Ruimtevaart en Technologie

we houden je op de hoogte

DE DAG DAT DE WERELD NIET VERGING.

De wereld is niet aan haar einde gekomen. Toen de grootste en meest krachtige deeltjesversneller in Genčve, Zwitserland, werd aangeschakeld ontstond er geen klein zwart gat. En dat zwarte gat verzwolg niet sneller en sneller al het materiaal om zich heen en is de aarde niet vernietigd, zoals sommige sensationele nieuwsbronnen berichtten. Omdat je nog steeds leeft en dit artikel leest wist je dit natuurlijk allang. Momenteel is de versneller, een ring van ruim acht kilometer in diameter die de Large Hadron Collider (LHC) word genoemd, uitgeschakeld vanwege reparaties. Maar als de machine eenmaal weer wordt aangeschakeld dan bestaat er een kans dat het ‘doomsday’ scenario werkelijkheid wordt, toch? Rustig maar. Zoals romanschrijver Mark Twain gezegd zou kunnen hebben, de dood van de aarde is schromelijk overdreven. ‘Er was nooit enig gevaar van de versneller te vrezen, maar dit weerhield sommige mensen er niet van om het gerucht te verspreiden dat er wel een gevaar zou zijn,’ zegt Robert Johnson, een natuurkundige aan het Santa Cruz Institute for Particle Physics en lid van het team voor NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope, die in juni is gelanceerd en onderzoek doet aan gammastralingen van vele bronnen waaronder ook zwarte gaten. Er zijn verschillende redenen waarom de wereld op 10 september niet aan haar einde kwam en waarom de Large Hadron Collider niet in staat is om zoiets te veroorzaken. Ten eerste, ja, het is waar dat de LHC kleine microscopische zwarte gaten zou kunnen produceren. Maar zal dit zeker niet de eerste dag gebeuren. Dat is waarom de wetenschappers van het CERN niet gelijk twee stralen in tegenover gestelde richting lieten botsen. Tien september was slechts een opwarmertje. De versneller heeft tot op de dag van vandaag nog geen hoog energetisch botsingen gemaakt en is het die zeer hoge energie die tijdens deze botsingen, tot wel 14 tera-elektron volts, de micro zwarte gaten maakt. Als de LHC weer draait en het botsingen produceert zouden de natuurkundigen verheugd zijn als er kleine zwarte gaten ontstaan. Het zou het eerste experimentele bewijs zijn die de onbewezen en controversiële ‘theorie van alles’ die ook wel de snaartheorie genoemd wordt bevestigt. In de snaartheorie trillen elektronen, protonen en quarks en andere fundamentele deeltjes in 10 dimensies: 9 ruimtelijke dimensie en een tijd dimensie. Sommige natuurkundigen denken dat de snaartheorie een wiskundige schoonheid heeft waarmee het mogelijk is om de zwaartekracht te verbinden met andere krachten in de natuur. De algemeen geaccepteerde theoretische modellen verklaren de zwaartekracht niet, daarom is het nog onmogelijk een voorspelling te doen of de LHC een zwart gat zou produceren, de snaartheorie doet dit wel. Vele natuurkundige betwijfelen of de snaartheorie bestaat. Maar laten we aannemen dat de snaartheorie waar is, wat gebeurt er dan als er een zwart gat in de LHC geboren wordt? Hierop is een heel verrassend antwoord, ‘helemaal niets.’ Ook al zou het zwart gat langer dan een fractie van een seconde blijven bestaan (wat het waarschijnlijk niet zal doen) zal het gewoon in de ruimte verdwijnen. ‘Het zou slechts een massa hebben van enkele honderden protonen en zal het zich met bijna lichtsnelheid voortbewegen en zal het gemakkelijk de ontsnappingssnelheid bereiken,’ aldus Johnson. Omdat het kleine zwarte gat slechts een 1/1000e grootte van de van een proton zal hebben zal het een zeer zwakke kracht van de zwaartekracht ondervinden en kan het met gemak door massieve rots heengaan zonder daarbij materiaal aan te raken of op te zuigen. Om het in perspectief te plaatsen zullen de atomen van massieve rots zo ver uit elkaar liggen dat het voor het proton een lege ruimte lijkt. Dus het zwarte gat zou met gemak door het centrum van de aarde kunnen vallen om daarna te verdwijnen in de eindeloze ruimte van het heelal. Hoe dan ook, het zal eindigen in het bijna vacuüm van de ruimte waarbij de kans dat het ander materiaal kan opzuigen vrijwel nihil is. Dus het eerste dat een micro zwart gat zou doen is de planeet veilig achter zich laten. Maar er is andere, veel overtuigende reden dat wetenschappers denken dat de LHC geen bedreiging vormt voor de aarde. Ten eerste zal een zwart gat dat in de LHC zou ontstaan vrijwel direct verdampen en zal het niet ver kunnen komen, denken de meeste wetenschappers. Stephen Hawking, de natuurkundige die ‘A Brief History of Time’ heeft geschreven, voorspeld dat een zwart gat energie uitstraalt, een fenomeen bekend onder de naam Hawking straling. Door dit constante verlies aan energie zullen zwarte gaten uiteindelijk verdampen. Hoe kleiner het zwarte gat, hoe groter de Hawking straling en des te sneller lost het zwarte gat op. Dus een zwart gat duizenden malen kleiner dan een proton zal vrijwel onmiddellijk oplossen in een uitbarsting van straling. ‘Hawking’s voorspelling is niet gebaseerd op de speculatieve snaartheorie maar meer op de principes van de kwantum mechanica en deeltjes fysica,’ voegt Johnson er nog aan toe. Ondanks de stevige theoretische ondergrond is de Hawking straling nog nooit direct waargenomen. Toch zijn de wetenschappers ervan overtuigd dat elk zwart gat dat door de LHC geproduceerd wordt geen bedreiging vormt. En waarom zijn ze zo zeker? Door kosmische straling. Duizenden keren per dag dringen er hoogenergetisch kosmische deeltjes door de dampkring van de aarde en botsen tegen de moleculen in de lucht met minstens 20-maal meer energie dan de meest krachtigste botsing die de LHC kan produceren. Dus als de versneller Aard verslindende zwarte gaten zou kunnen maken dan zou de natuur dit al minstens een biljoen keer hebben gedaan tijdens de lange geschiedenis van de aarde. Toch zijn we er allemaal nog, dus laat het botsen maar beginnen! [ Bron: NASA ]

Leave a Reply