Return to Video

Hawkings zwarte gat paradox uitgelegd - Fabio Pacucci

  • 0:07 - 0:10
    Wetenschappers werken
    op de grenzen van het onbekende,
  • 0:10 - 0:14
    waar elk nieuw stuk kennis een pad vormt
  • 0:14 - 0:16
    wat ons de onzekerheid in leidt.
  • 0:16 - 0:18
    En niets is meer onzeker --
  • 0:18 - 0:21
    of potentieel verhelderend --
    dan een paradox.
  • 0:21 - 0:23
    Doorheen de geschiedenis
  • 0:23 - 0:26
    dreigden paradoxen alles
    wat we wisten te ondermijnen,
  • 0:26 - 0:31
    en net zo vaak hebben ze
    ons begrip van de wereld hervormd.
  • 0:31 - 0:34
    Een van de grootste
    paradoxen in het heelal
  • 0:34 - 0:37
    dreigt onze theorieën
    op losse schroeven te zetten
  • 0:37 - 0:40
    over de algemene relativiteit
    en de kwantummechanica.
  • 0:40 - 0:43
    de zwarte-gat-informatieparadox.
  • 0:43 - 0:45
    Om deze paradox te begrijpen,
  • 0:45 - 0:48
    moeten we eerst definiëren
    wat we bedoelen met ‘informatie’.
  • 0:48 - 0:53
    Vaak is de informatie waar we over praten
    zichtbaar voor het blote oog.
  • 0:53 - 0:55
    Dit soort informatie
    vertelt ons bijvoorbeeld
  • 0:55 - 0:59
    dat een appel rood, rond en glanzend is.
  • 0:59 - 1:03
    Maar natuurkundigen zijn meer bezig
    met kwantuminformatie.
  • 1:03 - 1:06
    Die verwijst naar de kwantumeigenschappen
  • 1:06 - 1:08
    van alle deeltjes in die appel,
  • 1:08 - 1:11
    zoals positie, snelheid en rotatie.
  • 1:11 - 1:14
    Elk object in het heelal is samengesteld
  • 1:14 - 1:18
    uit deeltjes met unieke
    kwantumeigenschappen.
  • 1:18 - 1:21
    Dit idee wordt
    het duidelijkst weergegeven
  • 1:21 - 1:23
    in een essentiële natuurkundige wet:
  • 1:23 - 1:28
    de totale hoeveelheid kwantuminformatie
    in het heelal blijft constant.
  • 1:28 - 1:31
    Zelfs als je een object
    onherkenbaar vernielt,
  • 1:31 - 1:35
    verdwijnt de kwantuminformatie
    nooit permanent.
  • 1:35 - 1:38
    Theoretisch zou kennis van die informatie
  • 1:38 - 1:40
    ons in staat moeten stellen
    om het voorwerp
  • 1:40 - 1:43
    opnieuw uit die deeltjes
    terug op te bouwen.
  • 1:43 - 1:46
    Behoud van informatie is niet
    zomaar een willekeurige regel,
  • 1:46 - 1:48
    maar een wiskundige noodzaak,
  • 1:48 - 1:51
    waarop een groot deel
    van de moderne wetenschap is gebouwd.
  • 1:51 - 1:56
    Maar rond zwarte gaten
    gaat dat fundament aan het wankelen.
  • 1:56 - 1:58
    Wanneer een appel in een zwart gat valt,
  • 1:58 - 2:00
    lijkt het alsof hij het universum verlaat
  • 2:00 - 2:04
    en al zijn kwantuminformatie
    onherroepelijk verloren gaat.
  • 2:04 - 2:08
    Dit overtreedt echter geen fysicawetten.
  • 2:08 - 2:10
    De informatie is uit het zicht,
  • 2:10 - 2:12
    maar ze zou nog steeds kunnen bestaan
  • 2:12 - 2:15
    in de mysterieuze leegte
    van het zwarte gat.
  • 2:15 - 2:17
    Anderzijds suggereren sommige theorieën
  • 2:17 - 2:21
    dat deze informatie helemaal niet
    in het zwarte gat verdwijnt.
  • 2:21 - 2:25
    Van buitenaf gezien is het
    alsof de kwantuminformatie van de appel
  • 2:25 - 2:28
    gecodeerd wordt op de oppervlaktelaag
    van het zwarte gat,
  • 2:28 - 2:30
    de gebeurtenishorizon genaamd.
  • 2:30 - 2:33
    Als de massa van het zwarte gat toeneemt,
  • 2:33 - 2:36
    vergroot het oppervlak
    van die horizon ook.
  • 2:36 - 2:39
    Zo is het mogelijk dat
    als een zwart gat een voorwerp opslokt,
  • 2:39 - 2:41
    het ook groot genoeg wordt
  • 2:41 - 2:44
    om de kwantuminformatie
    van het object te behouden.
  • 2:44 - 2:46
    Maar of nu de informatie
  • 2:46 - 2:49
    binnen het zwarte gat
    of op het oppervlak bewaard blijft,
  • 2:49 - 2:52
    de natuurwetten blijven evengoed intact --
  • 2:52 - 2:55
    totdat je rekening gaat houden
    met de Hawking Straling.
  • 2:55 - 2:59
    Ze werd in 1974
    door Stephen Hawking ontdekt
  • 2:59 - 3:03
    en toont aan dat zwarte gaten
