Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
Ich möchte kurz ein Szenario schildern, dass dem der Feuerwand am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs verblüffend ähnelt und das Problem des Informationsverlusts meiner Meinung nach lösen kann.
Der Autor Joseph Polchinski sagt: "Die Theoretiker müssen ihre grundlegenden Annahmen über das Universum sowie die Natur von Raum und Zeit überdenken." (S. 39).
Dem folgend möchte ich einen neuen Ansatz schildern, um dann auf die Feuerwand zu kommen: Analysiert man die heisenbergsche Unschärferelation, so kann man zu ihrer Abzählinterpretation kommen (Vgl. Treitz, Norbert. "Von den falschen Tönen zur Unbestimmtheitsrelation." In: Spektrum der Wissenschaft (Okt. 2010), S. 40—42. https://www.spektrum.de/alias/quantenmechanik/von-den-falschen-toenen-zur-unbestimmtheitsrelation/1044195 ). Sie macht deutlich, dass man die heisenbergsche Unschärferelation als messtechnische Unschärfe ansehen kann, die durch ein prinzipielles Abzählproblem entsteht. Ähnlich wie beim Erkennen einer Tonhöhe durch Hinhören wird demnach beim Messen der Energie eines Elementarteilchens versucht, durch das Abzählen von Wellenbergen einer Wellenfunktion deren Anzahl in der Struktur zu ermitteln. Dies ist mit dem bekannten Messfehler – der Unschärfe – verbunden, wie Treitz zeigt. Diese Wellenberge werden durch den neuen Ansatz als eine Art von diskreter Körnigkeit der Elementarteilchen-Struktur interpretiert. Jedes "Korn" gleicht einem Wirkungsquantum "h". So handelt es sich, pro Zeit gezählt, bei den Wellenbergen um kleine Energie-Einheiten.
Ihre konstante Energie entspringt in diesem Ansatz einer absolut konstanten Bewegung, die als Grundlage der Veränderung der Elementarteilchen- und Vakuum-Struktur als eine Art von kosmischer Zeit zu sehen ist, die überall im Kosmos unabhängig von der Gravitation gleich läuft.
Beschäftigt man sich mit dem möglichen Aufbau der Elementarteilchen aus dieser körnigen Struktur durch eine Wechselwirkung zwischen den Körnern, so kann man zu der Einsicht gelangen, dass diese Körner sich zu rotierenden, schwingenden, geschlossenen und fadenförmigen Ringen zusammenfinden, die Strings ähneln. Die simpelsten Muster dieser Fäden verhalten sich wie die Photonen des Lichts und können sich nur mit der aus der Allgemeinen Relativitätstheorie bekannten variablen Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum bewegen. Auch das Vakuum besteht demnach aus der einfachsten Version dieser Fäden, die als elektromagnetisch unpolarisierte Photonen zu verstehen sind. Komplexer aufgebaute Schwingungsmuster dieser Fäden entsprechen den Materie-Elementarteilchen und funktionieren strukturell wie die Lichtuhren Einsteins.
Was hat dies alles nun mit der Feuerwand um ein Schwarzes Loch zu tun?
Jedes dieser Körner ist eine Informationseinheit. Untersucht man die Bedingungen am Ereignishorizont, indem man sich den Bewegungsbahnen dieser Körner und der aus ihnen gebildeten Fäden des Lichts und des Vakuums aus Sicht des Pound-Rebka-Snider-Experiments nähert, so tritt erstaunliches zu Tage. Bewegt sich ein Licht- oder ein Vakuum-Faden direkt auf eine sehr dichte Masse zu, die ein Schwarzes Loch darstellen soll, so stauen sich diese Fäden am Ereignishorizont auf und bilden dort eine extrem energiereiche Hülle, die man als Feuerwand charakterisieren kann. Durch Anzahlerhaltungsüberlegungen zu den Körnern und zu den von ihnen gebildeten Fäden stellt man fest, dass die Körner bei einem etwaigen Eintritt durch den Ereignishorizont die Fäden verlassen müssten, wenn sie den Horizont überhaupt überschreiten. Die Körner und Fäden gehen dabei nicht verloren, womit die Information, im Schwarzen Loch und um es herum, erhalten bleibt.
