13 augustus 2020

Natuurkundigen stellen nieuw soort wormgat voor

new kind of wormhole

Credit: New Scientist.

Wormgaten – de tunnels door tijd en ruimte waarmee zwarte gaten verbonden worden – zouden een gevolg kunnen zijn van een merkwaardig kwantummechanisch effect dat verstrengeling (entanglement) wordt genoemd. Deze herdefinitie zou de oplossing kunnen vormen van een ongewenste paradox, namelijk dat je niet wordt samengedrukt maar wordt verdampt als je in een zwart gat zou vallen.

Het achterhalen welke gevaren er loeren in de omgeving van een zwart gat is niet bepaald een alledaags probleem. Natuurkundigen gebruiken het probleem echter om te wijzen op een inconsistentie tussen kwantummechanica en de relativiteitstheorie van Einstein. Het oplossen van dit vraagstuk zou kunnen leiden tot de langverwachte kwantumtheorie van zwaartekracht.

Als je in een zwart gat zou vallen, dicteert de relativiteitstheorie dat je zal sterven door “spaghettificatie” – het langzaam uiteentrekken als gevolg van steeds sterkere zwaartekracht. Vorig jaar zijn natuurkundigen echter op een probleem gestuit: toen ze de kwantumeffecten van een zwart gat aan het verkennen waren, leidde dit tot iets ongewenst. Zwarte gaten stralen fotonen uit als gevolg van een proces dat Hawkings-straling wordt genoemd. Deze zijn verstrengeld met het inwendige van het zwarte gat en ook met elkaar. Dit breekt een kwantumwet die zegt dat deeltjes niet met twee dingen degelijk verstrengeld kunnen zijn.

Om de kwantummonogamie te behouden hebben natuurkundigen voorgesteld dat de verstrengeling tussen een zwart gat en een foton verbroken wordt. Dit veroorzaakt een muur van energie op de gebeurtenishorizon rond het zwarte gat, zodat je zal opbranden in plaats van spaghettificeren. Dit is de zogenaamde black hole firewall paradox.

Het wemelt van de mogelijke oplossingen en daar is er nu één bijgekomen: een nieuw soort wormgat, waardoor de verstrengeling überhaupt niet verbroken hoeft te worden. Eerst is vastgesteld dat deze tunnels tussen tijd en ruimte, die normaal gesproken beschreven worden met de relativiteitstheorie, ook een natuurlijk gevolg kunnen zijn van kwantummechanica, mits zwarte gaten met elkaar verstrengeld zijn. Het is alsof het wormgat de fysieke manifestatie is van de verstrengeling.Vervolgens is dit idee uitgebreid naar een enkel zwart gat en z’n Hawkings-straling, hetgeen geresulteerd heeft in een nieuw soort wormgat. Dit zou kunnen betekenen dat het wormgat tussen het zwarte gat en de Hawkings-straling geen probleem vormt voor kwantummonogamie op de manier waarop normale verstrengeling dat wel zou zijn. Als gevolg hiervan hoeft de firewall niet te verschijnen en wordt de relativiteit intact gelaten.Het is natuurlijk maar een proefballon, maar het verder uitwerken van het idee zou kunnen helpen om een kwantumtheorie van zwaartekracht te formuleren. Het volledige onderzoek kan hier gelezen worden. Bron: New Scientist.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.