"Hoe moeilijk het leven ook lijkt, er is altijd iets dat je kunt doen en waarin je kunt slagen" - Stephen Hawking
Stephen W. Hawking (1942-2018) zal niet alleen herinnerd worden als een begenadigd theoretisch natuurkundige met een briljante geest, maar ook als symbool van het vermogen van de menselijke geest om boven ernstige lichamelijke beperkingen uit te stijgen en het ogenschijnlijk ondenkbare te bereiken. Professor Hawking kreeg op amper 21-jarige leeftijd de diagnose van een slopende aandoening, maar hij toonde veerkracht en bleef zijn intellect gebruiken om theorieën te ontwikkelen over enkele van de intrigerende wetenschappelijke mysteries van het universum.
Het idee van zwarte gaten is voortgekomen uit Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie. Zwarte gaten , kosmische objecten die worden beschouwd als de grootste raadsels van het bekende universum , zijn extreem dicht, zo dicht dat niets aan hun enorme zwaartekracht ontsnapt, zelfs geen licht. Alles wordt erin gezogen. Dit is de reden waarom zwarte gaten zwarte gaten worden genoemd : niets kan aan hun greep ontsnappen en het is ook onmogelijk om een zwart gat te zien . Omdat zwarte gaten, in tegenstelling tot alle andere kosmische objecten, geen licht of energie in welke vorm dan ook uitzenden, zouden ze nooit exploderen. Dit zou betekenen dat zwarte gaten onsterfelijk zouden zijn.
Stephen Hawking trok de onsterfelijkheid van zwarte gaten in twijfel.
In zijn brief getiteld " Explosies van zwarte gaten ?" , gepubliceerd in Nature in 1974, kwam Hawking tot de theoretische conclusie dat niet alles in een zwart gat wordt gezogen en dat zwarte gaten elektromagnetische straling uitzenden, de zogenaamde Hawkingstraling . Hij legde uit dat straling , vanwege de wetten van de kwantummechanica, aan een zwart gat kan ontsnappen. Zwarte gaten zouden dus ook exploderen en gammastraling produceren. Hij toonde aan dat elk zwart gat deeltjes zoals neutrino's en fotonen creëert en uitzendt. Naarmate een zwart gat straling uitzendt, zou men verwachten dat het massa verliest. Dit zou op zijn beurt de zwaartekracht aan het oppervlak verhogen en daarmee de emissiesnelheid. Het zwarte gat zou daarom een eindige levensduur hebben en uiteindelijk in het niets verdwijnen. Dit maakte een einde aan het langgekoesterde idee onder theoretische natuurkundigen dat zwarte gaten onsterfelijk zijn.
Men dacht dat de Hawkingstraling geen bruikbare informatie bevatte over wat het zwarte gat had opgeslokt, omdat de informatie die door het zwarte gat werd opgeslokt voorgoed verloren zou gaan. In een recente studie, gepubliceerd in 2016 in Physical Review Letters, toonde Hawking aan dat zwarte gaten een halo van 'zacht haar' (technisch gezien, kwantumexcitaties met lage energie) om zich heen hebben, waarin de informatie mogelijk is opgeslagen. Nader onderzoek hiernaar zou wellicht kunnen leiden tot een beter begrip en uiteindelijk een oplossing voor het informatieprobleem van zwarte gaten .
Is er enig bewijs voor Hawkings theorie? Er is nog geen enkele waarneming in de kosmos gedaan. Zwarte gaten hebben een te lange levensduur om ze vandaag de dag nog te kunnen observeren aan het einde van hun bestaan.
***
Bron (nen)
1. Hawking S 1974. Zwarte gatenexplosies? Nature . 248. https://doi.org/10.1038/248030a0
2. Hawking S et al 2016. Zachte haren op zwarte gaten. Phys. Rev. Lett. . 116. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.231301
***