    geleidelijk verdampen.
  • 3:03 - 3:05
    Over ongelooflijk lange tijd
  • 3:05 - 3:07
    verliezen zwarte gaten massa
  • 3:07 - 3:11
    door deeltjes uit te stoten
    vanuit hun gebeurtenishorizon.
  • 3:11 - 3:14
    Cruciaal is dat het lijkt
    alsof de verdampende deeltjes
  • 3:14 - 3:18
    geen verband hebben met de informatie
    die het zwarte gat codeert --
  • 3:18 - 3:22
    wat suggereerde dat een zwart gat
    en alle kwantuminformatie die het bevat
  • 3:22 - 3:25
    volledig kon worden gewist.
  • 3:25 - 3:28
    Verdwijnt die kwantuminformatie echt?
  • 3:28 - 3:30
    En zo niet, waar gaat ze heen?
  • 3:30 - 3:34
    Terwijl het verdampingsproces
    ongelooflijk lang zou duren,
  • 3:34 - 3:38
    zijn de vragen die het stelt
    voor de natuurkunde veel urgenter.
  • 3:38 - 3:41
    De vernietiging van informatie
    zou ons dwingen tot het herschrijven
  • 3:41 - 3:44
    van sommige van onze meest fundamentele
    wetenschappelijke paradigma's.
  • 3:44 - 3:46
    Maar gelukkig is in de wetenschap
  • 3:46 - 3:51
    elke paradox een kans
    voor nieuwe ontdekkingen.
  • 3:51 - 3:55
    Onderzoekers onderzoeken
    een breed scala van mogelijke oplossingen
  • 3:55 - 3:57
    voor de informatieparadox.
  • 3:57 - 3:58
    Sommigen theoretiseerden
  • 3:58 - 4:02
    dat deze data gecodeerd zitten
    in de ontsnappende straling
  • 4:02 - 4:05
    op een manier die we
    nog niet kunnen begrijpen.
  • 4:05 - 4:08
    Anderen suggereerden dat de paradox
    gewoon een misverstand is
  • 4:08 - 4:13
    van hoe de algemene relativiteitstheorie
    en de kwantumveldtheorie interageren.
  • 4:13 - 4:16
    Deze twee theorieën beschrijven
  • 4:16 - 4:18
    de grootste en de kleinste
    fysische verschijnselen,
  • 4:18 - 4:21
    en ze zijn notoir moeilijk te combineren.
  • 4:21 - 4:23
    Sommige onderzoekers beweren
  • 4:23 - 4:25
    dat een oplossing
    voor deze en vele andere paradoxen
  • 4:25 - 4:29
    er natuurlijkerwijze zal komen
    met een ‘geunificeerde theorie van alles’.
  • 4:29 - 4:32
    Maar misschien is de meest
    hersenenpijnigende theorie
  • 4:32 - 4:34
    uit de studie van deze paradox
  • 4:34 - 4:36
    wel het holografisch principe.
  • 4:36 - 4:38
    Voortbouwend op het idee
  • 4:38 - 4:40
    dat het 2D-oppervlak
    van een gebeurtenishorizon
  • 4:40 - 4:42
    kwantuminformatie kan opslaan,
  • 4:42 - 4:47
    stelt dit principe dat de
    grens van het waarneembare heelal
  • 4:47 - 4:51
    ook een 2D-oppervlak is
    met gecodeerde informatie
  • 4:51 - 4:53
    over echte 3D-objecten.
  • 4:53 - 4:57
    Als dit waar is, is het mogelijk dat
    de werkelijkheid zoals wij die kennen
  • 4:57 - 5:01
    slechts een holografische
    projectie is van die informatie.
  • 5:01 - 5:02
    Indien bewezen
  • 5:02 - 5:06
    zou elk van deze theorieën leiden
    tot nieuwe vragen om te verkennen,
  • 5:06 - 5:09
    terwijl ze onze huidige modellen
    van het universum zouden behouden.
  • 5:09 - 5:12
    Maar het is ook mogelijk dat deze
    modellen verkeerd zijn!
  • 5:12 - 5:17
    Hoe dan ook hielp deze paradox ons
    om nog eens een stap te zetten
  • 5:17 - 5:18
    in het onbekende.
Title:
Hawkings zwarte gat paradox uitgelegd - Fabio Pacucci
Speaker:
Fabio Pacucci
Description:

Bekijk de volledige les: https://ed.ted.com/lessons/hawking-s-black-hole-paradox-explained-information-paradox

Vandaag dreigt een van de grootste paradoxen in het universum de moderne wetenschap te ontrafelen: de informatieparadox in het zwarte gat. Elk object in het universum bestaat uit deeltjes met unieke kwantumeigenschappen en zelfs als een object wordt vernietigd, wordt de kwantuminformatie nooit permanent verwijderd. Maar wat gebeurt er met die informatie wanneer een object in een zwart gat valt? Fabio Pacucci onderzoekt het.

Les van Fabio Pacucci, geregisseerd door Artrake Studio.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:20

Dutch subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.