Stephen Hawking: Es gibt keine schwarzen Löcher

Dieses kommentierte Bild kennzeichnet mehrere Merkmale in der Simulation, einschließlich des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs. (Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA/J. Schnittman, J. Krolik (JHU) und S. Noble (RIT))

Beim Lesen einer neuen Zeitung von Stephen Hawking die diese Woche online erschienen, hätte man wohl gedacht, der weltberühmte britische Physiker fälsche uns. Hawkings unveröffentlichtes Werk – mit dem Titel „ Informationsbewahrung und Wettervorhersage für Schwarze Löcher ' und zum arXiv-Preprint-Dienst hochgeladen — erklärt, dass ' es gibt keine schwarzen löcher . '

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Denken Sie daran, dass Hawkings Grundgesteinstheorie der verdampfenden Schwarzen Löcher unser Verständnis revolutioniert hat, dass die Gravitationsgiganten nicht unsterblich sind; Durch eine Quanteneigenart verlieren sie im Laufe der Zeit Teilchen (und damit Masse) über 'Hawking-Strahlung'. Darüber hinaus finden Astronomen neue und aufregende Möglichkeiten, Schwarze Löcher zu entdecken – sie arbeiten sogar an einem Interferometer-Netzwerk, das bald in der Lage sein, den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs direkt abzubilden !

Professor Stephen Hawking spricht über 'Why We Should Go into Space' für die NASA Lecture Series, 21. April 2008.(Bildnachweis: NASA/Paul Alers)

Hat Hawking seine Meinung geändert? Sind Schwarze Löcher nur ein Produkt unserer kollektiven Vorstellungskraft? Sind all diese verrückten Theorien über 'alternative' Theorien des Kosmos wahr?!

Zum Glück nicht.

Stephen Hawking hat seine Meinung über die ganze Sache mit dem Schwarzen Loch nicht geändert, aber er hat ein komplexes Physikparadox ins Rampenlicht gerückt, das seit 18 Monaten am Herzen der theoretischen Physik nagt.

Schwarze Löcher sind seltsame Regionen, in denen die Schwerkraft stark genug ist, um Licht zu biegen, den Raum zu verzerren und die Zeit zu verzerren. [Sehen Sie in dieser guesswhozoo.com-Infografik, wie Schwarze Löcher funktionieren.](Bildnachweis: Karl Tate, guesswhozoo.com-Mitwirkender)

Black Hole Fight Club

Es läuft alles auf einen Konflikt zwischen zwei grundlegenden Ideen der Physik hinaus, die die Struktur unseres Universums kontrollieren; der Zusammenprall von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie und Quantendynamik. Und es ist einfach so, dass die extreme Umgebung in und um ein Schwarzes Loch den perfekten 'Kampfclub' für die beiden Theorien darstellt, um es auszufechten. Aber was ist die erste Regel des Black Hole Fight Clubs? Reden Sie nicht über die Firewall, sonst geraten Sie in einen Streit mit einem theoretischen Physiker.

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Bei einer Vorlesung des California Institute of Technology (Caltech) im April 2013 , hatten Hawking und andere prominente theoretische Physiker Gelegenheit, das vorliegende Problem zu beschreiben. Kip Thorne vom Caltech zum Beispiel beschrieb das Firewall-Paradox als „ein brennendes Problem in der theoretischen Physik“.

Die eigentliche Grundlage dieses brennenden Problems ist die Sache, die Schwarze Löcher schwarz macht – die Ereignishorizont . In seiner einfachsten Form ist der Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs der Punkt, an dem selbst Licht den gravitativen Umklammerungen der Singularität des massiven Schwarzen Lochs nicht entkommen kann. Wenn Licht nicht entweichen kann, liegt es nahe, dass es als schwarze Kugel im Weltraum erscheint. Es ist eine kosmische Einbahnstraße: Alles geht rein, nichts kommt raus.

Ein unglücklicher Astronaut

Im Universum der allgemeinen Relativitätstheorie würde ein Astronaut, der das Pech hatte, auf ein Schwarzes Loch zu fallen, nichts Ungewöhnliches bemerken, wenn er den Ereignishorizont überquerte. Es wäre ein ziemlich friedliches Ereignis, kein Drama. 'Obwohl Sie später zum Scheitern verurteilt sind und auf sehr starke Gravitationskräfte stoßen, die Sie auseinander ziehen', bemerkte Caltech-Physiker John Preskill beim Caltech-Event 2013. [Die seltsamsten Schwarzen Löcher im Universum]

Das Quantenuniversum widerspricht jedoch dieser Idee des Ereignishorizonts 'kein Drama', wie sie von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt wird.

Im Jahr 2012 enthüllte eine Gruppe von Physikern unter der Leitung von Joseph Polchinski von der University of California in Santa Barbara ihre Entdeckung, dass, wenn Schwarze Löcher wirklich keine Informationen zerstören – ein Standpunkt, den Hawking selbst widerstrebend vertritt – und dass Informationen durch das Schwarze Loch entweichen können Hawking-Strahlung, es muss ein tobendes Inferno direkt innerhalb des Ereignishorizonts geben, den sie die 'Firewall' nennen.

In diesem Fall verbrennt unser unglücklicher Astronaut, anstatt in einen 'kein Drama'-Ereignishorizont zu fallen, bis er durch die Gezeitenscherung auseinandergerissen wird. Dies ist das genaue Gegenteil von „kein Drama“ und daher ein Paradox.

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Dieser offensichtliche Konflikt zwischen den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie und den Vorhersagen der Quantendynamik – zwei sehr etablierten Gebieten der Physik – ist genau das, was theoretische Physiker zu verstehen versuchen. Dies scheint zu sein eine weitere Situation, in der Gravitation und Quantendynamik nicht gut zusammenspielen , deren Lösung die Art und Weise verändern kann, wie wir das Universum sehen.

Wenn also Hawking, einer der Hauptakteure in der großen Firewall-Debatte, ein kurzes Papier zu diesem Thema schreibt (egal ob es veröffentlicht wurde oder nicht), nimmt die Welt Notiz davon.

Hawkings Lösung des Paradoxons entfernt den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs und damit das Paradoxon; kein Ereignishorizont, keine Firewall. Aber uns wird gesagt, dass alle Schwarzen Löcher Ereignishorizonte haben – die Linie, die Sie nicht überschreiten oder für immer im Schwarzen Loch verloren gehen können – was gibt es? [ No Escape: Wie Schwarze Löcher funktionieren (Infografik) ]

Hawking ist der Meinung, dass die Idee hinter dem Ereignishorizont überarbeitet werden muss. Anstatt dass der Ereignishorizont eine bestimmte Linie ist, über die selbst Licht nicht entweichen kann, beruft sich Hawking auf einen „scheinbaren Horizont“, der seine Form entsprechend den Quantenfluktuationen im Schwarzen Loch ändert – es ist fast wie eine „Grauzone“ für extreme Physik. Ein scheinbarer Horizont würde weder die allgemeine Relativitätstheorie noch die Quantendynamik verletzen, wenn die Region direkt hinter dem scheinbaren Horizont ein verworrenes, chaotisches Durcheinander von Informationen ist.

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'So wie bei der Wettervorhersage auf der Erde gehen Informationen effektiv verloren, obwohl die Einheitlichkeit nicht verloren geht', schreibt Hawking. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass die Informationen zwar aus dem Schwarzen Loch entweichen können, ihre chaotische Natur jedoch gewährleistet, dass sie nicht interpretiert werden können, wodurch das Firewall-Paradoxon insgesamt umgangen wird.

Unnötig zu erwähnen, dass dieses Papier wenig dazu beigetragen hat, Polchinski zu überzeugen. 'Es hört sich fast so an, als würde (Hawking) die Firewall durch eine Chaos-Wall ersetzen, was dasselbe sein könnte.' er sagte New Scientist .

Ein Großteil der theoretischen Debatte ist schwer zu durchschauen und das Ergebnis von Berechnungen physikalischer Ereignisse, die wir in unserem täglichen Leben unmöglich erleben können. Aber verwechseln Sie diese spezielle Debatte nicht nur als hochkarätiges Argument in der theoretischen Physik-Gemeinde. Seine Grundlagen wurzeln in dem wachsenden Unbehagen, das wir mit der Diskrepanz zwischen der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantendynamik (insbesondere der Rolle der Schwerkraft in der Quantenwelt) empfinden, ein Problem, das mit unserem derzeitigen Verständnis des Universums nicht gelöst werden kann.

Schließlich sind es diese wissenschaftlichen Probleme, für die wir milliardenschwere Teilchenbeschleuniger bauen.

Quelle: Naturnachrichten

Dieser Artikel wurde bereitgestellt von Entdeckungsnachrichten .