Zwart gat

Een zwart gat is een bijzonder soort object in het heelal, waaruit als gevolg van het sterke zwaartekrachtsveld geen licht of materie kan ontsnappen.

In eerste instantie werd het bestaan van zwarte gaten uitsluitend op theoretische gronden aangenomen: aangezien fotonen (lichtdeeltjes) bij een beweging tegen een zwaartekrachtsveld in energie verliezen, zou bij bijzonder sterke gravitatie uiteindelijk geen energie meer overblijven; licht vanaf het oppervlak van een superzwaar object zou voor altijd gevangen blijven. Ook voor gewone materie is ontsnappen uit een zwart gat onmogelijk. De denkbeeldige schil rond een zwart gat waarbinnen ontsnappen niet meer mogelijk is, heet de waarnemingshorizon en bevindt zich op een afstand van het centrum die de Schwarzschildstraal wordt genoemd.

De eerste ideeën over het bestaan van zwarte gaten dateren uit 1790 toen de Engelse geoloog John Michell en de Franse wiskundige Pierre-Simon Laplace onafhankelijk van elkaar het bestaan van onzichtbare sterren veronderstelden. Ze berekenden aan de hand van de wetten van Newton de massa en de omvang van objecten waarvan de ontsnappingssnelheid groter zou zijn dan de lichtsnelheid.

In 1915 publiceerde Albert Einstein de algemene relativiteitstheorie, een nieuwe theorie over de zwaartekracht. Enkele maanden later vond Karl Schwarzschild het door de relativiteitstheorie voorspelde zwaartekrachtsveld voor een puntmassa, waaruit de theoretische mogelijkheid van een waarnemingshorizon bleek. Schwarzschild zelf beschouwde deze horizon niet als fysisch realistisch; de waarnemingshorizon bleek later echter wel degelijk betekenis te hebben en wordt tegenwoordig geïnterpreteerd als de "rand" van het zwarte gat.

In 1967 introduceerde de Amerikaanse theoretisch natuurkundige John Wheeler de naam zwart gat voor dergelijke objecten.