De ‘vader’ van het zwarte gat, de Amerikaans natuurkundige John Archibald Wheeler (96), is overleden.

De gerenommeerde wetenschapper gaf in 1967 de naam zwart gat aan een hemellichaam met zoveel zwaartekracht dat zelfs licht er niet aan ontsnapt.

Wheeler werkte nog samen met Albert Einstein en Niels Bohr.

Bron: GPD

Stephan Hawkings heeft aangetoond (in 1974) dat zwarte gaten langzaam verdampen. En dat informatie dat in een zwart gat was verdwenen, niet definitief verloren ging, maar weer vrij komt bij deze verdamping. Deze laatste vondst (van 2004) heeft hem trouwens wel een weddenschap gekost.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Zwart_gat

Ik stelde mij een zwart gat altijd voor als een superatoom maar toen wist ik nog niets van quarks, laat staan preonen.
Op een gegeven moment hadden astrofysici berekend dat het heelal zo’n 12 miljard jaar ofzo oud moest zijn terwijl overduidelijk er sterren als ouder gedefinieerd waren. Dat heeft geleid tot de donkere materie hypothese om te corrigeren voor ontbrekende massa in ons universum. Nou kon ik net mij voorstellen wat achtergrondstraling precies inhoudt, en waarom je dan bijna tot aan de oerknal terug kunt kijken, maar singulariteiten gaan echt boven mijn pet.

Mijn kennis van het heelal gaat niet verder dat het aardige boekje van Elisabeth Mulder, ‘Zon, maan en sterren. Astronomie voor iedereen’. Hierin worden de verschijnselen van het heelal beschreven zoals die zich voordoen zoals je buiten in het veld staat en naar boven kijkt. Zaken als de ecliptica, de dansende dierenriem, zon- en maanbewegingen etc.

In een ambitieuze bui heb ik eens Stephen Hawkings, ‘Het heelal. Verleden en toekomst van ruimte & tijd’ gekocht. Maar die staat nog steeds ongelezen op de plank ...

Allereerst doet het mij deugd dat zeeburg.nu niet langer een onbereikbare site (b)lijkt te zijn. Vervolgens laat ik hier graag wat woorden achter, want ik lees hier veel verstandige taal, zelfs in het café
Ik heb dat boekje van hawking ook, en net even gepakt want ik herinner me er helemaal niets meer van. Ik heb het blijkbaar met een stonede kop gelezen eind jaren ‘80, wat kan verklaren. Maar het staat helemaal vol met strepen en opmerkingen dus I was there.
Mijn oog viel net op een citaat, meer achterin het boek. Kan iedereen meegenieten:

Bij de pogingen om de zwaartekracht te verenigen met de quantummechanica moet men het begrip ‘imaginaire’ tijd invoeren. Imaginaire tijd onderscheid zich niet van de richtingen in de ruimte. We kunnen naar het noorden lopen, omkeren en dan in zuidelijke richting lopen. Zo ook zullen we, als we in de imaginaire tijd vooruit kunnen gaan, moeten kunnen omkeren en in de tijd teruggaan. Dit betekent dat er geen wezenlijk verschil kan zijn tussen de voorwaartse en terugwaartse richting van de imaginaire tijd. Wanneer we naar de ‘reële tijd kijken, bestaat er wel degelijk een reuzegroot verschil tussen de voorwaartse en terugwaartse richting - dat weet een kind.

Bent u daar nog? Het hoofdstuk genaamd De pijl van de tijd vervolgt:

De natuurwetten maken geen verschil tussen verleden en toekomst. Of, [...] de natuurwetten ondergaan geen verandering onder de combinatie van de bewerkingen (of symmetrieën) die we kennen onder de afkortingen C(harge=lading), P(arity=pariteit) en T(ime=tijd). C staat voor het verwisselen van deeltjes door antideeltjes, P betekent het nemen van het spiegelbeeld, zodat links en rechts onderling worden verwisseld, en T betekent het omkeren van de bewegignsrichting van alle deeltjes, wat betekent dat alle beweging terug in de tijd verloopt.

Nou, dat doet mij gewoon denken aan een wiskudig model, en modellen zijn gereduceerde werkelijkheden bedoeld om juist de werkelijkheid inzichtelijk te maken. Films kun je ook in slow motion twee kanten op laten draaien (of snel, maar dat maakt het niet echt overzichtelijk). Maar wat wil Stephen Hawking hier nou mee aantonen?

