Bestaat er echt een oneindig grote massadichtheid in een zwart gat?

Antwoord

Hoe het er juist aan toegaat binnen een zwart gat, weten we niet echt.  Per definitie kunnen we het niet waarnemen, dus we hebben weinig controle over de juistheid van onze speculaties erover.  De notie van singulariteit is een vrij wiskundige notie: als er niets meer is dat de aantrekking tegengaat, komt alles terecht in een punt, met inderdaad een oneindige dichtheid.  Maar met fysica bij oneindige dichtheden hebben we weinig ervaring...  Ook theoretisch tasten we - letterlijk - in het duister: vooraleer materie oneindig dicht wordt, komt het langs een stadium waar we de wetten van de zwaartekracht moeten verzoenen met die van de kwantumfysica, en dat lukt nog niet helemaal op een consistente manier.  Wat ook kan meespelen, is dat materie die samentrekt steeds harder gaat draaien, en de rappe rotatie werkt verder samentrekken tegen.

Toch weten we vrij zeker dat zwarte gaten (kunnen) bestaan: het gebeurt wanneer de materie zo dicht opeen zit dat zelfs het licht niet meer kan ontsnappen, en we hebben vrij overtuigende aanwijzingen van dergelijke omgevingen in het heelal.  Maar zoals gezegd, wat er binnen gebeurt, daar hebben we geen kijk op, juist onmdat de informatie er niet uitkan.

Maar dan uw echte vraag.  Massadichtheid is massa per (gedeeld door) volume.  De massadichtheid van een singulariteit is oneindig niet omdat de massa oneindig is, maar wel omdat het volume nul is.  De totale massa van een zwart gat is gewoon al de massa samen die erin gesukkeld is, en die is eindig.  Als de Zon zou samenschrompelen tot een singulariteit, dan wordt haar massadichtheid oneindig, maar de totale massa blijft dezelfde.