🎁Amazon Prime 📖Kindle Unlimited 🎧Audible Plus 🎵Amazon Music Unlimited 🌿iHerb 💰Binance
Video
Transcriptie
Zwarte gaten zijn de krachtigste dingen in het heelal
en kunnen volledige sterren tot atomen uit elkaar rukken.
Dat is al eng genoeg.
Maar ze worden nog krachtiger en duisterder:
ze kunnen mogelijk het heelal wissen.
Zwarte gaten in een notendop
Een zwart gat verschijnt als uitzonderlijk veel materie
in een kleine ruimte wordt geconcentreerd.
De zwaartekracht in hun centrum is bijna oneindig sterk
en alles wat te dichtbij komt, wordt tot atomen verscheurd.
Zelfs licht kan niet ontsnappen, daardoor zien we een zwart gebied.
Als je in een zwart gat valt, gebeurt er niets ernstigs
tot je de buitengrens overschrijdt: de waarnemingshorizon.
Stel voor dat je in een rivier zwemt die in een enorme waterval eindigt.
Als je verder zwemt, wordt de stroom ongemerkt steeds sterker
hoewel je de waterval nog niet ziet.
Je kunt je nog in veiligheid brengen,
tot je, zonder het te beseffen, niet meer terugkunt.
Hoe snel je nu ook zwemt,
de stroom trekt je mee naar een zekere dood.
Niets kan de waterval van een zwart gat ontkomen als het te dichtbij komt.
Deze grens scheidt zwarte gaten volledig van de rest van het heelal:
geen toegang tenzij we nooit meer terug willen komen.
We kunnen dus niet weten wat er precies in een zwart gat gebeurt.
We hebben wel ideeën over wat er aan de randen gebeurt.
Zwarte gaten stralen hun massa weg
zoals een pot heet water zijn inhoud als stoom verliest.
Dit noemt men Hawkingstraling.
Zwarte gaten verliezen doorlopend een hele kleine hoeveelheid massa,
in een ongelofelijk traag proces.
Een zwart gat ter grootte van onze zon
verliest maar 0,0000001% massa in 10.000.000.000.000.000.000 jaar tijd.
Dit gaat steeds verder, is niet tegen te houden en versnelt intussen.
In de verre toekomst,
als de laatste ster in het heelal al biljoenen jaren dood is,
zullen zwarte gaten steeds kleiner worden
tot ze verdampen en verdwijnen en alleen wat staling achterlaten.
Dat is echter een probleem, want als ze verdwijnen,
kunnen zwarte gaten iets belangrijks wissen: informatie.
2 - Wat is informatie?
Informatie is niet tastbaar.
Meestal bedoelen we het als een eigenschap van partikelordening.
Wat betekent dat?
Denk eens aan koolstofatomen.
Herschik ze en je krijgt steenkool.
Schik ze weer en je krijgt een diamant.
Dezelfde atomen, maar de informatie is anders.
Als we dit complexer maken en nog wat atomen toevoegen,
krijgen we een banaan.
Herschik dit weer en we krijgen een eekhoorn.
De elementaire bouwstenen van alles in het heelal zijn dezelfde
en het boeit niet of ze bij een vogel, een rots of een kop koffie horen.
Zonder informatie zou alles in het heelal hetzelfde zijn.
Volgens de kwantummechanica is informatie onverwoestbaar.
Het kan van vorm veranderen, maar nooit verloren gaan.
Als je een stuk papier verbrandt, krijg je as.
Die as kan geen papier meer worden.
Maar als je goed elk koolstofatoom van de as kon verzamelen,
de eigenschappen van de rook en hitte mat, die uit het vuur kwam
zou je theoretisch het papier kunnen reconstrueren.
De informatie van het papier is nog steeds in het universum.
Het is niet weg, maar gewoon moeilijk te lezen.
Als je elk atoom, partikel en stalingsgolf in het heelal kon meten,
dan zou je elk stukje informatie kunnen zien en volgen.
Je zou zelfs de hele geschiedenis van het heelal tot de oerknal kunnen zien.
En hier gaan we met zwarte gaten de fout in.
Informatie zegt ons hoe dingen verschillen en wat het ooit was.
Zwarte gaten doen het tegengestelde:
zij maken verschillende dingen gelijk en vernietigen informatie.
Dat leidt tot de informatieparadox en dat is een ernstig probleem.
De informatieparadox
Het basis van onze natuurwetten is dat informatie nooit verloren kan gaan.
Bestaand of niet, zonder informatie is alles relatief.
Bij ons begrip van de werkelijkheid hebben we absoluutheid nodig.
Hoe kunnen we die paradox oplossen?
Er zijn enkele mogelijkheden.
- Informatie is verloren.
Onherroepelijk en voor altijd.
Hierbij moeten we al onze natuurwetten schrappen,
weggooien wat altijd goed heeft gewerkt en weer vanaf nul beginnen.