De toename van de wanorde of entropie met het verstrijken van de tijd is een voorbeeld van wat we een pijl van de tijd noemen, iets dat het verleden van de toekomst onderscheid, de tijd richting geeft. Er zijn tenminste drie tijdpijlen. In de eerste plaats is er de thermodynamische pijl van de tijd, de richting van de tijd waarin de wanorde of entropie toeneemt. Dan is er ook de psychologische pijl van de tijd. Dit is de richting waarin de tijd voor ons gevoel verstrijkt, de richting waarin we ons het verleden, maar niet de toekomst, herinneren. Tenslotte is er nog de kosmologische pijl van de tijd. Dit is de richting van de tijd waarin het heelal uitdijt en niet samentrekt. [...] Ik zal aantonen dat de psychologische pijl wordt bepaald door de thermodyunamische pijl en dat deze twee pijlenonvermijdelijk altijd in dezelfde richting wijzen. Wanneer we uitgaan van de voorwaarde dat het heelal onbegrensd is, zullen we zien dat daaruit twee welgedefinieerde thermodynamische en kosmologische tijdpijlen volgen, die evenwel niet gedurende de helegeschiedenis van het heelal dezelfde kant opwijzen. Ik zal echter tevens aantonen dat alleen wanneer ze in dezelfde richtingwijzen de omstandigheden zodanig zullen zijn dat er zich intelligente wezens kunnen ontwikkelen die de vraag kunnen stellen: waarom neemt de wanorde toe in dezelfde tijdrichting als die waarin het heelal uitdijt?

Dan blijf je misschien achter met de vraag: wie is hier eigenlijk de grootste gek?

We nemen (met een kopje koffie erbij) de draad weer op op bladzijde 178 onderaan om ook die laatste vraag afdoende te beantwoorden:

Stel nu dat God heeft besloten dat het heelal zal eindigen in een zeer geordende toestand, maar dat het er niet toe doet in welke toestand het begon. In de vroegste tijd zal het heelal zich dan vermoedelijk in een ongeordende toestand hebben bevonden. Dit betekent dat de wanorde met het verlopen van de tijd afneemt. We zien scherven naar elkaar toegaan en als een kopje terug op tafel springen. Maar ook de mensen die dit verschijnsel waarnemen leven dan in een heelal waarin de wanorde met verloop van tijd afneemt. Ik zal aantonen dat zulke wezens een psychologische tijdpijl hebben die terugwijst: ze zullen zich de gebeurtenissen in de toekomst herinneren, maar geen gebeurtenissen in het verleden. Toen het kopje brak, herinnerden ze zich het op tafel, maar toen het op tafel stond, herinnerden ze zich niet de scherven op de grond.

Oei, dat is een breinkraker. Als we naar de orde bewegen dan kunnen we ons de wanorde niet herinneren want dat ligt in de toekomst, ook al is het ons verleden.

Het is lastig om iets over het geheugen van de mens te zeggen, want we weten niet precies hoe de menselijke hersenen functioneren. Van computergeheugens daarentegen weten we alles af. Ik zal daarom de psychologische tijdpijl voor computers behandelen. Ik denk dat we in alle redelijkheid mogen aannemen dat de pijl voor computers hetzelfde is als voor mensen. Als dat niet zo was, zouden we een goede slag kunnen slaan op de beurs, met een computer die zich de koersen van morgen herinnerde!

Uiteraard is het zo met analogieën dat ze niet altijd even handig gekozen zijn, vooral niet als de werking van computerprogramma’s niet wordt begrepen terwijl die afhankelijk zijn van input (de output is dan de input, en andersom). Bovendien lijkt me hier een tegenspraak plaats te vinden met de analogie van het zich helende kopje.
Stephen Hawking vervolgt:

Voordat er een gegeven in het computergeheugen wordt opgeslagen verkeert het geheugen in een ongeordende toestand [...] Nadat het geheugen een wisselwerking is aangegaan met het te onthouden systeem, zal het uiteindelijk in één welbepaalde toestand verkeren [...] Om er zeker van te zijn dat het geheugen in de juiste toestand komt te verkeren moet er echter een bepaalde hoeveelheid energie verbruikt worden [...] Deze energie verdwijnt in de vorm van warmte en verhoogt de hoeveelheid wanorde van het heelal. We kunnen aantonen dat deze verhoging van wanorde altijd groter is dan de toename van orde in het geheugen. [...] De richting van de tijd waarin zich de computer het verleden herinnert, is gelijk aan die waarin de wanorde toeneemt.
Ons subjectieve besef van de richting van de tijd, de psychologische tijdpijl, wordt daarom in onze hersenen bepaald door de thermodynamische tijdpijl.

