heeft al heel wat zaken gecreëerd waarvan de gevolgen verstrekkender waren dan aanvankelijk werd gedacht.

Inmiddels is de LHC al een tijd in gebruik en wordt gespeurd naar het Higgs deeltje. Dit elementaire deeltje zou de veroorzaker zijn van het feit dat materie een massa heeft, maar het is nog nooit waargenomen. Hoe beeldend wetenschaps-journalisten ook over dit soort onderzoek schrijven, het blijft een ondoorgrondelijk vakgebied. Al die piepkleine deeltjes, die kringelend hun spoor trekken op de opnamen die met de LHC worden gemaakt spreken niet erg tot de verbeelding. Daar zijn ze misschien te klein voor. Nee, dan zo'n reuzenbundel, die afkomstig lijkt te zijn van een kosmische vuurtoren...

JdeH

Foto: NASA