Voordrachten en sprekers
Prof. Dr. Jeroen van Dongen
Einsteins zwarte gat
In september 1939 publiceerden Robert Oppenheimer en zijn leerling Hartland Snyder het artikel dat nu wordt geroemd als de oorsprong van de moderne conceptie van een zwart gat: daarin voerden ze aan dat een ster kan instorten voorbij zijn zwaartekracht straal zonder ooit een nieuwe evenwichtstoestand te bereiken; de dichtheid zal zo groot worden dat zelfs het licht dat aan het oppervlak wordt uitgestraald, niet zal ontsnappen. Slechts een maand nadat het artikel van Oppenheimer en Snyder verscheen, schreef Albert Einstein er nog een: hierin hij pleitte tegen de mogelijkheid van een verdere ineenstorting en stelde dat er een beperkte hoeveelheid materie kan worden geconcentreerd in een ruimtetijdvolume, en dat als gevolg daarvan "Schwarzschild-singulariteiten" nooit in de natuur zouden verschijnen. Was Einstein van plan om te argumenteren
tegen Oppenheimer en Snyder, zonder zelfs maar hun werk te citeren? Wist hij zelfs van hun artikel, of is het toeval dat de artikelen zo dicht na elkaar verschenen? En hoe zijn verschillen van mening te verklaren in het licht van hoe deze auteurs algemene covariantie en de dynamiek van ruimtetijd begrepen? Met behulp van nieuwe bronnen zullen we deze vragen beantwoorden en proberen te beantwoorden hoeveel in het bijzonder Einstein en zijn naaste collega's wisten van de weg naar het onkenbare: de weg het zwarte gat in.
Prof. Dr. Klaas Landsman
Zwarte gaten en het werk van Roger Penrose
In 2020 won Roger Penrose de helft van de Nobelprijs voor Natuurkunde voor zijn werk aan zwarte gaten. Dit was de eerste keer dat een wiskundige deze prijs won. Zijn werk is zeer fraai en diep en toont bovendien een voor de moderne wiskunde uniek gebruik van tekeningen en diagrammen. In deze voordracht probeer ik, na een korte wiskundige inleiding over de onderliggende algemene relativiteitstheorie, ook de bijdragen van Penrose uit te leggen of tenminste aan te duiden. Ik zal tevens ter discussie stellen of de citatie van de Nobelprijs ("for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity”) wel helemaal correct is: in werkelijkheid zegt de beroemde stelling van Penrose uit 1965 waar hij de prijs voor kreeg niets over zwarte gaten!
Dr. Tanja Hinderer
Observations of black holes using gravitational waves
Space and time are dynamical entities that curve around matter and energy, according to Einstein’s theory of general relativity. Two profound consequences of this theory are the existence of black holes – objects consisting solely of warped spacetime, and of gravitational waves -- tiny ripples in the fabric of spacetime created by cataclysmic cosmic events such as collisions of two black holes. In 2015, the gravitational waves emitted by a pair of black holes more than a billion years ago were measured for the first time. These waves chronicled in detail the process of two black holes — each about thirty times more massive than the sun and moving at nearly the speed of light — orbiting each other, colliding, and merging into a single remnant black hole. Since then, dozens more of such events have been measured, and provided us with unprecedented information about black holes and gravity. In this talk, I will give an introduction to gravitational waves and black hole collisions, and discuss the challenges overcome to finally detect them. I will also highlight the new insights gained from the recent discoveries, and outline the interesting future prospects in the coming years.
Prof. Dr. Simon Portegies Zwart
Zwarte gaten simuleren met supercomputers
Prof. Dr. Simon Portegies Zwart
Op computers kun je experimenten uitvoeren die in geen enkel laboratorium zouden kunnen. Neem bijvoorbeeld het simuleren van sterren. Sterren bewegen, en de bewegingsvergelijking wordt gegeven door Newton. Zwarte gaten zijn ook sterren, maar veel compacter. Als gevolg wordt de bewegingsvergelijking van zwarte gaten beschreven met Einstein's algemene relativiteitstheorie.
In het vergelijken van beide bewegingsvergelijkingen blijkt dat Newtoniaanse systemen een grotere mate van chaos vertonen dan hun relativistische tegenhanger. Dit verschil leidt tot interessante astronomische verschijnselen. Een van de consequenties zou wel eens de kern kunnen bevatten van de richting van de tijd zoals wij die ervaren, maar waarvan in de macroscopisch natuurkunde niets is terug te vinden.
In een luchtig en lichtgewicht betoog zal prof. Portegies Zwart de overeenkomsten van de verschillen zwaartekrachttheorieen uiteen zetten, en hun consequenties illustreren.
Figuur: Poincare-kaart in draai-impuls moment en baan energie van een systeem van drie zwarte gaten. De kleuren geven de mate van chaos aan in dit systeem.