Het is stuff voor science fiction-films, de uitspraken over zwarte gaten die Stephen Hawking deze week deed in Stockholm op een congres. ’s Werelds beroemdste wetenschapper is er nu namelijk van overtuigd dat zwarte gaten wel eens poorten naar een andere dimensie kunnen zijn. En: wie erin zou tuimelen, zou dus niet per se ophouden te bestaan.

Dat is zo wow! dat we toch maar meteen een beetje temperen: het slechte nieuws is dat je in dat geval niet terug zou kunnen komen. Soit, als Hawking iets zegt, plegen mensen – terecht – te luisteren. Wetenschappers zijn al heel lang bezig met het vraagstuk wat er gebeurt met dingen die verdwijnen in één van de naar schatting honderd miljoen zwarte gaten die er alleen al in ons melkwegstelsel zijn.

Wanneer je Hawking er enkele decennia geleden naar gevraagd zou hebben, dan zou zijn antwoord helder zijn geweest: die informatie moet als verloren worden beschouwd. In 1975 ontdekte Hawking de naar hem genoemde Hawkingstraling. Volgens Hawking consumeert die straling het zwarte gat en is het zwarte gat dus gedoemd om te verdwijnen. En daarmee zou ook alle “informatie” die het zwarte gat binnengaat voorgoed verloren gaan. Maar er is een probleem. Want volgens de wetten van de kwantumfysica kan informatie niet verdwijnen. Dus: waar blijft die informatie dan als de zwarte gaten verdwijnen?

Interstellar!

Dat probleem wordt de informatieparadox genoemd. En Stephen Hawking presenteerde gisteren een mogelijke oplossing: “De informatie wordt niet zoals je zou verwachten opgeslagen in het binnenste van het zwarte gat, maar in de grens van het zwarte gat, de waarnemingshorizon (event horizon)”. Wie Interstellar heeft gezien is wellicht vertrouwd met die fameuze event horizon. Maar we leggen het toch nog even uit.

Zwarte gaten ontstaan wanneer een ster door zijn brandstof heen is en onder zijn eigen zwaartekracht instort. Er ontstaat zo een soort bodemloze put met een sterke zwaartekracht waarin alles wat te dicht bij de put in de buurt komt, verdwijnt. Door de enorme zwaartekracht van het zwarte gat kan zelfs licht niet aan de greep van het zwarte gat ontsnappen wanneer het te dicht bij het zwarte gat in de buurt komt. De waarnemingshorizon of event horizon is een grens: de regio waar de ontsnappingssnelheid groter is dan de lichtsnelheid en wanneer deeltjes die grens passeren, zijn ze in de greep van het zwarte gat en niet meer in staat om te ontsnappen. .

Lost in super translations

Hawking stelt nu dus dat informatie in die waarnemingshorizon wordt opgeslagen. In de vorm van wat hij super translations noemt. “Het idee is dat de super translations een hologram van inkomende deeltjes zijn” stelde Hawking in Stockholm. “Dus die super translations bevatten alle informatie die anders verloren zou gaan. Die informatie wordt weer vrijgegeven middels kwantumfluctuaties die door zwarte gaten geproduceerd worden. Die informatie kan echter niet meer gebruikt worden, omdat de kwantumfluctuaties deze in chaotische en onbruikbare vorm vrijgeven. De informatie is met het oog op praktische doeleinden wel verloren gegaan.”

Of: informatie kan dus toch aan een zwart gat ontsnappen, geholpen door de Hawkingstraling, maar die ontsnapte informatie is niet langer bruikbaar. Interessant, maar niet wat de meesten onder ons wellicht wilden horen. Iets anders wat Hawking zei, is dat wellicht wel: Hawking sprak zich ook nog uit over waar informatie die te dicht bij een zwart gat in de buurt is gekomen, zo uiteindelijk kan belanden. “Als het gat groot is en roteert kan het een doorgang hebben naar een ander, parallel universum. Maar je zou niet terug kunnen keren naar ons universum.”

Simpel gesteld

Om het heel simpel te stellen: zwarte gaten dus niet zo zwart als werd aangenomen en informatie verdwijnt niet voorgoed in de zwarte gaten, maar kan ontsnappen. En mogelijk zelfs in een ander, parallel universum uitkomen.

Hawkings nieuwe theorie is overigens niet zo nieuw. Hij heeft het “geleend” van Andrew Strominger en die heeft ze op zijn beurt gehaald bij gebaseerd op een al uit 1962 stammende theorie, geformuleerd door Bondi, Metzner en Sachs. En Leonard Susskind en Gerard ’t Hooft kwamen in de jaren negentig al met de suggestie. ’t Hoofd was er overigens gisteren bij om Hawking te assisteren.