Promotie: Quantum gravity on the event horizon

LET OP: De kandidaat houdt een lekenpraatje, hierdoor start de livestream een kwartier eerder.

De moderne natuurkunde is gebouwd op basis van twee theorieën. De eerste is de algemene relativiteitstheorie van Einstein, die beschrijft hoe sterren rond elkaar bewegen op grote schaal, en het bestaan van zwarte gaten voorspeld. Zwarte gaten zijn sterren die dusdanig compact zijn dat zelfs licht niet kan ontsnappen en zijn kortgeleden voor het eerst direct waargenomen. De tweede theorie is kwantummechanica, die het gedrag van deeltjes, zoals moleculen en atomen op de allerkleinst mogelijke schaal beschrijft. Kwantummechanica voorspelt perfect alle resultaten in deeltjesversnellers als het CERN. Tot nu toe is er geen enkele waarneming die een van beide theorieën ontkracht.

Theoretisch verandert dit: Door het combineren van beide theorieën blijkt er wel degelijk straling, waaronder licht, uit zwarte gaten te komen. Deze Hawkingstraling ontstaat door kwantumeffecten op de waarnemingshorizon (de grens vanaf waar licht niet meer kan ontsnappen), en zorgt ervoor dat zwarte gaten langzaam verdampen tot er niks meer over is. Het grote probleem is dat de damp niet dezelfde informatie als het originele zwarte gat bevat; als het zwarte gat bijvoorbeeld volledig bestond uit ijzer, is er geen enkele manier om dit terug te zien in de damp. Volgens de kwantummechanica mag deze informatie niet verloren gaan, en dit probleem heet de informatieparadox.

In mijn onderzoek probeer ik diep in dit probleem te duiken zonder onbewezen theorieën te gebruiken. Om precies te zijn wordt gewoonlijk aangenomen dat Hawkingstraling niet beïnvloed wordt door dingen die in het zwarte gat vallen. Echter laat ik zien, dat door interactie met de invallende objecten, de hoeveelheid uitgaande straling gigantisch toeneemt. Daardoor bevat deze een nieuwe hoeveelheid informatie, mogelijk voldoende om de paradox op te lossen. Daarnaast komt de tijd die wij voorspellen voor het verdampingsproces van het zwarte gat overeen met wat men verwacht. Hiermee heb ik laten zien dat de oplossing mogelijk te vinden is binnen de huidige twee modellen, zolang geen enkel effect verwaarloosd wordt.