Paradox Opgelost? Hoe Informatie Uit Een Zwart Gat Kan Ontsnappen

{h1}

Binnen in zwarte gaten wonen kwantumresten van de sterren waaruit ze zijn gevormd, zegt een groep wetenschappers, die ook voorspellen dat deze sterren later kunnen verschijnen zodra het zwarte gat verdampt.

Elk zwart gat verbergt een geheim - het quantum blijft over van de ster waaruit het is ontstaan, zeggen een groep wetenschappers, die ook voorspellen dat deze sterren later kunnen verschijnen zodra het zwarte gat verdampt.

De onderzoekers noemen deze objecten "Planck-sterren" en denken dat ze een zeer belangrijke vraag in de moderne fysica kunnen oplossen: de informatieparadox, of de vraag wat er gebeurt met informatie in materie die in een zwart gat valt.

Het idee kan ook de kwantummechanica en de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein die de zwaartekracht beschrijft, uiteindelijk verzoenen, en zo laten zien hoe een theorie van kwantumzwaartekracht lang bestaande puzzels in de wereld van de natuurkunde zou kunnen oplossen. [De vreemdste zwarte gaten in het universum]

Ruimte en tijd verdraaien

Zwarte gaten zijn gebieden van de ruimte die zo ongelooflijk dicht zijn dat niets, zelfs niet licht, eraan kan ontsnappen. Van de meeste wordt gedacht dat ze zich vormen aan het einde van het leven van een grote ster, wanneer de interne druk onvoldoende is om weerstand te bieden aan zijn eigen zwaartekracht en de ster onder zijn eigen gewicht instort.

De meeste wetenschappers geloven dat, omdat er niets is om deze ineenstorting tegen te houden, uiteindelijk een singulariteit zal ontstaan ​​- een regio waar oneindige dichtheden worden bereikt en Einsteins algemene relativiteitstheorie niet langer voorspellend is.

Maar deze 'singulariteitstheorie' heeft gebreken. Omdat de wetten van de fysica niet langer gelden in een gebied met oneindige dichtheid, weet niemand wat er in een zwart gat zou kunnen gebeuren.

Stephen Hawking suggereerde in de vroege jaren 1970 dat zwarte gaten langzaam konden verdampen en verdwijnen. Maar wat gebeurt er in dit geval met de informatie die een voorwerp beschrijft dat in een zwart gat valt? Volgens de algemene relativiteit kan informatie niet zomaar verdwijnen; in een zwart gat, echter, blijkbaar doet informatie dat. Deze 'informatieparadox' heeft onderzoekers tientallen jaren in verwarring gebracht.

Carlo Rovelli van de universiteit van Marseille in Frankrijk en Francesca Vidotto van de Radboud Universiteit in Nederland hebben geprobeerd om deze vraag te beantwoorden door het idee te onderzoeken dat het universum, waarvan wordt verondersteld dat het is begonnen met de oerknal, daadwerkelijk is ontstaan ​​- vanwege kwantumzwaartekracht effecten - van een "big bounce", na een eerdere contractfase.

"De quantum-zwaartekrachteffecten produceren een effectieve afstotende kracht, zodat de materie niet zou zijn ingestort tot een singulariteit, maar het zou net een maximale compacte toestand hebben bereikt," zei Vidotto.

Op deze manier zou het universum "stuiteren" wanneer de energiedensiteit van materie de Planck-schaal bereikt, de kleinst mogelijke afmeting in de fysica, waardoor het universum weer uitzet, en dan mogelijk weer instort, enzovoort, heen en weer. [Alternatieven voor de Big Bang Theory (Infographic)]

Een soortgelijk idee is nu voorgesteld voor het lot van de ineenstortende kwestie van een stervende ster. Onderzoekers zeggen dat kwantumeffecten - vergelijkbaar met die welke voorkomen dat een elektron in de kern van een atoom valt - de ineenstorting van een ster zouden stoppen voordat het kon krimpen tot een enkel punt, of singulariteit. De ster zou dan een supercompact object worden, terugkaatsen tijdens het verdampingsproces van het zwarte gat en uiteindelijk exploderen. Uiteindelijk zou alles dat in het zwarte gat zou zijn gevallen, worden vrijgegeven.

