VU Magazine 1988 - pagina 341

deeltje/antideeltjeparen

zwart gat (waarnemingshorizon)

relativiteitstheorie. Het typeert overigens de mens Einstein dat hij zelf maar moeilijk wennen kon aan het idee van een uitdijend c.q. krimpend heelal; hij had er zelfs geknoei aan zijn eigen theorie voor over, om van die - in zijn ogen absurde - consequenties af te komen.

Q

uantummechanica is de naam van een theorie waarvan zelfs deskundigen zeggen dat de volle draagwijdte ervan nauwelijks te bevatten, laat staan voor buitenstaanders begrijpelijk uit te leggen is, maar die haar bruikbaarheid en toepasbaarheid toch keer op keer weer zo voortreffelijk bewijst. Quantummechanica heeft betrekking op het gedrag van de allerkleinste bouwstenen van de materie, de elementaire deeltjes. Dat gedrag blijkt, tegen de verwachting in, nogal afwijkend van de wijze waarop de materie zich in grotere eenheden, zoals we gewend zijn ze te zien, gedraagt. Elementaire deeltjes kunnen zich nu eens als een deeltje, dan weer als een 'golf' - zoals bij straling - voordoen. In deze theorie speelt het onzekerheidsprincipe van Heisenberg een belangrijke rol: het is per definitie onmogelijk tegelijkertijd de plaats én de snelheid van een deeltje vast te stellen; hoe nauwkeuriger we het ene gegeven willen bepalen, des te minder nauwkeurig zal de vaststelling van het andere zijn. Een voor de hand liggende conclusie hiervan is de ingebouwde beperking die dit principe oplevert voor onze mogelijkheid tot voorspellen van natuurkundige - en dus ook kosmologische - processen. Een dergelijke voorspelling zal altijd en eeuwig een fikse marge van onbetrouwbaarheid met zich meedragen. En exacte voorspellingen bestaan niet. Hoe viel nu een theorie van het allergrootste, die het ontstaan van de gehele kosmos uit een oerVU-MAGAZINE—SEPTEMBER 1988

knal impliceerde, te rijmen met een theorie die het onzichtbaar kleine tot onderwerp heeft? En bovendien: voorspelde Einsteins relativiteitstheorie in feite niet de eigen ondergang? Dat bleken vragen die veel beoefenaren van de natuurwetenschappen maar liever uit de weg gingen, ook al was ook die fysici al wèl duidelijk geworden dat een Grand Unified Theory- de alomvattende, allesverklarende, liefst in één enkele wiskundige formule verwoordde theorie - van beide deeltheorieën gebruik zou moeten maken. Die Grote Universele Theorie laat voorlopig nog even op zich wachten. Maar een aantal essentiële voorwaarden waaraan deze zal moeten voldoen staat, naar de overtuiging van Stephen Hawking, al wel vast. Eén daarvan is dus het gecombineerd gebruik van algemene relativiteitstheorie en quantummechanica. En Hawkings eigen ontdekking van zwarte gaten als stralingsbronnen vormt daarin al een heel belangrijke bouwsteen. Deze past namelijk in zijn eerder geuite veronderstelling dat het ineenstorten van uitgebluste sterren tot zwarte gaten in wezen een zelfde proces is, als de oerknal circa 15 miljard jaar geleden moet zijn geweest, maar dan, vanzelfsprekend, in omge/<eerc/e volgorde. En als dit zo is, betekent het dat nadere bestudering van het gedrag van zwarte gaten ons veel, zo niet alles kan leren omtrent de oerknal die beschouwd wordt als oorsprong van het heelal.

De spontane vorming van deeltjes en antideeltjes onder invloed van de extreme zwaartekracht van een zwart gat, in beeld gebracht. De paren deeltjes, die bij samenkomst elkaar normaal gesproken weer vernietigen, worden in sommige gevallen gescheiden. Eén van de twee valt dan in het zwarte gat, terwijl het andere weet te ontsnappen. Voor een waarnemer op afstand zal het lijken of het door het zwarte gat werd uitgezonden.

A

nalogie tussen zwarte gaten en oerknal levert ingrijpende, soms duizelingwekkende inzichten op. Binnen het zwarte gat moeten, aldus Hawking, de wetten van de quantum-

Een oerknal had iets te veel weg van een bewust verrichte scheppingsdaad. mechanica gelden, als gevolg van het feit dat alle materie van de voormalige ster in een microscopisch klein punt is gecomprimeerd. Datzelfde zal hebben gegolden tijdens de oerknal toen alle materie uit het heelal nog in één klein punt was samengebald. Zowel bij oerknal als zwart gat speelt bovendien de zwaartekracht een doorslaggevende rol. In feite lag daarmee de verbinding tussen de twee theorieën al voor de hand. Hawkings avondlijke ingeving gaf daar verder vorm aan, Van de quantummechanica 'leende' hij het bewezen feit dat, onder invloed van zeer zware krachtenvelden, spontaan en schijnbaar uit het niets deeltjes kunnen ontspringen. Ze doen dat paarsgewijs: ieder deeltje gaat vergezeld van een bijpassend anti-deeltje. Hetzelfde zou dus op grotere schaal het geval moeten zijn in de buurt van zwarte gaten. En die conclusie 19

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen