Geen deeltjesversneller is in staat meer energie in een deeltje te proppen dan de Large Hadron Collider in Zwitserland. Zou de LHC een zwart gat kunnen produceren dat de aarde vernietigt of andere akelige gevolgen heeft? Die kans is niet geheel uit te sluiten, denken enkele fysici.
Kunnen deeltjesversnellers micro-zwarte gaten produceren?
Je krijgt volgens de algemene relativiteitstheorie vanzelf een zwart gat, als je maar voldoende massa of energie in een voldoende klein volume propt. De ontsnappingssnelheid wordt zo groter dan de lichtsnelheid. Gelukkig is het veel moeilijk om een klein zwart gat te maken dan een groot, omdat materie of energie voor een klein zwart gat veel sterker samengeperst moet worden. Rond de eeuwwisseling werd echter voor het eerst toch de mogelijkheid geopperd, dat deeltjesversnellers zwarte gaten kunnen maken. Immers: ook deze proppen heel veel energie in een klein volume en hoe meer energie een deeltje krijgt, hoe korter de bijbehorende golflengte. Op een gegeven moment is de golf zo klein en de hoeveelheid energie zo groot, dat er zich vanzelf een waarnemingshorizon en dus een zwart gat vormt.
Honderd miljard maal te zwak
Daar is alleen wel een monsterachtige hoeveelheid energie voor nodig. Zelfs het allerkrachtigste kosmische deeltje dat ooit waargenomen is, het mysterieuze Oh My God deeltje, was nog factor tienduizend te zwak om deze Planckenergie te bereiken. Ter vergelijking: dit deeltje had tien miljoen maal meer energie dan zelfs onze beste deeltjesversnellers aan een deeltje kunnen meegeven. De LHC zit dus honderd miljard maal onder de Plancklimiet. Kortom: we hoeven ons weinig zorgen te maken volgens de gevestigde natuurkunde.
Er zijn echter enkele mogelijkheden waardoor zich toch microscopische zwarte gaten kunnen vormen. De populairste (onder meer genoemd in de snaartheorie) is de mogelijkheid dat er extra ‘opgerolde’ dimensies zijn die verklaren waarom zwaartekracht relatief zo zwak is. Als dat klopt, is de zwaartekracht bij zeer kleine lengtes veel sterker en is er dus veel minder massa nodig om een zwart gat te maken. Tot nu toe blijkt er uit de LHC-experimenten echter niets van de vorming van welk zwart gat dan ook. De LHC haalde tot nu toe 4,5 GeV, wat die extra dimensies beperkt tot een duizendste nanometer of kleiner (minder dan een procent van de doorsnede van een atoom). Toch kunnen er in de LHC per jaar iets van honderd mini-zwarte gaten geproduceerd worden, als de uiterst speculatieve theorie van de extra dimensies klopt. Snaaradepten geloven dat.
Vier fases van zwartegatvorming
Marcus Bleicher en zijn medeauteurs van het Frankfurter Instituut voor Geavanceerde Studies analyseerden het probleem. Ze gaan er van uit dat er vier fases zijn in de vorming van een micro-zwarte gat. In de eerste fase wordt het pas ontstane object door zwaartekrachtsstraling symmetrisch. In de tweede fase verliest het zwarte gat massa en draaiing door Hawkingstraling. In de Schwartzschildfase wordt het zwarte gat rond en verliest het minder snel massa. In de Planckfase verdampt het. Alleen de Schwartzschuildfase is goed bekend. Hoe het zwarte gat uiteindelijk verdampt (Planckfase) vereist kwantumzwaartekracht. Hier is nog geen werkende theorie voor. Hiervoor zou het nuttig zijn zwarte gaten rechtstreeks waar te kunnen nemen. De handigste methode is dan de LHC flink op te voeren, zodat er meer en langer levende zwarte gaten worden gevormd. [1]
Is het wel veilig om mini-zwarte gaten te maken?
In theorie wel. Immers: zwarte gaten vertonen Hawkingstraling, waardoor ze voortdurend energie verliezen. Bij grote zwarte gaten met een massa van bijvoorbeeld de aarde, de zon of de Melkweg is deze verwaarloosbaar. Daar kan je dus maar beter ver uit de buurt blijven. Voor een mini-zwarte gat niet. Dat verdampt in een oogwenk, lang voordat het wat voor deeltje ook op heeft kunnen slokken. Aan de andere kant: niemand heeft ooit een zwart gat van dichtbij gezien. Kwantumzwaartekracht is zoals gezegd uiterst speculatief. We weten niet of zwarte gaten op deze schaal zich niet heel anders gaan gedragen dan voorspeld. De reden dat de enorme LHC versneller is gebouwd, is nu juist dat we dingen willen waarnemen die we niet kunnen voorspellen.
Veiligheidsberekeningen bleken al eerder niet te kloppen
Technology Review wijst erop dat CERN en de Amerikaanse RHIC er al eerder flink naast zaten met hun schattingen van de veiligheidsrisico’s. Ook werden deze berekend door natuurkundigen van het CERN, die er uiteraard geen belang bij hebben hun veelbelovende onderzoek (en carrière) om zeep te helpen. Het blog pleit er daarom voor om een onafhankelijk onderzoek naar de veiligheidsrisico’s te laten doen. Want als het misgaat, gebeurt er mogelijk iets als in onderstaand filmpje.
Aarde overleeft al 4,5 miljard jaar kosmische straling
Aan de andere kant: we hebben al gezien dat de aarde voortdurend getroffen wordt door zeer krachtige kosmische straling. De vangst van het Oh My God deeltje was een toevalstreffer, maar waarschijnlijk treft een veelvoud van veel krachtiger deeltjes dan dit deeltje voortdurend de aarde. En we leven nog steeds. Kortom: erg veel zorgen hoeven we ons mijns inziens niet te maken. Maar toch. We hebben maar één planeet. Laten we daar zuinig op zijn.
Bronnen
1. M. Bleicher et al., Micro Black Holes In The Laboratory, ArXiv (2011)
2. Black holes, safety and the LHC upgrade, Technology Review (2011)
Misschien krijg je ook last van kernfusie als je probeert om een zwart gat te maken.
Kernfusie heb je een bepaalde temperatuur voor nodig en die krijg je alleen bij voldoende druk. Dat kunnen wij wel maken in de vorm van een tijdelijke explosie maar er is te weinig blijvende druk om de kernfusie op gang te houden. Zelfs in de kern van Jupiter is de druk te laag…
Kernsplijting heb je wel voldoende radioactief materiaal voor nodig.
Het schijnt dat de kern van de aarde een bol van enkele kilometers doorsnee bevat welke uit vrijwel pure uranium en plutonium bestaat. Deze houdt de temperatuur hoog houdt en zorgt zodoende voor een krachtig permanent magnetisch veld.
Opbouw van radioactieve gassen zou dan zorgen voor een tijdelijke vermindering van de kernsplijting en een mogelijke ompoling, maar dat terzijde.
Kortom, geen enge explosies, wij zijn er nog steeds.
En wat betreft zwarte gaten. De berekeningen wijzen uit dat kleintjes zich zelf niet in stand zouden kunnen houden. De allerkleinsten ontploffen gelijk weer en de iets grotere verdampen sneller dan ze groeien. Hoe kleiner hoe hoger de temperatuur door het ontsnappen van energie om het maar even simpel uit te drukken. Ook hier geldt dat er een minimale massa nodig is om ze te maken en tevens stabiel te houden. Een kleine zou binnen een flits weg zijn. En zelfs als ze niet weg zouden gaan dan raken ze gewoonweg te weinig materie aan om snel te kunnen groeien. De materie om ons heen is vrijwel 100% lege ruimte. In een zwart gat zit materie met de hoogst mogelijke dichtheid en dat zal waarschijnlijk in de vorm van losse quarks zijn. De straal van zo’n mini zwart gat is zo klein dat je het kan vergelijken met een fractie van een proton. De zwaartekracht werkt dan op zo’n kleine afstand dat er weinig meer zal gebeuren. De afstand waarop de zwaartekracht werkt is namelijk evenredig met de massa van een zwart gat. Twee keer zoveel massa staat gelijk aan een twee keer zo grote straal. Kleintjes zouden dus ook echt klein zijn qua doorsnede van het ‘zwarte’ gedeelte en dus ook de rest van het deukje in de ruimte.
