zwart gat

Wat gebeurt er met informatie die in een zwart gat wordt getrokken? Jarenlang dachten onderzoekers dat die informatie voorgoed verloren ging. Maar een nieuw onderzoek suggereert nu dat informatie toch niet helemaal verdwijnt.

Alles wat te dicht bij een zwart gat in de buurt komt, wordt door dat zwarte gat opgeslokt. En wat gebeurt er vervolgens met die opgeslokte materie? Wetenschappers hebben er lang over gediscussieerd en velen stellen al jarenlang dat alles wat door een zwart gat wordt opgeslokt als verloren moet worden beschouwd. Het is weg. En het is onmogelijk te achterhalen wat het zwarte gat allemaal heeft verorberd. Het is een geheim dat het zwarte gat met zich meedraagt, zelfs nadat het zwarte gat na miljarden jaren zelf verdwenen is. Maar klopt dat wel? Onderzoeker Dejan Stojkovic stelt van niet. “Volgens ons onderzoek gaat informatie niet verloren zodra het een zwart gat binnengaat. Het verdwijnt niet.”

Interacties
Het onderzoek van Stojkovic en collega Anshul Saini over zwarte gaten verscheen eerder deze maand in het blad Physical Review Letters. Het paper zet uiteen hoe interacties tussen deeltjes die door het zwarte gat worden uitgezonden meer kan vertellen over wat er in het zwarte gat te vinden is. De deeltjes zouden ons zelfs meer kunnen vertellen over de kenmerken van het object dat leidde tot het ontstaan van het zwarte gat en de kenmerken van de materie en energie die in het zwarte gat is getrokken.

De paradox
Het onderzoek is mogelijk een belangrijke stap in de richting van een oplossing van wat ook wel de informatieparadox van zwarte gaten wordt genoemd. Deze paradox ontstond bijna veertig jaar geleden toen Stephen Hawking stelde dat alle informatie die in het zwarte gat verdwijnt onmogelijk meer terug te halen is. De informatie moet als voorgoed verloren worden beschouwd. De uitspraak zorgde voor commotie, omdat deze haaks staat op een belangrijk principe uit de kwantummechanica: de wet van behoud van informatie. Deze wet stelt dat informatie niet kan verdwijnen. Later zou Hawking op zijn uitspraak terugkomen en stellen dat informatie toch aan zwarte gaten ontsnappen kon, maar de discussie over de vraag of zwarte gaten informatie voorgoed kunnen laten verdwijnen, bleef. Net als de vraag: als informatie niet voorgoed in een zwart gat verdwijnt, hoe kunnen we deze dan terughalen?

Stojkovic en Saini lijken met hun paper iets meer duidelijkheid te scheppen. Ze kijken niet alleen naar de deeltjes die de zwarte gaten uitstoten, maar ook naar de interactie tussen die deeltjes. En door naar die interactie te kijken is het volgens hun onderzoek mogelijk om op enige afstand van het zwarte gat conclusies te trekken over wat er in het zwarte gat te vinden is. Dat er interactie is tussen deeltjes die door een zwart gat worden uitgestoten, is al langer bekend. Maar onderzoekers dachten altijd dat die interacties niet belangrijk waren. “Gedacht werd dat ze klein waren en niet in staat waren om een verschil te maken,” legt Stojkovic uit. “Onze berekeningen tonen aan dat de interacties in het begin heel klein zijn, maar door de tijd heen groeien en groot genoeg worden om de uitkomst te veranderen.”