Misschien wordt het eens tijd om het concept thermodynamica nader toe te lichten. In het kort komt het er op neer dat in een gesloten systeem (bijvoorbeeld een goed geïsoleerde drukpan) de hoeveelheid energie constant blijft (1e wet), dat er een vaste verhouding bestaat tussen de hoeveelheid warmte (enthalpie) in een systeem en de genoten vrijheid van de deeltjes (noemt Hawking ‘wanorde’, heet entropie; 2e wet). Als de beschikbare ruimte van een systeem van deeltjes kleiner wordt dan wordt de temperatuur hoger (compressie), en andersom kouder (expansie).

Evenals een computer moeten we ons dingen herinneren in de volgorde waarin de entropie toeneemt. [...] Wanorde neemt toe met het verstrijken van de tijd. [...] Waarom moet er eigenlijk een thermodynamische tijdpijl zijn? Of, waarom moet het heelal aan één uiteinde van de tijd in een zeer geordende toestand verkeren, aan de kant die wij verleden noemen? [...] Volgens de klassieke algemene relativiteitstheorie kunnen we niet voorspellen hoe het heelal is begonnen, omdat alle bekende natuurwetten tijdens de oerknal-singulareit hun geldigheid verliezen. Het heelal kan heel goed in een zeer egale en geordende toestand zijn begonnen. Dit heeft geleid tot vastomschreven thermodynamische en kosmologische tijdpijlen, zoals we kunnen waarnemen. Maar het heela zou evengoed begonnen kunnen zijn in een zeer klonterige en wanordelijke toestand [...] zodat de wanorde niet met het verstrijken van de tijd zou kunnen toenemen. Deze zou ofwel constant blijven, en in dat geval bestond er geen vastomschreven thermodynamische pijl van de tijd, of afnemen, en in dat geval zou de thermodynamische tijdpijl in de omgekeerde richting wijzen van de kosmologische pijl. Geen van deze beide mogelijkheden komt overeen met onze waarnemingen.

Hier haak ik af, want dit zijn niet de enige twee mogelijkheden. Het kan namelijk ook zijn dat het totaal aan wanorde wel constant blijft (1e wet van de thermodynamica die Hawking maar als entropie blijft betitelen), maar dat de wanorde wel dynamisch lokale verschillen kent en zich omvormt. Daarnaast hoeft dat hele pijlenverhaal niet persé als één- of tweedimensionale vectorsystemen gezien te worden. Bovenal, het heelal koelt juist af, en de 3e hoofdwet van de thermodynamica stelt dat dan alle processen ophouden, wat in volle entropie zijn staat zou kunnen krijgen, nou, ordelijker kan het niet. De agitatie neemt juist toe bij compressie.
Hawking stelde nog (had ik net express overgeslagen; p180):

Wanorde neemt toe met het verstrijken van de tijd, omdat we de tijd meten in de richting waarin de wanorde toeneemt. Daar is niets tegen in te brengen!

Misschien vergis ik me inderdaad, after all, hij heeft wetenschappelijke records gebroken.

ik zeg wel niks maar ik lees dit met zeer veel interesse. Ik dacht dat bohr de zwarte gaten had uitgevonden. “Imaginaire tijd onderscheid zich niet van de richtingen in de ruimte.”, komen die werkwoordsfouten uit het boek? Vandaar wordt het moeilijk de aandacht te bewaren, uiteraard maar tijdpijlen. het lijkt me grote kwatsj. Misschien handig om zoiets te begrijpen maar ook op aarde en in drie dimensies verschillen opvattingen over hoe je tijd moet zien, ( als een rechte lijn, als een bol, als een cilinder, ik heb alles al voorbij zien komen)Het lijkt me onzin dat je de vorm van tijd zou kunnen “bewijzen”, in het bijzonder de “psychologische tijd” waaronder dan verstaan wordt de tijd die de mens als zodanig opvat. Sinds wanneer zijn we het met elkaar daarover eens dan? En sterker nog, als we denken “hihihi we moeten Hawking maar geen gelijk geven” dan kunnen we alsnog ons tijdsconcept veranderen” en dan heeft Hawking pech.