Niemand weet hoe die wetten eruit zien of wat het voor ons betekent.
Dat is een beetje beangstigend, maar ook wel opwindend.
- Informatie is verborgen.
Misschien splitst een stuk zwart gat zich af en vormt een babyheelal.
De informatie zou dan naar deze nieuwe rare plek gaan.
waar we er niet mee kunnen omgaan,
maar het is niet verloren.
Het is als een kapotte hard disk met al je familiefoto’s
waar je nooit meer bij kunt.
Ze zijn niet echt gewist, maar het helpt je niet echt.
Of misschien verdwijnen zwarte gaten uiteindelijk niet helemaal.
en blijft er een stukje over, een informatiediamant,
zoals een clownauto met oneindig veel informatieclowns.
Maar er is nog een derde optie.
Informatie is toch veilig, niet kwijt of verstopt.
Misschien hebben we het op de verkeerde manier bekeken.
We weten dat zwarte gaten informatie vastzetten en ooit misschien wissen
maar we hebben nooit bedacht wat ze er mee doen.
Waar slaan zwarte gaten hun informatie op?
Huishouden in de kosmos.
We maken een zwart gat met vuile was.
We vullen de kamer met wasmanden.
Hoe meer was je wil opslaan, hoe meer manden je nodig hebt.
Maar ooit zijn alle manden vol, net zoals de kamer.
Er past zelfs geen sok bij.
De kamer is op maximale capaciteit.
Als we er met veel moeite en geweld de sok toch in persen,
stort de kamer in elkaar en vormt een zwart gat.
Maar de capaciteit van de kamer is niet veranderd.
Je kunt er geen dingen of informatie meer bij stoppen.
Wat gebeurt er als we er meer was in gooien?
De kamer wordt een beetje groter voor de nieuwe informatie.
Blijkbaar groeit een zwart gat bij elk stukje nieuwe informatie.
Meer informatie betekent: meer oppervlakteruimte.
Het wordt zichtbaar op het oppervlak alsof we een steen in een vijver gooien.
Zodra hij naar de bodem zinkt zien we de steen niet meer,
door de kringen zien we wel dat er iets in is gegaan.
Zelfs het kleinste zwarte gat kan meer informatie opslaan
dan alle data uit de hele menselijke geschiedenis.
Ze slaan de informatie namelijk in een ongelofelijk klein pixeltype op.
Zwarte gaten zijn de ultieme hard disk.
Het is een beetje zoals een papieren boek in een e-boek veranderen.
Twee dingen die er anders uitzien naar met dezelfde inhoud.
Het is alleen anders gecodeerd en opgeslagen.
Zwarte gaten die planeten en sterren opslokken
is als een bibliotheek op een e-reader zetten.
Deze oplossing heet het ‘holografisch principe’.
Maar als het klopt, dan is al onze kennis over het heelal fout.
Het heelal is een hologram.
Als informatie echt aan de rand van een zwart gat is opgeslagen,
dan kan Hawkingstraling over de gecodeerde informatie leren
en het wegvoeren.
Informatie gaat dus niet verloren als zwarte gaten verdwijnen
en we hoeven geen nieuwe natuurkunde te leren:
de informatieparadox is opgelost.
Toch moeten we nog steeds ons begrip van werkelijkheid
fundamenteel veranderen.
Als alles in een zwart gat op zijn rand wordt opgeslagen
dan betekent dit dat 3D-materiaal op een plat oppervlak wordt gecodeerd.
Dit noemen we een hologram.
Een hologram is als een 3D-foto.
Een plat stuk plastic met een gecodeerde 3D-afbeelding.
Een zwart gat is als een hologram omdat alles op het oppervlak is gecodeerd.
Een persoon in een zwart gat zou zijn gewone 3D leven beleven.
Voor ons zijn het platte afbeeldingen op het oppervlak van een zwart gat.
Het gevolg daarvan gaat tegen onze intuïtie in, maar let even op:
Zwarte gaten zijn zeer extreem maar nog wel steeds gebonden
aan dezelfde regels als al het andere.
Als die vreemde dualiteit tussen 2D en 3D voor zwarte gaten geldt,
dan misschien ook voor het heelal met jou erin.
Omdat iemand niet zou beseffen dat hij gecodeerd is op een 2D oppervlak,
delen we misschien hetzelfde lot.
Misschien lig je wel op een plat scherm aan het einde van het heelal.
De wetenschap hierachter is ingewikkeld en zeer vreemd.
Speelgoeduniversums, snarentheorie en veel wiskunde komen erbij kijken.
We diepen het verder uit in een volgende video.
Wat de ware aard van het heelal ook is,
we weten enkel dat het vreemd en ingewikkeld is.
Er is meer natuurkunde nodig om het te begrijpen.
Zwarte gaten kunnen wel de sleutel zijn
om de aard van de werkelijkheid te begrijpen.