Inhoud
Een zwart gat is iets heel vreemds; een overblijfsel van een oude ster, het heeft massa maar geen atomen. Het spul waarvan het is gemaakt is zo dicht dat het ruimte en tijd vervormt; geen gewone materie kan aan zijn enorme zwaartekracht ontsnappen, zelfs geen licht. Omdat je een zwart gat niet rechtstreeks kunt zien, kunnen wetenschappers ze alleen observeren door hun effecten op nabije sterren.
Stervende ster
Zwarte gaten beginnen als grote sterren die ongeveer 20 keer groter zijn dan de zon. Sterren zijn samengesteld uit normale materie - atomen van waterstof, helium en andere elementen - en hebben de massa gelijk aan vele honderdduizenden aardes. Al deze massa produceert gigantische zwaartekrachten die de bestaande atomen willen verpletteren. Tijdens de levensduur van de ster duwt de energie die hij produceert echter met voldoende kracht naar buiten om de zwaartekracht te compenseren. Wanneer de ster zonder brandstof komt, explodeert hij in een supernova en laat een dode kern achter in een wolk van gas en stof. Als de kern meer dan 2,5 keer de massa van de zon is, drukt zijn gigantische zwaartekracht in zijn atomen totdat alle materie nul is. Vreemd genoeg is de massa er nog steeds en vormt het het centrum van een nieuw zwart gat.
Oneindige dichtheid
Alle materie heeft dichtheid, gedefinieerd als de massa van een object gedeeld door zijn volume; stoffen met dezelfde massa in een kleinere grootte hebben een grotere dichtheid. Om een paar voorbeelden te geven, water heeft een dichtheid van 1 gram per kubieke centimeter en osmium, het dichtste element, weegt 22,6 gram per kubieke centimeter. Stellaire overblijfselen zoals neutronensterren zijn extreem dicht en wegen miljoenen tonnen per kubieke centimeter. Deze sterren zijn niet samengesteld uit atomen maar deeltjes zoals elektronen en neutronen; de zwaartekracht is te hoog voor atomen om te bestaan. Een zwart gat gaat een stap verder en verplettert zelfs neutronen; zijn dichtheid is oneindig.
Ontsnappingssnelheid
Elke ster, planeet en maan heeft een ontsnappingssnelheid die een raket moet bereiken om weg te trekken van de zwaartekracht van het object. Hoe sterker de zwaartekracht, hoe sneller de raket moet gaan. De ontsnappingssnelheid van de aarde is ongeveer 40,233,6 kilometer per uur (25.000 mph), dus elke lancering van een ruimtesonde moet sneller gaan dan die snelheid om zijn missie te bereiken. De ontsnappingssnelheid van een zwart gat is groter dan de snelheid van het licht - 299.792 kilometer per seconde, of 186.000 mijl per seconde.
Schwarzchild Radius
Een zwart gat, een pinprick in de ruimte met een grotere massa dan de zon, is moeilijk te beschrijven in gewone bewoordingen. Maar zwarte gaten hebben bepalende kenmerken, waaronder de Schwarzchild Radius. Als je een zwart gat in een ruimteschip nadert, begin je de ruk aan zijn zwaartekracht te voelen. Naarmate je dichterbij komt, moeten de raketten van je ruimteschip harder werken om te voorkomen dat je erin valt. Zodra je de Schwarzchild Radius bereikt, een afstand van het midden van het zwarte gat bepaald door zijn massa, kan geen raket, hoe krachtig ook, ontsnappen. Alles wat pech heeft om deze denkbeeldige lijn te overschrijden valt in het zwarte gat, inclusief licht.