Per se wordt overigens als twee losse (latijnse) woorden geschreven.  Expres met 1 s. Neemt niet weg dat je kritiek daarop op hawking mij erg stevig voorkomt. Ben het er erg mee eens, voor zover ik overzien kan wat je zegt.

Ik kan het niet laten:

Maar we zagen reeds dat de klassieke relativiteitstheorie haar eigen ondergang voorspelt. Wanneer de kromming van de ruimte-tijd groot wordt, zullen quantumgravitatie-effecten een belangrijke rol gaan spelen en houdt de klassieke theorie op een goede beschrijving van het heelal te leveren. We moeten uitgaan van een quantumtheorie van de zwaartekracht om te begrijpen hoe het heelal begon. [...] We zouden dit probleem, dat we iets moeten beschrijven wat we niet weten en niet kunnen weten, alleen kunnen omzeilen indien de voorgeschiedenissen voldoen aan de voorwaarde van onbegrensdheid: ze zijn eindig in hun omvang, maar ze hebben geen grenzen, randen of singulariteiten. In dat geval zal het begin van de tijd een regelmatig, egaal punt van de ruimte-tijd zijn en zal het heelal met uitdijen zijn begonnen vanuit een zeer egale en geordende toestand.

We kunnen niet weten dat god bestaat dus hij bestaat.

Het kon niet volkomen gelijkvormig zijn, want dat zou het onzekerheidsprincipe van de quantummechanica schenden. Er moeten kleine fluctuaties in de dichtheid en snelheid van de deeltjes zijn geweest. De voorwaarde van onbegrensdheid impliceerde echter dat deze fluctuaties zo klein waren als het onzekerheidsprincipe nog net toeliet

God had een vlekje maar het was wel een héééél klein vlekje!

Het heelal zal dan begonnen zijn met een periode van exponentiële of inflatoire expansie, waarin de omvang ervan binnen korte tijd met een grote factor is toegenomen. Tijdens deze expansie zullen de fluctuaties in dichtheid aanvankelijk nog klein zijn gebleven, maar later zullen ze groter zijn geworden. In de gebieden waarin de dichtheid even boven het gemiddelde lag, zal de uitdijing vertraging hebben ondervonden door de zwaartekracht van de extra massa. Uiteindelijk hielden zulke gebieden dus op met uit te dijen en stortten ze in om sterrenstelsels te vormen, en sterren en wezens zoals wij.

Oei, wat een chaos in vergelijking met daarvoor, terwijl de oerklont als ordelijk wordt omschreven met als kanttekening dat we dat niet kunnen weten.

@ ZaZ Van mij mag je de spelfouten verbeteren hoor, dat overtypen uit dit boek is al onoverzichtelijk genoeg
Ik zal het boek nog even noemen, al deed jan Hollander dat ergens bovenaan al:
Stephen Hawking - HET HEELAL Verleden en toekomst van ruimte en tijd, Uitgeverij Bert Bakker Amsterdam, 1988, 5e druk, hoofdstuk 9

NB de quantumgravitatie-effecten link moet nog een apostrophe voor de tussen-t in wiki/Gerard_’t_Hooft#Huidige_onderzoeksrichting, zoals dat in je browser adresbalk verschijnt. Links met speciale in Nederland gangbare karakters lukken blijkbaar niet, ook niet als ze met % tekens zijn geschreven…

Ja zie je, jij hebt de vijfde druk. Dat is het.

Wel een aardig voorbeeld trouwens van het niet verloren gaan van informatie in een (verstonede) zwarte gat.

Als het goed is moet dat na de update wel lukken:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Gerard_’t_Hooft

Bovenstaand verhaal is nog verre van compleet, maar het was al gek genoeg.

Maar wat zou er gebeuren als het heelal niet meer uitdijde en zou beginnen samen te trekken? Zou dan de thermodynamische pijl omkeren en de wanorde met het verstrijken van de tijd omkeren? [...] Het is louter een academische vraag wat er zal gebeuren als het heelal weer instort, want dat zal de eerste tien miljard jaar niet gebeuren. Er is niettemin een snellere methode om erachter te komen wat er gebeurt wanneer het heelal samentrekt: spring maar in een zwart gat.

