science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wat is precies een zwart gat?

Simulatie van materiaal dat in een baan rond een zwart gat draait. Credit:ESO/Gravity Consortium/L. Calçada

Wat is een zwart gat? In een artikel dat zojuist in het tijdschrift is verschenen Natuurastronomie , LMU-filosoof Erik Curiel laat zien dat natuurkundigen verschillende definities van het concept gebruiken, afhankelijk van hun eigen interessegebieden.

Een zwart gat wordt conventioneel gezien als een astronomisch object dat onherroepelijk alle materie en straling verbruikt die binnen zijn invloedssfeer valt. fysiek, een zwart gat wordt gedefinieerd door de aanwezigheid van een singulariteit, d.w.z., een gebied van de ruimte, begrensd door een 'event horizon', waarbinnen de massa/energiedichtheid oneindig wordt, en de normaal goed opgevoede wetten van de fysica zijn niet langer van toepassing. Echter, als een artikel in het januarinummer van het tijdschrift Natuurastronomie demonstreert, een nauwkeurige en overeengekomen definitie van deze 'singuliere' toestand blijkt frustrerend ongrijpbaar. zijn auteur, Dr. Erik Curiel van het München Centrum voor Wiskundige Filosofie aan de LMU, vat het probleem als volgt samen:"De eigenschappen van zwarte gaten zijn het onderwerp van onderzoek in een reeks subdisciplines van de natuurkunde - in optische fysica, in de kwantumfysica en natuurlijk in de astrofysica. Maar elk van deze specialiteiten benadert het probleem met zijn eigen specifieke set theoretische concepten."

Erik Curiel studeerde zowel filosofie als theoretische natuurkunde aan Harvard University en de University of Chicago, en het primaire doel van zijn huidige door DFG gefinancierde onderzoeksproject is het ontwikkelen van een nauwkeurige filosofische beschrijving van bepaalde raadselachtige aspecten van de moderne natuurkunde. "Fenomenen zoals zwarte gaten behoren tot een gebied dat ontoegankelijk is voor observatie en experiment. Werk gebaseerd op de veronderstelling dat zwarte gaten bestaan, omvat daarom een ​​niveau van speculatie dat zelfs voor de theoretische fysica ongebruikelijk is." Echter, deze moeilijkheid maakt de fysieke benadering van de aard van zwarte gaten zo interessant vanuit filosofisch oogpunt. "Het fysieke perspectief op zwarte gaten is zelf onlosmakelijk verbonden met filosofische kwesties met betrekking tot ontologische, metafysische en methodologische overwegingen, ' zegt Curiel.

"Verrassende" en "eye-opening" inzichten

Tijdens de voorbereiding van zijn filosofische analyse van het concept van zwarte gaten voor Natuurastronomie , de auteur sprak met natuurkundigen die betrokken zijn bij een breed scala aan onderzoeksgebieden. In de loop van deze gesprekken hij kreeg heel andere definities van een zwart gat. belangrijk, echter, elk werd op een zelfconsistente manier gebruikt binnen de grenzen van de betreffende specialistische discipline. Curiel zelf omschrijft deze discussies als 'verrassend' en 'eye-openend'.

Voor astrofysicus Avi Loeb, "een zwart gat is de ultieme gevangenis:als je eenmaal bent ingecheckt, je komt er nooit meer uit." Aan de andere kant, theoretisch fysicus Domenico Giulini beschouwt het als "conceptueel problematisch om zwarte gaten te zien als objecten in de ruimte, dingen die kunnen bewegen en worden geduwd."

Curiel's eigen take-home-boodschap is dat de zeer uiteenlopende definities van zwarte gaten een positief teken zijn, omdat het natuurkundigen in staat stelt het fenomeen vanuit verschillende fysieke perspectieven te benaderen. Echter, om productief gebruik te maken van deze diversiteit aan gezichtspunten, het zal belangrijk zijn om een ​​groter bewustzijn van de verschillen in nadruk tussen hen te kweken.