Als je in een zwart gat valt, zou je op een muur van vuur kunnen stuiten. Een onverwacht verschijnsel, dat een enorm debat heeft ontketend in de wetenschap. En daardoor moet vrijwel zeker een heel vertrouwde theorie worden aangepast. Maar welke?
Dat je beter niet in een zwart gat kunt springen, is geen nieuws. Je valt zonder hoop op ontsnapping naar het midden toe, waar alle massa van het gat zit samengebald in één punt. Ben je daar eenmaal aangekomen, dan is het sowieso einde oefening. Maar vóór dat moment gaat het al op een uiterst pijnlijke manier mis. Val je feet first in het gat, dan is de zwaartekracht die op je voeten werkt zoveel groter dan die op je hoofd dat je wordt uitgerekt en uit elkaar gescheurd; een proces dat om begrijpelijke redenen spaghettificatie is gedoopt.
Nu hebben natuurkundigen echter bedacht dat er mogelijk nóg een manier is waarop de zwarte-gat-reiziger wordt afgemaakt: met een zogenoemde firewall. Deze muur van vuur zou je volledig verbranden op het moment dat je het point of no return van het zwarte gat passeert, de horizon genaamd.
Oké, klinkt naar. Maar het bovenstaande is niet alleen iets om rekening mee te houden als we ooit zwarte gaten met een bezoekje willen vereren. Het wel of niet bestaan van de firewall hangt samen met een al decennialang lopende discussie. Die komt in feite neer op een strijd tussen de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein (die vertelt hoe de zwaartekracht werkt en zwarte gaten toelaat) en de quantummechanica (die we gebruiken om de wereld van het allerkleinste te beschrijven). Een van beide theorieën komt in de problemen als je goed kijkt naar wat er gebeurt als iemand, of iets, in een zwart gat verdwijnt. Welke van de twee? Sinds natuurkundigen vorig jaar het idee van de firewall onder de aandacht brachten, is dat een vraag waarover ongekend fel wordt gedebatteerd.
Dit is het begin van een artikel, te vinden in KIJK 12/2013. Dit nummer ligt in de winkel van 18 oktober tot en met 14 november.
Meer informatie:
- Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski en James Sully: Black holes: complementarity or firewalls? (het artikel dat de firewall in 2012 op de kaart zette)
- The black-hole information paradox, complementarity, and firewalls (college over de kwestie door natuurkundige Leonard Susskind)
- Nature News: Astrophysics – fire in the hole!
- The University of York: Curtains down for the black hole firewall paradox (onterechte claim dat het probleem opgelost zou zijn)
- Scientific American/Critical Opalescence: When you fall into a black hole, how long have you got?
- Quantum Frontiers: Is Alice burning? The black hole firewall controversy (blogpost door natuurkundige John Preskill, die een weddenschap over de kwestie won van Stephen Hawking)
- Joe Polchinski on black holes, complementarity, and firewalls
- Quanta Magazine: Alice and Bob meet the wall of fire
Beeld: Alain R/CC BY-SA 2.5