Site pictogram Astroblogs

Stephen Hawking e.a.: zwarte gaten hebben ‘zacht haar’ van zachte fotonen en gravitonen

Credit: ESO/Gravity Consortium/L. Calçada

Met de publicatie afgelopen week in de arXiv van het artikel Soft Hair on Black Holes van het drietal Stephen W. Hawking, Malcolm J. Perry en Andrew Strominger is er een vervolg gekomen op de claim die Hawking vorig jaar augustus vanuit het Zweedse Stockholm de wereld in gooide, dat hij samen met genoemde twee anderen een oplossing had bedacht voor het informatieprobleem van zwarte gaten. Dat probleem komt hier op neer dat alles van wat in een zwart gat verdwijnt ook de informatie verdwijnt, de informatie die iets zegt over de kwantumtoestand van de deeltjes. Je zou kunnen zeggen ‘nou ja, dan verdwijnt het maar in het zwarte gat, so be it‘, maar daar nemen natuurkundigen geen genoegen mee en er zijn tal van redenen waarom dit verlies van informatie niet kan, met name die te maken hebben met het principe van determinisme, dat je alles kunt voorspellen op basis van kennis van de deeltjes op een bepaald moment.

Voorstelling van informatie-qubits op de waarneemhorizon van een zwart gat. Credit: UvA

Het artikel van Hawking e.a. is erg technisch en uit de reacties op de blogosfeer begrijp ik dat het ook zeker niet het definitieve verhaal is, maar dat het weer een stap verder is in het raamwerk om te komen tot een oplossing voor het informatieprobleem van zwarte gaten. De oplossing die de drie auteurs voorstellen is dat een zwart gat wel degelijk haar heeft en wel in de vorm van zacht haar, bestaande uit zachte fotonen en zachte gravitonen, die zich bevinden op de driedimensionale waarneemhorizon van het zwarte gat. Als sinds de jaren zestig kennen we de Geen-Haar-Stelling, dat zegt dat zwarte gaten geen haar hebben, dat wil zeggen dat ze afgezien van massa, lading en impulsmoment geen enkel andere door waarnemers op veilige afstand kenbare eigenschap hebben. Zwarte gaten zouden zacht haar hebben – neem het a.u.b. niet al te letterlijk – en die zachte fotonen en gravitonen zouden geen energie hebben, maar wel informatie bevatten.

links de standaard-collaps van een zwart gat, rechts de collaps volgens Hawking, Strominger en Perry. De blauwe lijn links stelt de waarneemhorizon voor, rood een schil van invallende materie. De oranje pijlen rechts stellen de Hawking straling van verdampende zwarte gaten voor. Credit:  Prahar Mitra

Het is deze schil rondom het zwarte gat dat de informatie bevat van alles wat er in het zwarte gat is gevallen en daarmee zou de vernietiging van informatie voorkomen worden. Ze gaan er hierbij vanuit dat er niet één uniek vacuüm bestaat, maar dat er oneindig veel verschillende vacuümstaten zijn, iets ze vacuüm degeneratie noemen. De informatie in de 3D-bol bevindt zich daar in de vorm van zogeheten ‘supertranslaties’ (Engels: supertranslations), een idee van Andrew Strominger, die dat op zijn beurt weer heeft van een uit 1962 stammende theorie, geformuleerd door Bondi, Metzner en Sachs (BMS). Hawking, die twee jaar geleden nog dacht dat zwarte gaten grijs zijn, heeft afgelopen weekend in Engeland de zogeheten Reith Lectures gehouden, waarvan op 26 januari a.s. op BBC 4 radio een eerste verslag te horen zal zijn. Hopelijk dat we dan meer horen over de theorie van het zachte haar van zwarte gaten.  Bron: Back Reaction + Scientific American + The Reference Frame + Francis Naukas.

FacebookTwitterMastodonTumblrShare
Mobiele versie afsluiten