I filmen Interstellar flygter hovedpersonen Cooper fra et sort hul, så han kan nå at sige farvel til sin datter Murphy på hendes dødsleje.

Nogle forskere mener, at filmen er så videnskabelig korrekt, at den kan bruges som undervisning i skolen.

Men langt de fleste forskere mener, at alt, der bliver sendt ind i et sort hul, vil blive destrueret med det samme.

Et nyt studie viser dog, at sidstnævnte måske ikke er tilfældet alligevel. Forskerne i studiet argumenterer for, at man vil blive absorberet ind i et hologram i stedet for at blive destrueret i det sorte hul. Uden at man opdager det.

Studiet udfordrer den nuværende teori om, at alt, der falder i et sort hul rammer en 'firewall' (brandmur) og bliver tilintetgjort.

Hawkings chokerer: Sorte huller er ikke sorte

For 40 år siden chokerede Stephen Hawking alle videnskabsmænd med sin opdagelse om, at sorte huller ikke rigtig er sorte.

Inden for klassisk fysik mener man, at intet, der falder i et sort hul nogensinde kan slippe derfra igen. Men Hawking viste, at sorte huller konstant udsender stråling.

Desværre er temperaturen for den stråling, som de sorte huller udsender, meget lavere end den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling, hvilket betyder, at nutidens teknologi ikke kan måle de sorte hullers stråling.

Det er et paradoks

Men Hawkings udregninger er forvirrende. Hvis sorte huller konstant udsender stråling, vil de også konstant tabe masse – og til sidst forsvinde.

Han indså, at det var et paradoks: Hvis sorte huller kan forsvinde, vil alt information omkring det sorte huls historie være tabt for evigt.

Det betyder, at selvom det blev muligt at måle strålingen, så ville det aldrig blive muligt at finde ud af, hvordan det sorte hul oprindeligt blev skabt. Og dette overskrider en af kvantemekanikkens love, der siger, at information ikke kan blive tabt eller skabt.

En anden måde at se på det, er, at Hawking stiller spørgsmål ved determinismen om sorte huller. Determinisme er en filosofisk hypotese om, at alle begivenheder har en årsag.

Hvis der ikke er determinisme, betyder det en forsoning imellem kvantemekanik og Einsteins relativitetsteori – et alment kendt problem og ultimativt mål for mange fysikere.

Hvad sker der med informationen?

Fysikere, der studerer de sorte huller, har et spørgsmål til alle teorier inden for kvantemekanikken: »Hvad sker der med informationen om et sort hul?«

Det tog omkring to årtier før forskere fandt en løsning. De foreslog, at de sorte hullers information blev lagret proportionelt med deres overfladeareal (i to dimensioner), også kaldet horisont, i stedet for i volumen (i tre dimensioner).

Dette kan forklares med kvante-tyngdekraft, hvor tre dimensioner af rummet kan rekonstrueres af en todimensional verden uden tyngdekraft – meget lignende et hologram.

Kort tid efter blev strengteorien, den mest studerede teori inden for kvante-tyngdekraft, påvist at være holografisk.

Ved holografi kan man beskrive, hvordan sorte huller forsvinder i en todimensional verden uden tyngdekraft, hvor de sædvanlige love af kvantemekanik gælder.

Denne proces er deterministisk, med få mangler i viden om strålingen, der koder for de sorte hullers historie.

Holografi fortæller os, at alt informationen i sorte huller ikke er tabt. Men at finde fejlen i Hawkings oprindelige argumenter var overraskende svær.

Fuzzball versus firewall

Præcis hvordan sorte huller ser ud, er svært at finde ud af.

Kvanteudsving omkring horisonten har informationen om det sorte huls historie, og derfor løste Mathur de sorte hullers paradoks.

Men alligevel er ideen blevet kritiseret, da der er stor forskel på at falde ned i en fuzzball og i et sort hul ud fra Einsteins relativitetsteori.

Relativitetsteoriens beskrivelse af sorte huller foreslår, at når man falder igennem et sort huls horisont, falder man kun dybere og dybere.

I faldet krummer tid og sted, indtil man når til 'singularitet', der er et punkt, hvor alle love inden for fysik ikke længere er gældende (I virkeligheden ville man dø inden man nåede dertil, da man hurtigt ville blive revet i stykker).

I Marthurs univers er der dog ingenting efter fuzzyballs horisont. Men Mathur argumenterer for, at der er en stor lighed imellem at falde i en fuzzball og i et sort hul.

Ligheden gælder dog kun nogle, da alle fuzzballs har forskellige egenskaber. Og netop dem, som Mathur nævner, kan ikke sammenlignes med de sorte huller.

Debatten vil fortsætte

I øjeblikket er der en teori, der er konkurrent inden for kvante-tyngdekraft, som siger, at alle, der falder i et sort hul rammer en firewall og bliver destrueret.

Denne teori er dog også blevet kritiseret, da firewalls (ligesom fuzzballs) har en anderledes horisont end sorte huller.

Debatten om, hvad der faktisk sker, når man falder i et sort hul vil nok fortsætte længe endnu.

Marika Taylor hverken arbejder for, rådfører sig med, ejer aktier i eller modtager fondsmidler fra nogen virksomheder, der vil kunne drage nytte af denne artikel, og har ingen relevante tilknytninger. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation.

Oversat af Ida Kløvgaard