Zwarte gaten zijn vreemde gebieden waar de zwaartekracht sterk genoeg is om licht te buigen, ruimte te verdraaien en de tijd te verdraaien.

Zwarte gaten zijn vreemde gebieden waar de zwaartekracht sterk genoeg is om licht te buigen, ruimte te verdraaien en de tijd te verdraaien.

Krediet: Karl Tate, SPACE.com-bijdrager

Gamma-ray bursts

De onderzoekers zeggen dat, terwijl het zwarte gat verdampt en krimpt, de grens op een gegeven moment die van de Planck-ster zal ontmoeten als deze na het kaatsen uitzet. Als dat gebeurt, is er geen horizon van een zwart gat meer en kan alle informatie die gevangen zit in het zwarte gat ontsnappen.

In dit geval zou de informatieparadox zijn opgelost; de informatie zou gewoon opnieuw in het universum worden uitgezonden.

"Het zwarte gat heeft een enorm overblijfsel - een Planck-ster - en dit laat ons toe om de verdamping van zwarte gaten, hun laatste levensfase, zonder paradoxen te begrijpen." Paradoxen maken geen deel uit van de natuur, ze zijn het teken van een onvolledige kennis, "Vidotto zei.

Rovelli is het hiermee eens: "Informatie is nooit te geconcentreerd en kan ontsnappen met de explosie van de ster." Deze vrijgave van informatie zou, volgens schattingen, straling genereren met een golflengte van ongeveer 10 ^ -14 cm - de golflengte van gammastraling.

"Nu zien we een prikkelende mogelijkheid: als in de zwarte gaten de materie instort en vervolgens botst, kan de uitbreiding een zeer dramatische gebeurtenis zijn, een grote explosie," zei Vidotto.

En mogelijk voegen de astronomen, volgens de wetenschappers, al Planck-sterren toe die de informatie in de ruimte vrijgeven, in de vorm van extreem heldere gebeurtenissen die gammastraaluitbarstingen worden genoemd.

Geen 'einde van de natuurkunde'

Ten slotte, als de theorie wordt bevestigd, zou het een solide bewijs kunnen zijn dat kwantumzwaartekracht bestaat, zei Aurelien Barrau van de Joseph Fourier University in Grenoble, Frankrijk, die niet bij het onderzoek betrokken was.

"Het artikel laat zien dat er experimentele gevolgen kunnen zijn van kwantumzwaartekracht," zei hij. "Dit zou fascinerend zijn."

De volgende stap zou zijn om een ​​nauwkeuriger beschrijving te krijgen van het quantum-zwaartekrachtproces dat zou moeten leiden tot de "grote bounce", mogelijk met behulp van een nauwkeurige computersimulatie van een realistische ineenstorting, zei Stefano Liberati, een fysicus bij SISSA (International School for Advanced Studies, Trieste, Italië), die ook niet aan het onderzoek heeft deelgenomen.

"Als het idee [wordt bevestigd] met meer gedetailleerde berekeningen, zal dit een verder bewijs zijn dat wat we singulariteiten in algemene relativiteit noemen, slechts situaties zijn waarin onze huidige theorie onvoldoende voorspelbaar is, maar met succes wordt opgelost door kwantumzwaartekracht," zei hij. "Op dat moment zou de oerknal of het centrum van zwarte gaten niet 'het einde van de fysica' zijn, maar slechts een andere deur die moet worden onthuld, wat ons leidt naar een kwantumsprong in het begrijpen van de aard van ons universum. '

Volg ons @Spacedotcom. We zijn ook bezig Facebook en Google+. Oorspronkelijk artikel op Space.com.


Video Supplement: Why Black Holes Could Delete The Universe – The Information Paradox.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com