Natuurlijk is de vraag of we dat hier niet al aan het doen waren door zo diep theorie in te duiken, maar hij trekt de parallel met het heelal en een ster hier!

Het instorten van een ster om een zwart gat te vormen lijkt sterk op de latere fase van het instorten van het heelal in zijn totaliteit. Als de wanorde dus zal afnemen tijdens de samentrekkingsfase van het heelal, mogen we ook verwachten dat ze in een zwart gat afneemt.

Maar Stephen Hawking is natuurlijk ook hoogleraar theoretische natuurkunde geweest, en momenteel van wiskunde, terwijl ik niet eens een propadeutische graad aan de Technische Hogeschool heb gehaald, NB vanwege alleen het natuurkunde praktikum…
Hij maakt nu een gedachtensprong, namelijk dat hij zich vergiste in zijn pijlomkeringsverhaal, want dat hoeft niet noodzakelijkerwijze, mathematisch theoretisch gezien.
Hij schrijft op bladzijde 183:

Aanvankelijk dacht ik dat de wanorde zou afnemen wanneer het heelal weer instortte. Dat kwam omdat ik dacht dat het heelal, zodra het weer ineenschrompelde , moest terugkeren naar een egale en geordende toestand. [...] Een collega [...] wees me er echter op dat de voorwaarde van onbegrensdheid niet noodzakelijkerwijze vereiste dat de samentrekkingsfase de tijdsomkering van de uitdijingsfase was. Verder ontdekte een van mijn studenten [...] dat in een iets ingewikkelder model het instorten van het heelal zeer sterk verschilde van de uitdijingsfase. Ik besefte dat ik me had vergist: de voorwaarde van onbegrensdheid hield in dat de wanorde in feite zou blijven toenemen tijdens de samentrekking. De thermodynamische en de psychologische tijdpijlen zullen niet omkeren wanneer het heelal begint samen te trekken. Evenmin is dat in zwarte gaten het geval.

Hoera, we mogen blijven bestaan bij de contractie, en groeien aldus voor eeuwig naar elkaar toe.

Nou dit hele verhaal is een exponentieel ‘als’ verhaal, maar zijn boek is natuurlijk ook alweer ruim 20 jaar oud. Modeldenken is echter wel een goede vorm van hersengymnastiek, zolang je er maar niet in gaat geloven.
Ik vrees dat de vraag wie hier de grootste gek is toch onbeantwoord is gebleven…

Bedankt ZaZkia, maar ik vrees dat we gewoon die apostrophe er met de hand bij moeten zzzetten… met als toevoeging dus #Huidige_onderzoeksrichting want de Nederlandse wiki heeft hier geen item over, echter vanochtend was het wel onze Nobelprijswinnaar ‘t Hooft die John Archibald Wheeler uitgeleide mocht doen op radio 1. In het Engels is er wel een link naar quantumgravitatie, voor de fijnproevers

Dus als ik het goed begrijp, neemt de wanorde in de wereld af als we collectief in een zwart gat verdwijnen?

Misschien is het boek ook wel verkeerd vertaald ofzo? Maar hij schreef toch echt dat hij eerst dacht dat de wanorde af zou nemen als het heelal in elkaar zou storten. Hoe een fundamentele fysicus dan daarop terug kan komen door een herinterpretatie van onzekerheidsrelaties, tja dat is echt exacte wetenschap waarschijnlijk.

Ze zijn in Zwitserland bij Geneve de grootste deeltjesversneller ever aan het bouwen, de Large Hadron Collider, maar die schijnt gesaboteerd te worden omdat mensen bang zijn dat hij verandert in een zwart gat, kunnen we het nog uitproberen ook

Patriot Games
Together with many other leading physicists, during World War II Wheeler interrupted his academic career to participate in the development of the U.S. atomic bomb under the Manhattan Project at the Hanford site, where reactors were constructed to produce the chemical element plutonium for atomic bombs. [...] He went on to work on the development of the American hydrogen bomb under Project Matterhorn.

John Archibald Wheeler (July 9, 1911–April 13, 2008)

time ticks 22:17 now

Eigenlijk zou het Nederlandse volk Balkenende zo´n ding moeten geven, zoals Wilhelmina de Gouden Koets kreeg.

Dan zetten we dat apparaat op volle toeren en creeren we zo een harmonieuze samenleving! Balkenende is dan natuurlijk de man en hij wordt al genoemd als eerste voorzitter van Europa ...