Zwarte gaten zijn objecten met zoveel materie geconcentreerd op één punt dat niets - zelfs geen licht - kan ontsnappen uit een specifiek gebied om hen heen. Dit was een kenmerk van de Newtoniaanse zwaartekracht; dit is een kenmerk van Einsteins algemene relativiteitstheorie; en als we een complete kwantumtheorie van zwaartekracht hebben, verwachten we daar volledig hetzelfde van. Wanneer een ster met voldoende massa sterft en zijn kern instort, door het stadium van atomen, kernen, neutronen en vrije quarks heen, doet zich een grappige gebeurtenis voor: zelfs als hij beweegt met de snelheid van het licht, kan niets dit gebied van de ruimte verlaten.
Door deze drempel te overwinnen, trekt alles samen tot een singulariteit in het centrum van deze voormalige ster. Dit is hoe een zwart gat wordt geboren, en de komende triljoenen jaren zal het groeien en alles verslinden wat het kan bereiken.
Je zou kunnen denken dat er een addertje onder het gras zit:
- Misschien kan de singulariteit worden vermeden.
Misschien eet ze niet alles wat haar waarnemingshorizon kruist.
'Misschien kun je, als je slim bent, van binnenuit ontsnappen.
Maar nee, dit zijn allemaal onveranderlijke waarheden. Niet Misschien . En ondanks de beweringen van Stephen Hawking dat er misschien een mogelijke uitweg is, zal geen enkele mate van vindingrijkheid ervoor zorgen dat iets dat in een zwart gat valt, het verlaat.
Promotie video:
De ontsnappingssnelheid is iets grappigs: er staat dat er een zwaartekracht "stuwkracht" is in een specifiek gebied van de ruimte, en als je snelheid een bepaalde drempel overschrijdt - de ontsnappingssnelheid - kun je die overwinnen. Bij een lagere waarde zorgt de snelheid ervoor dat je in een stabiele baan blijft, waar je niet wegrent, maar voor altijd valt en nooit valt. En als je snelheid niet hoog genoeg is, val je op de zwaartekrachtbron waaruit je probeert te ontsnappen.
Wat betekent dit als uw ontsnappingssnelheid groter is dan de lichtsnelheid? Omdat niets de lichtsnelheid kan overschrijden, betekent dit dat er geen manier is om te ontsnappen. En meer dan dat. Als je binnen de waarnemingshorizon bent en kracht wilt uitoefenen om iets te "duwen" dat je probeert te drukken, dan kan dat niet. Kracht uitoefenen of naar buiten duwen betekent het deeltje naar buiten bewegen. Maar alle deeltjes zijn beperkt tot de lichtsnelheid. En als de snelheid van ontsnapping groter is dan de snelheid van het licht, zul je het punt waarop je wordt samengedrukt niet kunnen overwinnen; je kunt niet uit de singulariteit komen. Ook, en dit is grappig, volgt hieruit dat als je eenmaal buiten de waarnemingshorizon van het zwarte gat valt, je de singulariteit in alle richtingen zult zien. De singulariteit is onvermijdelijk.
Het betekent ook dat als je naar de waarnemingshorizon gaat en probeert iets daarbuiten te laten zakken, zoals water aanraken met je vingertop, het nooit meer terug zal komen. Het deel van je lichaam buiten de waarnemingshorizon wordt nog steeds aangespannen, maar het deel binnenin kan niet worden geretourneerd; er is geen manier om materiaal uit het zwarte gat te halen - zelfs geen krachtdragende deeltjes - die in de singulariteit worden gezogen. Je enige hoop is dat iemand die naast je genadig is, je been afhakt.
Waarom zei Stephen Hawking dan dat het mogelijk is om uit het zwarte gat te ontsnappen? Waarom zei hij op Harvard:
Omdat hij het niet over jou had. Hij sprak over de informatie die jou vormt op het moment van de val: wanneer je de waarnemingshorizon oversteekt. Wanneer objecten in een zwart gat vallen, hebben ze informatie van welke aard dan ook: materie of antimaterie, baryonen of leptonen, elektronen of muonen, neutrino's of neutronen. Maar volgens de algemene relativiteitstheorie (hoe dan ook klassiek), heeft een zwart gat drie informatieve eigenschappen: massa, elektrische lading en impulsmoment.
De beroemde "informatieparadox voor het zwarte gat" is dat wanneer het zwarte gat uiteindelijk uiteenvalt (dankzij Hawking-straling), er alleen totale energie, elektrische lading en impulsmoment overblijven; al het andere is willekeurig. Met andere woorden: alle onnodige informatie wordt vernietigd. Hawking's nieuwste werk spreekt over dingen die veel minder fantastisch zijn dan ontsnappen uit een zwart gat; het zegt dat wanneer een nieuw deeltje in een zwart gat valt, het de informatie verandert die op het oppervlak van het zwarte gat is gecodeerd. En aangezien het oppervlak van een zwart gat (of oppervlak) afhangt van de massa en energie erin, moet deze informatie naar buiten komen, vermalen maar gecodeerd in Hawking-straling. Net zoals een gebrand boek informatie in pagina's bevat (hoewel niet in een erg handig formaat),de uitgaande Hawking-straling kan informatie bevatten over wat er in het zwarte gat is gevallen.
Dit is verre van ontsnappen aan een zwart gat, maar vormt een mogelijke oplossing voor de informatieparadox, wat men ook mag zeggen. Als je echter vastbesloten bent om uit een zwart gat te komen, is er maar één manier om dat te doen, namelijk in overeenstemming met de bekende natuurkundige wetten: kom daar niet.
Ilya Khel
