Dit is een prachtig vormgegeven boek over zwarte gaten. Marcel Vonk is theoretisch fysicus, en dat merk je dan ook wel, het boek beschrijft zwarte gaten heel erg vanuit de theoretische natuurkunde. Zo wordt er geen woord vuil gemaakt aan hoe een zwart gat van 2,6 miljoen keer de zonnemassa, dat in het centrum van de Melkweg ligt, zou kunnen zijn ontstaan. Het gaat in het boek veel meer over verstrengeling, de informatieparadox en hawkingstraling, de theoretische kant van zwarte gaten dus.
Een zwart gat heeft een horizon. Dat is de plek waar de zwaartekracht van het zwarte gat zo groot is dat de ruimte zo gekromd is dat licht uit het zwarte gat er niet meer langs kan. Voorbij die horizon kunnen wij, observanten van buiten dus niet kijken (en een observant van binnen ook niet).
In principe is er geen massa waar je geen zwart gat van kunt maken. Van elke massa kun je een zwart gat produceren, als je het maar dicht genoeg bijeen stopt.
Door quantumeffecten bij het zwarte gat ontsnapt aan zwarte gaten straling, de Hawking straling. Het zijn dus toch niet volledige gevangenissen waar geen informatie meer uit kan komen. Toch is er een informatieparadox. Binnen de quantum mechanica is het geen enkel probleem om tijd terug te laten lopen, theoretisch kan dat. Dat betekent dat je uit de eindtoestand altijd de begintoestand zou moeten kunnen herleiden, er is behoud van informatie. Het enige wat zwarte gaten uitzenden is Hawkingstraling, en theoretisch is het enige waar de Hawkingstraling van afhangt de massa van het zwarte gat. Hoe minder massa, hoe heter de straling. Je kunt dus uit de informatie die een zwart gat geeft, de Hawkingstraling, theoretisch niet de uitgangssituatie terug herleiden; je weet nooit waar het zwarte gat uit is opgebouwd. Er zijn een aantal theorieën die dit probleem proberen op te lossen.
Ook wordt uitgelegd dat er symmetrie bestaat tussen een natuurkundige zwaartekrachttheorie met 10 dimensies en een quantum theorie met vier dimensies. Dat wordt vergeleken met een tweedimensionaal hologram, dat informatie over de drie ruimte dimensies heeft en ons daarom een driedimensionaal beeld kan laten zien. Daarmee begrijp ik het idee dat de ruimte eigenlijk een hologram is op zijn oppervlakte iets beter.
Zwarte gaten hebben entropie. Een zwart gat kan iets doen. Voeg je massa toe, dan wordt de horizon groter en de ruimte meer gekromt. Entropie kun je definiëren als het aantal mogelijke toestanden waarin het systeem kan verkeren. In andere systemen hangt de entropie af van het volume van het systeem. Bij zwarte gaten is er een correlatie tussen het oppervlak van het zwarte gat en de entropie. Voor mij is dat logisch, omdat het oppervlak van het zwarte gat het enige is dat verbonden is met ons systeem, ons heelal. Het volume, de drie dimensies, daar kan geen informatie aan ontsnappen en kan dus ook geen invloed hebben.
In dit boek staat de beste uitleg van de zwaartekracht theorie van Eric Verlinde, waarbij de donkere materie eigenlijk een effect is van de donkere energie. De ruimtetijd bevat enorme hoeveelheden donkere energie. Dat zorgt ervoor dat het heelal ondanks de zwaartekracht steeds sneller uitdijt. De informatie van de 'lege' ruimte moet in die donkere energie zijn gevat. In een sterrenstelsel is de donkere energie 'gebruikt' om de informatie van de materie te kunnen bevatten. Aan de buitenranden van stelsels waar veel minder materie is, bevat de ruimtetijd veel meer donkere energie, die de zwaartekrachtwetten van Einstein beïnvloed. Zwaartekracht werkt daar anders en de wetten moeten daar gecorrigeerd worden.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten