Natuurkundigen lossen Hawkings raadsel van zwarte gaten op

In de jaren 1970 ontdekte Stephen Hawking iets paradoxaals over zwarte gaten. Soms is het onmogelijk ze van elkaar te onderscheiden en hun oorsprong te achterhalen. Maar nu hebben natuurkundigen uitgezocht hoe het komt dat zwarte gaten verschillen – en gevormd worden door hun oorsprong.

In de jaren 1970 ontdekte Stephen Hawking iets paradoxaals over zwarte gaten. Soms is het onmogelijk ze van elkaar te onderscheiden en hun oorsprong te achterhalen. Maar nu hebben natuurkundigen uitgezocht hoe het komt dat zwarte gaten verschillen – en gevormd worden door hun oorsprong.

Shutterstock

Sinds de jaren 1970 breken natuurkundigen zich het hoofd over Stephen Hawkings zwartegatenparadox.

Een zwart gat wist als het ware alle informatie over zijn herkomst. Aan niets is te zien wat voor ster het gat ooit was. En de natuurkunde – die juist uitzoekt hoe de ene beweging de volgende veroorzaakt – kan dat niet accepteren.

Maar nu hebben natuurkundigen aangetoond dat het zwaartekrachtsveld van zwarte gaten afhangt van de vorm van hun oorspronkelijke ster. Zo kunnen zwarte gaten toch van elkaar onderscheiden worden, zonder Hawkings of Einsteins theorieën op te offeren.

Zwarte gaten wissen hun stamboom uit

Stephen Hawkings zogeheten informatieparadox speelt de twee belangrijkste natuurkundetheorieën tegen elkaar uit: Einsteins relativiteitstheorie en de kwantummechanica.

Het paradoxale is dat zwarte gaten volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie slechts drie waarneembare eigenschappen hebben: massa, elektrische lading en rotatie. Er valt geen andere informatie uit de mysterieuze gaten te halen.

Twee zwarte gaten met dezelfde massa, lading en rotatie zijn dus precies hetzelfde, al zijn het duidelijk twee verschillende objecten.

Maar dat kan niet volgens de kwantummechanica. Het moet te berekenen zijn waarom en hoe het ene tot het andere leidt. Kwantumfysici kunnen niet accepteren dat ze niet terug kunnen rekenen naar de oorsprong van een zwart gat: de oorspronkelijke ster. Alle informatie over deze ster lijkt verloren te zijn gegaan.

Maar nu heeft een team van Britse en Amerikaanse natuurkundigen ontdekt dat zwarte gaten niet álle informatie over hun ontstaan uitwissen.

Met ingewikkelde formules die beschrijven hoe sterren met verschillende samenstellingen instorten, ontdekte het team dat de resulterende zwarte gaten verschillende zwaartekrachtsvelden krijgen.

De informatie in de zwarte gaten overleeft dus – zonder dat Einsteins relativiteitstheorie en de kwantummechanica overboord hoeven.