Het feit dat wij na miljarden jaren nog rondlopen betekent dat er weinig kan gebeuren.
Het heelal is een groot experiment.
Een proton met de lichtsnelheid heeft al evenveel energie als een tennisbal met een snelheid van 50 kilometer per uur. Wij worden dagelijks gebombardeerd met exotische deeltjes welke ontstaan door dit soort botsingen in de atmosfeer.
Het goede nieuws is dan wel dat alle problemen van deze Aarde in 1 keer zijn opgelost……..
idd, geen oorlog en honger meer.
Maargoed, volgens mij was het zo dat zwarte gaten die de LHC mogelijk kon creeeren zo klein en hun zwaartekracht zo zwak dat ze waarschijnlijk door de aarde kunnen bewegen zonder één enkel atoom aan te raken (laat staan op te slokken om te groeien).
Groeien gaat voor zo’n minuscuul zwart gat waarschijnlijk duizenden jaren duren voor ze gevaarlijk worden.
Ja, zonder quantumeffecten kan een zwart gat van 1 TeV niet sneller groeien dan 1 protonmassa per miljoen jaar, niet echt zorgelijk. Dit komt doordat de straling die vrijkomt bij het groeien andere materie wegblaast. Quantumtunneling kan deeltjes vlakbij het zwarte gat er wellicht veel sneller in krijgen, maar ik denk dat niet dat we er snel iets van zullen merken.
de aantrekkingskracht van een zwart gat is gebaseeerd op de hoeveelheid materie aanwezig in de massa.Hoe meer materie desto groter de aantrekkingskracht.
Een zwart gat kan dus niet bestaan onder een bepaalde maat groter dan een planeet of kleine zon.
Zwarte gaten van kleiner dan een proton bestaan dus niet.
er is in dit zonnestelsel alles bij elkaar niet genoeg materie voorhanden om een zwart gat te maken.
ik heb het filmpje gezien en ook gelezen voor als er werkelijk iets mis gaat dat het ook werkelijk ooit mis zal gaan.im 2 petrus 3 in de dag desHEREN in de bijbel dan staat beschreven wat vor dag hetz al zijn en dat alles in een geruis voorbij zal gaan en dit alles niet meer zal bestaan en datz elfs onze prachtige wereld die wij zelf aan het vernietigen zijn in rap tempo met vervuilingen ,enzovoort snelle oplosssingen bedenken en uitvoeren,want als dit mis gaat dan worden wij allemaal opgelsokt in moeder aarde en zag dit aan dit filmpje hoe of wat ons nog te wachten staat als dit werkelijk staat te gebeuren er veel paniek zal ontstaan en zijn in elk mensen leven en je gaat hte als eerste aan de dieren te merken van hun gedrag als dit als enige ramp ooit zal gaan plaats vinden en dan 2 petrus 3 over de dag des HEREN dat geen feestdag is,maar een oordeelsdag zal zijn wanneer dit alles in 1 ruis voorbij zal gaan en voor altijd afgelopen zal zijn met onze wereld die wij ook wel aarde noemen dat ooit zo prachtig geschapen was door die ene GOD die er altijd al gewest was en ook als je johanes hoofdstuk 1 tien tallen keren van begin tot het einde leest ook gelijk weet wie JEZUS werkelijk was.en sla 2 petrus 3 dat gedeelde nooit over ,maar ga dat een paar keer lezen en bekijk het filmpje nog vele malen .ik vraag mij toch af wie dit filmpje als waarschuwing voor ons allen gemaakt hebt,daar dit wel kunstig gemaakt is via internet,en hoe dit filmpje tot stand gekomen is met deze rampscenario.john johan otten via ottenjohn16@gmail.com