Schokzwaartekrachtgolf geeft informatie vrij tijdens de dood van een zwart gat

Een van de grootste mysteries van zwarte gaten is de informatieparadox, die ontstaat als gevolg van tegenstrijdigheden

voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie enkwantummechanica. Onderzoekers van de Canadese Universiteit van New Brunswick hebben aangetoond dat de paradox kan worden opgelost door rekening te houden met de effecten van kwantumzwaartekracht. Astrofysici geloven dat wanneer een zwart gat sterft, de informatie die het tijdens zijn leven heeft geabsorbeerd, wordt vrijgegeven als een zwaartekrachtschokgolf.

Volgens de klassieke algemene theorierelativiteitstheorie, alle materie waaruit een zwart gat is gevormd, komt terecht in het centrum (op het singulariteitspunt) en blijft daar voor altijd. Stephen Hawking daarentegen liet in een van zijn grote werken zien dat zwarte gaten energie uitstralen en langzaam verdwijnen.

Echter, zoals de auteurs van de studienotitie,Het werk suggereert dat de straling van zwarte gaten niet alle informatie bevat over de materie die in zijn vorming is gegaan. Het blijkt dat een deel van de informatie onherstelbaar verloren gaat, wat in tegenspraak is met de principes van de kwantummechanica.

“We hebben het probleem bestudeerd met behulp van een simpele stofmaterie die geen druk uitoefent omdat het de eenvoudigste soort materie is. Zijn beweging wordt beschreven door een gecontroleerde vergelijking die op een laptop kan worden opgelost, zei Vikar Hussein, co-auteur van de studie, in een interview met Phys.org. "Deze vergelijking is een aangepaste versie van de klassieke Einstein-vergelijkingen die de fundamentele discretie van de ruimte op microscopisch niveau omvat."

De onderzoekers volgden de evolutie van de cloudstofdeeltjes instorten totdat het een zwart gat vormde. Met de numerieke methode van Godoenov konden wetenschappers de beweging van materie naar een punt bestuderen, zelfs binnen het gebied van een zwart gat, waar er in de klassieke oplossing een singulariteit zou zijn.

Quantum zwaartekracht gecorrigeerde vergelijking,afgeleid door Hussein en zijn collega's lost het singulariteitsprobleem dynamischer op dan klassieke modellen. In het bijzonder wordt aangenomen dat materie in het centrum van een zwart gat valt, een hoge maar eindige dichtheid bereikt, en dan terugkaatst en een schokgolf vormt.

De effecten van kwantumzwaartekracht zijn belangrijk voor schokkengolven en laat het naar buiten bewegen in het zwarte gat, wat onmogelijk is met klassieke vergelijkingen. Tegelijkertijd wordt de kromming van ruimte-tijd groot, maar divergeert nooit (zoals in de klassieke theorie gebeurt).

Bestudeer auteurs

Met behulp van de Godunov-methode, onderzoekerswaren ook in staat om de levensduur van een zwart gat te berekenen vanaf zijn vorming tot zijn verdwijning, wanneer een schokgolf uit de waarnemingshorizon tevoorschijn komt en deze begint te verdwijnen. De in het papier berekende levensduur van een zwart gat is veel korter dan de verdampingstijd die door Hawking werd voorspeld.

Dit suggereert, zoals de onderzoekers opmerken, dat hun model het probleem van informatieverlies kan helpen oplossen, maar er zal meer onderzoek nodig zijn om dit te bevestigen.

Lees verder:

Er wordt al eeuwen op gejaagd: wat weten we over de planeet Vulcan naast de zon

Natuurkundigen hebben experimenteel een nieuwe fundamentele wet voor vloeistoffen bevestigd

Astronomen hebben de bron gevonden van mysterieuze radio-uitbarstingen die uit de ruimte komen