Zwarte gaten vormen het machtige hart van onze Melkweg en bieden op dit moment een verrassend goedkoop en natuurlijk alternatief voor deeltjesversnellers zoals we die kennen. Recente bevindingen schetsen een toekomst waarin deze mysterieuze kosmische objecten zelf tot laboratorium kunnen dienen voor onderzoek naar de kleinste bouwstenen van ons universum. Eerlijk? Niemand in de Haagse universiteitswijken had dat vijf jaar geleden verwacht.
Volgens onderzoekers van Johns Hopkins University en de Universiteit van Oxford zijn de omstandigheden rondom superzware zwarte gaten — met hun razende plasmajets die vertrekken uit accretieschijven — zo extreem, dat ze botsingen veroorzaken die qua energie zelfs het beroemde Large Hadron Collider te Genève kunnen overstijgen. Wat tot voor kort sciencefiction leek, is nu realiteit: de natuur heeft zelf de krachtigste versneller al gebouwd.
Als de kosmos zelf testlab wordt
Het onderzoek werd gepubliceerd in Physical Review Letters, en komt precies op het juiste moment: de bouw van nieuwe superversnellers in Europa wankelt vanwege beperkte financiële middelen en het uitblijven van spectaculaire doorbraken — bijvoorbeeld in de jacht op donkere materie. De theorie: door goed te kijken naar wat zwarte gaten ‘vanzelf’ uitspugen, kunnen we miljarden besparen én toegang krijgen tot energieën die op aarde niet haalbaar zijn.
Een belangrijk voordeel: er is geen nieuwe infrastructuur nodig. Denk aan lokale makkers als het IceCube Neutrino Observatory op Antarctica en het KM3NeT-observatorium in de Middellandse Zee — die draaien al en pikken nu al signalen op van bizarre hoogenergetische deeltjes. Die deeltjes komen met zoveel vaart uit het zwarte gat dat ze zelfs vanaf aarde meetbaar zijn.
Wat betekent dit voor de toekomst van natuurkunde?
- Met deze kosmische botsingen krijgen we misschien voor het eerst zicht op onbekende deeltjes — wie weet zelfs sporen van donkere materie
- Het snijdt flink in de kosten en versnelt onderzoek enorm: geen miljardenprojecten of bouwputten van 20 jaar, gewoon slimme analyse van bestaande astronomische data
- De natuur zelf als proefopstelling: minder risico’s en veel meer ’toevalstreffers’ waar computers nu toch al goed mee overweg kunnen
Joseph Silk, co-auteur én een oude rot in het vak, zegt het zo: “Sommige deeltjes verdwijnen inderdaad in het zwarte gat. Maar een deel knalt met zo’n hoge energie weg, dat de verwachting is dat we ze vanuit Nederland al kunnen meten (iemand al een detector achter het Utrecht Science Park geplaatst trouwens?). Dit zou het eerste directe bewijs zijn van een natuurlijk deeltjesversneller met krachten die op aarde simpelweg onhaalbaar zijn.”
Moet CERN zich zorgen maken?
Voorlopig betekent deze ontdekking niet dat bestaande versnellers — zoals die bij CERN — overbodig zijn. Integendeel, kosmische waarnemingen kunnen het onderzoek juist aanvullen, door nieuwe fenomenen inzichtelijk te maken waar we tot nu toe niet bij konden. Maar eerlijk is eerlijk: het idee dat ons universum zelf al experimenteert met hogere energieën dan wij ooit in een bunker bij Genève zouden kunnen creëren, is ronduit fascinerend.
Hoe nu verder?
De komende jaren gaan wetenschappers registraties van neutrinodetectoren in plaatsen als Zeewolde, Marseille en Amundsen-Scott nóg serieuzer nemen. Het kan zomaar dat de volgende ‘grote doorbraak’ — of dat nu donkere materie is of iets totaal onverwachts — niet in een dure tunnel, maar live, dankzij de natuur zelf plaatsvindt. Zet die stroopwafels alvast klaar voor een lange nacht: het universum is z’n eigen lab geworden.