12 augustus 2020

Zegt Stephen Hawking nou dat zwarte gaten niet bestaan? Niet dus!

Credit: NASA

Er is nogal wat opschudding ontstaan over een artikel in Nature, dat de titel ‘Stephen Hawking: There are no black holes‘ heeft. De beroemde natuurkundige Hawking, die zoals we weten door de zeldzame neurologische aandoening amyotrofe laterale sclerose aan een rolstoel gekluisterd is, die zou beweren dat zwarte gaten niet bestaan? Hij is toch degene die in 1974 als eerste aantoonde dat zwarte gaten wel degelijk straling kunnen uitzenden, de zogenaamde Hawkingstraling of Bekenstein-Hawkingstraling? Ja klopt, dat was dezelfde Hawking. En nu zouden ze volgens hem opeens niet meer bestaan, die objecten waarvan de ontsnappingssnelheid zo groot is dat zelfs licht niet meer kan ontsnappen? Maar gelukkig wordt de soep niet zo heet gegeten als ze wordt opgediend: Hawking denkt nog steeds dat zwarte gaten bestaan, alleen ziet hun waarnemingshorizon er volgens zijn laatste inzichten anders uit dan men eerst dacht.

De waarnemingshorizon van een zwart gat

Volgens de Algemene Relativiteitstheorie van Albert Einstein is de waarnemingshorizon de grens waar ruimte en tijd zoveel verbogen zijn dat niets daar meer kan ontsnappen, zelfs licht niet, dat de hoogste snelheid in het heelal heeft. Hawking zelf toonde zoals gezegd in 1974 aan dat zwarte gaten toch kunnen ‘verdampen’, doordat paren van deeltjes en antideeltjes er in slagen om één van hun tweetjes richting vrijheid te sturen (zie afbeelding hieronder).

Credit: NAU.

Het probleem waar de Hawkingstraling mee te maken heeft is dat het een soort van ‘firewall’ rondom het zwart gat lijkt te creëren, de deeltjes die erin slagen om uit de wurggreep van het zwarte gat te ontsnappen zouden voorkomen dat andere deeltjes in het zwarte gat vallen en daarmee zouden ze een firewall vormen. Een ander probleem waar de natuurkundigen tot vandaag de dag mee worstelen is de zogenaamde informatieparadox van zwarte gaten: wat gebeurt er met de informatie, bijvoorbeeld informatie over de massa, samenstelling en dichtheid van de ster wiens kern na een supernova-explosie tot zwart gat ineenkromp. Blijft die informatie ook bá¬nnen de waarneemhorizon ergens bestaan? De tweede wet van de thermodynamica zegt dat met de tijd de entropie van een systeem toeneemt – in termen van informatie: de benodigde informatie om een systeem te beschrijven kan niet afnemen. Maar bij een zwart gat lijkt die entropie en daarmee de hoeveelheid informatie juist af te nemen, dus tegenstrijdig aan de tweede wet van de thermodynamica. In een recent gepubliceerd artikel, dat Hawking op de arxiv preprint server plaatste, een tikkeltje vreemd getiteld als “Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes“, komt Hawking met een nieuw voorstel, waarmee hij hoopt de problemen van de firewall en informatie te tackelen.

De schijnbare horizon van een zwart gat

In plaats van de scherp begrensde waarnemingshorizon (zie afbeelding hierboven) komt Hawking met een zogenaamde schijnbare horizon (Engels: ‘apparent horizon’), die zich om het zwarte gat zou bevinden. Die grens zou niet door de oneindige kromming van ruimte en tijd gevormd worden, maar wel door quantumfluctuaties en het resultaat zou een niet scherp begrensde, turbulente laag zijn, waaruit informatie vanuit het zwarte gat kan ontsnappen. De turbulentie zorgt er voor dat de informatie door elkaar wordt gehutst, zodanig dat het niet meer kan worden herkend. Zwarte gaten bestaan volgens Hawking dus wel degelijk, alleen hebben ze een schijnbare horizon in plaats van een waarnemingshorizon. De titel boven het artikel in Nature is wat dat betreft dus nogal misleidend. Ad, bedankt voor het plaatsen van een topic over dit artikel in de Astrocorner! Bron: Nature.com + Universe Today.

Comments

  1. Nog interessanter dan het onderzoek op Mars vind ik het onderzoek van en naar zwarte gaten! Heerlijk om daar over te lezen. Geweldig!

  2. Een zwart gat is niet meer dan een afvoer put van ons universum, om een nieuw universum te vormen

    • Enceladus Enceladus zegt

      Het idee dat een zwart gat hier een big bang elders is, komt op mij wel aannemelijk over.
      Er zit een soort logica in.

      Je zou dan ook met recht van een multiversum kunnen spreken, want logischerwijs zou ons hele universum zijn voorgekomen uit één zwart gat in een ander universum, terwijl ons universum dankzij zwarte gaten ontelbare nieuwe universums vormt. Een duizelingwekkende gedachte.

      groet,
      Gert (Enceladus)

      • Op de één of andere manier doet het mij denken aan bellen blazen.

        • Enceladus Enceladus zegt

          Dat is wel een leuke vergelijking.
          Als je deze analogie echter consequent doortrekt, dan eindigt de uitdijing van het heelal dus ook in een big bang! 😉

          groet,
          Gert (Enceladus)

      • Er is voldoende te vinden over de stelling dat het universum zich in een zwart gat zou kunnen bevinden. Maar wat ik me daarbij afvraag is dat zwarte gaten materie eten en in bepaalde gevallen weer kan uitspugen, welk effect heeft dit dan op het universum wat zich in het zwarte gat zou moeten bevinden?

        Zo schijnt ons universum ongeveer voor een kleine 5% uit zichtbare materie te bestaan, is dit wel constant als het zwarte gat waarin ons universum zich dan bevindt materie opslokt of uitspuugt? Of, zomaar iets, is het zwarte gat waarin ons universum zich dan bevindt aan het uitdoven, het verliest massa, dus zwaartekracht en dus vandaar dat ons universum uitdijt? 🙂 Zouden wij variaties van het zwarte gat dan terug kunnen vinden in ons universum.

        Voorlopig is mijn mening nog geneigt het er niet mee eens te zijn; ons universum bevindt zich niet in een zwart gat. Maarja, er is simpel te weinig kennis over om er maar iets over te zeggen, laat staan door mij dan 🙂

        • Enceladus Enceladus zegt

          Interessante visie! Ik denk ook niet dat ons hele universum zich in een zwart gat bevindt, maar ik kan me wel voorstellen dat het er uit voort komt.

          groet,
          Gert (Enceladus)

        • Olaf van Kooten Olaf van Kooten zegt

          Misschien raar gezegd, maar stel dat alle informatie dat een zwart gat binnenvalt op de 1 of andere wijze bewaard blijft en het zwarte gat verdampt door Hawkingstraling. Zou dat niet het moment zijn waarop de singulariteit, inclusief alle opgeslagen informatie, plots uitdijt en zo een universum vormt? Zomaar een proefballonnetje dat niet te serieus genomen moet worden 🙂 Ik heb immers al een paar biertjes op 😉

          • Olaf, niet meer aan het bier komen hoor. 😉 Nee zonder gekheid, je kunt op dit moment niets zinnigs zeggen over die singulariteit, omdat we de natuurkundige en wiskundige instrumenten missen om het te beschrijven. Dus wie weet klopt jouw benevelde stelling wel. 😀

  3. Wat Stephen Hawking echt gezegd heeft over Black Holes 😉

    http://www.youtube.com/watch?v=L8GCR88T3fE

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: