Bewijs van Hawking-straling zou ultieme eerbetoon zijn
Het werk van de vandaag overleden Stephen Hawking drukt nog altijd een grote stempel op de natuurkunde
Chris van den Broek is bijzonder hoogleraar zwaartekrachtsgolven aan de Rijksuniversiteit Groningen. Ook hij ziet in zijn werk hoe de inzichten van popsterwetenschapper Hawking nog altijd doorwerken. “Hawking is een leidende figuur geweest in het theoretische onderzoek naar zwarte gaten, waar we dankzij zwaartekrachtsgolven nu rechtstreeks toegang toe hebben.”
Team Science zorgt voor doorbraak zwaartekrachtsgolven
Van den Broek deed de afgelopen jaren vanuit Nikhef onderzoek naar de zwaartekrachtsgolven die werden waargenomen door LIGO- en Virgo-detectoren in de Verenigde Staten in Italië. Vorig jaar werden Rainer Weiss, Kip Thorne, Barry Barish voor dat onderzoek bekroond met de Nobelprijs voor de natuurkunde.
De rekenkracht die nodig is voor een Nobelprijs
Volgens de RUG-hoogleraar is een belangrijk probleem dat Stephen Hawking aanwees de zogeheten informatie-paradox. “Met het huidige begrip van quantummechanica en algemene relativiteitstheorie, is het niet duidelijk wat er gebeurd met informatie die in een zwart gat terecht komt, want de Hawking-straling die door zwarte gaten wordt uitgezonden bevat deze niet.”
Deze door Hawking geformuleerde paradox heeft in het onderzoek waar Van den Broek aan werkt geleid tot de hypothese dat een zwart gat geen horizon De ‘horizon’ van een zwart gat is gedefinieerd als het punt in de ruimte(tijd) waar een deeltje ofwel in het zwarte gat valt, of ontsnapt aan de zwaartekracht. Zelfs licht kan verdwijnen in een zwart gat (daarom is het een ‘zwart gat’) waardoor een scherpe grens zou ontstaan. Toen Hawking stelde ‘black holes aren’t all that black’ bedoelde hij dat in sommige gevallen een deeltje op de rand van het zwarte gat uiteen kan vallen in een deeltje en een antideeltje, waardoor het ‘lijkt’ alsof een zwart gat straling uitzendt. heeft, zoals Einstein ooit formuleerde in zijn algemene relativiteitstheorie. “Dat zou ervoor zorgen dat zwaartekrachtsgolven die normaal achter die horizon zouden verdwijnen, worden teruggekaatst en weer naar buiten komen als zogenaamde echo’s.”
Nu er op dit moment volop verbeteringen worden aangebracht aan de detectoren van LIGO en Virgo zijn de ideeën weer een ‘hot topic’, omdat er daadwerkelijk metingen gedaan kunnen worden. “Binnenkort zullen we de mogelijkheid hebben om die echo’s waar te nemen. Of te bewijzen dat ze niet bestaan,” zegt Van den Broek.
