h1

Oer-zwarte gaten en de vijfde dimensie

mei 28, 2006

Arlie Petters van Duke UniversiteitTwee astronomen, Charles R. Keeton van de Rutgers Universiteit en Arlie O. Petters van de Duke Universiteit (beiden in de VS), hebben onlangs in het wetenschappelijk tijdschrift Physical Review D, een artikel gepubliceerd waarin ze stellen dat het mogelijk moet zijn om met behulp van zogenaamde oer-zwarte gaten (primordial black holes) in ons zonnestelsel de vijfde dimensie waar te nemen. Da’s een lange zin, ik geef het toe, en er staan twee termen in die we hier moeten verduidelijken: oer-zwarte gaten en de vijfde dimensie.
Eerst die oer-zwarte gaten. Astronomen hebben al heel lang de theorie bedacht dat er naast de ‘gewone’ stellaire zwarte gaten, die het eindresultaat zijn van een kort maar hevig leven van zeer zware sterren, en de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, ook nog andere soorten zwarte gaten moeten bestaan. Eentje daarvan zijn oer-zwarte gaten, die tijdens de Big Bang ontstaan zouden zijn. Fluctuaties in de dichtheid van de massa in die eerste momenten van het heelal zouden die oer-zwarte gaten veroorzaken. De massa van dit type zwarte gaten zou variëren. De bekende astronoom Stephen Hawking, ja die in een rolstoel zit, heeft in 1974 de theorie bedacht dat zwarte gaten kunnen verdampen, een zeer langzaam verlopend proces. Volgens Hawking’s theorie zouden oer-zwarte gaten met een massa van 10^12 kg (zeg maar een flinke planetoïde) ongeveer nu het einde van dat verdampingsproces naderen en dat schijnt met een flinke explosie gepaard te gaan.
Dan die vijfde dimensie. Ook dat is een theorie die al lang geleden door natuurkundigen is geopperd. We kennen uit het dagelijks leven de drie ruimtedimensies (lengte, breedte en diepte) plus de tijdsdimensie. Dat maakt dus vier ruimtetijd-dimensies, die door Albert Einstein heel nauwkeurig zijn beschreven. Naderhand zijn er vele uitbreidingen geopperd van dat aantal bestaande dimensies, waarvan de extra dimensies niet voor ons stervelingen direct te merken zijn omdat ze als het ware opgekruld zijn. Welnu, de genoemde Keeton en Petters gaan voor het bestaan van een vijfdimensionale wereld (d.w.z. vier ruimtedimensies en één tijdsdimensie) uit van het “type II Randall-Sundrum braneworld gravity model“. Tsja, da’s ook weer zo’n mondvol ingewikkelde dingen (Ik geef het toe, het verhaal gisteren over smalle maansikkels was een stuk eenvoudiger), maar kortgezegd komt het erop neer dat het zichtbare heelal een membraan (‘brane’) is in een groter heelal. Dat membraan zou vijf dimensies kennen. Het plaatje hieronder laat een en ander zien.

het Randall-Sundrum model
Volgens het Randall-Sundrum model zouden er nog oer-zwarte gaten moeten bestaan. Zoveel zelfs dat er in ons eigen zonnestelsel ook enkele rond moeten zwerven. En dat, aldus Keeton en Petters, maakt het mogelijk om met behulp van die oer-zwarte gaten de vijfdimensionale membraantheorie van Randall-Sundrum te verifiëren. Het idee is het volgende: al sinds de jaren zestig nemen we met behulp van satellieten explosies in het heelal waar, waarbij zeer veel gammastralen zijn uitgezonden. Dat zijn de gammaflitsen, waarover in deze astroblogs regelmatig geschreven is (onder andere op 21 april). Stel nou dat die gammastralen onderweg naar de Aarde ergens in het zonnestelsel een oer-zwart gat passeren. Er zou dan een interferentiepatroon ontstaan, waarbij de gammastralen in concentrische ringen om het zwarte gat worden afgebogen. Het interferentiepatroon van de gammastralen zou in een vierdimensionaal heelal wezenlijk anders zijn dan in het vijfdimensionale heelal. En dat maakt het volgens Keeton en Petters mogelijk dat we met het waarnemen van interferentiepatronen in de gammastralen twee vliegen in één klap slaan: de oer-zwarte gaten zouden daarmee gedetecteerd zijn èn het vijfdimensionale heelal zou ermee geverifieerd kunnen worden.
Tot nu toe zijn die interferentiepatronen in de vele gedetecteerde gammaflitsers niet waargenomen. De huidige generatie gammasatellieten (met name de Swift) is ook niet in staat om die patronen te zien. Maar eind volgend jaar wordt de Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST) gelanceerd en die schijnt gevoelig genoeg te zijn om de patronen wel te zien. Ik heb eerder al over GLAST geblogd (zie m’n astroblog van 18 mei 2006). Kortom, je hebt dus kans dat na augustus 2007 de wetenschappelijke wereld weer eens op z’n kop staat met de ontdekking van oer-zwarte gaten, vijf dimensies en een discrete ruimtetijd. Ha, er breken weer spannende tijden aan. Bron: Duke Universiteit.

Naschrift

Wie zich geroepen voelt het oorspronkelijke artikel van Keeton en Petters te lezen kan hier terecht. Suc6 d’r mee:-))

Advertenties

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: