Wat gebeurt er als je in een zwart gat valt? Supercomputer van NASA laat het zien

Het is op papier al lang bekend wat er gebeurt als je ooit de pech hebt in een zwart gat te vallen. Maar wat je daarbij moet voorstellen, is minder duidelijk. Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA heeft een supercomputer gebruikt om te visualiseren hoe zo’n reis eruit zou kunnen zien.

Belangrijke context: wat zie je eigenlijk?

Er worden twee scenario’s gesimuleerd. In het eerste filmpje, dat je onderaan dit artikel kan zien, wordt getoond wat er gebeurt als je rechtstreeks in een zwart gat valt. In het tweede bereikt de camera de rand van het zwarte gat. Het gesimuleerde zwarte gat heeft een massa die 4,3 miljoen keer zo groot is als onze zon, evenveel als het exemplaar dat zich in het midden van de Melkweg bevindt. 

De waarnemingshorizon van het zwarte gat beslaat ongeveer 25 miljoen kilometer. De waarnemingshorizon is het punt waarop de ontsnappingssnelheid gelijk wordt aan de snelheid van het licht, waardoor zelfs licht niet kan ontsnappen. Je ziet daardoor in feite enkel een zwarte leegte, vandaar de naam ‘zwart gat’. Rondom het zwarte gat bevindt zich een platte wolk van superheet gas, de accretieschijf genaamd. 

Aangezien alles binnen de waarnemingshorizon zwart is, is de accretieschijf in de filmpjes eigenlijk een van de enige referentiepunten, samen met de fotonringen, gloeiende structuren die bestaan uit licht dat een of meerdere keren omheen een zwart gat gaat. Ten slotte is ook de sterrenhemel zichtbaar, zoals die vanop aarde te zien is. 

In een zwart gat vallen

Naarmate de camera in de simulatie het zwarte gat nadert, gebeuren er vreemde dingen. Eerst wordt het licht van de accretieschijf, maar ook de achtergrond, steeds feller. Dat komt doordat je door de enorme zwaartekracht van het zwarte gat steeds sneller nadert. Hierdoor bereiken meer fotonen je ogen in dezelfde tijdspanne. 

In het dagelijkse leven is dat eigenlijk hetzelfde effect als wanneer een politiewagen je inhaalt. Naarmate de wagen dichterbij komt, wordt de toonhoogte hoger, omdat meer geluidsgolven je in een kortere tijd bereiken. Wanneer de politiewagen je heeft ingehaald en verder weg gaat, gaat de toonhoogte weer omlaag. 

Nog opvallender is echter dat, naarmate de camera het zwarte gat nadert, je in beide filmpjes ziet hoe de accretieschijf, de fotonringen en de achtergrond beginnen te vervormen. Op een bepaald punt zie je zelfs meermaals dezelfde vervormde afbeeldingen uit verschillende hoeken. Dat komt omdat de zwaartekracht rondom het zwarte gat zo intens is, dat de ruimtetijd zelf ombuigt. Daardoor zie je licht als het ware van twee ‘kanten’ komen.

Spaghettificatie

Wanneer de camera uiteindelijk binnen de waarnemingshorizon terechtkomt, is het gedaan met de pret. Als je als astronaut voorbij dit punt bent, kan je nooit meer ontsnappen en heb je nog luttele seconden te leven. Hoewel er nog altijd licht van buitenaf naar binnen sijpelt, wordt het gezichtsveld steeds kleiner hoe dieper de camera naar het midden van het zwarte gat beweegt. 

12,8 seconden nadat de waarnemingshorizon is bereikt, wordt de camera door de zwaartekracht ‘gespaghettificeerd’. Dat woord komt van spaghetti en duidt op het feit dat de zwaartekracht aan het dichtste punt van de camera bij het centrum van het zwart gaat dusdanig sterker is dan het verste punt, dat de camera uitgerekt wordt tot een sliert massa die naar binnen valt. 

In het tweede filmpje gebeurt dit niet. De camera bereikt net de grens van de waarnemingshorizon, maar wordt dan weer naar buiten gelanceerd door de zwaartekracht. Wel belangrijk om op te merken: als je als astronaut in deze situatie terechtkomt en ontsnapt, zal je merken dat er meer tijd is verstreken in de ‘buitenwereld’. Dat komt doordat de tijd vanuit jouw referentiepunt trager gaat naarmate de zwaartekracht groter is. In dit voorbeeld zou je na een heen-en-terugreis van zes uur 36 minuten ‘jonger’ zijn dan de buitenwereld. Als je rond een snel draaiend zwart gaat vliegt, zoals in de film Interstellar, is het een ander verhaal. In de buitenwereld kunnen dan vele jaren gepasseerd zijn, terwijl jij slechts een paar uur ouder bent geworden. 

Meer over wetenschap, en mis niets met ons WhatsApp-kanaal.