Außerhalb des Ereignishorizonts handelt es sich um Zusammenhänge, die denen der Allgemeinen Relativitätstheorie im Prinzip gleichen. Diese entstehen nun allerdings durch einen von der Körnigkeit erzeugten statistischen Effekt, der durch Störungswellen zustande kommt. Dieser Effekt beugt außerhalb des Ereignishorizonts das Licht und zieht Materie-Elementarteilchen an. Ein Fundament der Quantenmechanik, die Unschärferelation, ergibt so auf Basis einer körnigen Struktur der Elementarteilchen und des Vakuums eine realistische Quantengravitation. Innerhalb der Feuerwand beginnt eine neue Welt aus freien Körnern, die nicht in Fäden gebunden sind.
Beim theoretischen Betreten des Inneren des Ereignishorizonts handelt es sich um einen Phasenübergang. Das bedeutet, die Raum- und Zeitstruktur, die dem Gravitationspotenzial entspricht, das die Fäden außerhalb des Schwarzen Lochs bilden, existiert innerhalb des Schwarzen Lochs nicht mehr. Damit gibt es auch keine Singularität im Schwarzen Loch, sondern eine Struktur freier Körner. Hiermit löst sich also nicht nur das Problem des Informationsverlusts.
Ausführlichere Überlegungen und einfache Rechnungen zu diesem Ansatz finden sich im Internet unter: "Die Quanten-Fluss-Theorie", http://www.quantum-flow-theory.eu. Was ein ins Schwarze Loch stürzender Astronaut in diesem Szenario genau wahrnimmt, bleibt eine noch zu lösende Denk- und Rechenaufgabe. Er kommt sicherlich nicht unversehrt durch die Feuerwand.
Es gibt also mindestens einen prinzipiellen Ansatz, mit dem das Problem des Informationsverlusts gelöst werden könnte. Bleibt abzuwarten, ob dieser auch die Physik vereinheitlichen kann, wie der Autor Joseph Polchinski auf Seite 36, siehe Kasten, mutmaßt. Versuchen tut dieser Ansatz es jedenfalls.
Also noch einmal: "Die Theoretiker müssen ihre grundlegenden Annahmen über das Universum sowie die Natur von Raum und Zeit überdenken". Da kann ich dem Autor nur zustimmen. Der geschilderte Ansatz soll hierzu neue Denkanstöße liefern.
Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.
Annahmen über das Universum sowie die Natur von Raum und Zeit überdenken
11.09.2015, Wolfgang Huß, HamburgDer Autor Joseph Polchinski sagt: "Die Theoretiker müssen ihre grundlegenden Annahmen über das Universum sowie die Natur von Raum und Zeit überdenken." (S. 39).
Dem folgend möchte ich einen neuen Ansatz schildern, um dann auf die Feuerwand zu kommen: Analysiert man die heisenbergsche Unschärferelation, so kann man zu ihrer Abzählinterpretation kommen (Vgl. Treitz, Norbert. "Von den falschen Tönen zur Unbestimmtheitsrelation." In: Spektrum der Wissenschaft (Okt. 2010), S. 40—42. https://www.spektrum.de/alias/quantenmechanik/von-den-falschen-toenen-zur-unbestimmtheitsrelation/1044195 ). Sie macht deutlich, dass man die heisenbergsche Unschärferelation als messtechnische Unschärfe ansehen kann, die durch ein prinzipielles Abzählproblem entsteht. Ähnlich wie beim Erkennen einer Tonhöhe durch Hinhören wird demnach beim Messen der Energie eines Elementarteilchens versucht, durch das Abzählen von Wellenbergen einer Wellenfunktion deren Anzahl in der Struktur zu ermitteln. Dies ist mit dem bekannten Messfehler – der Unschärfe – verbunden, wie Treitz zeigt. Diese Wellenberge werden durch den neuen Ansatz als eine Art von diskreter Körnigkeit der Elementarteilchen-Struktur interpretiert. Jedes "Korn" gleicht einem Wirkungsquantum "h". So handelt es sich, pro Zeit gezählt, bei den Wellenbergen um kleine Energie-Einheiten.
Ihre konstante Energie entspringt in diesem Ansatz einer absolut konstanten Bewegung, die als Grundlage der Veränderung der Elementarteilchen- und Vakuum-Struktur als eine Art von kosmischer Zeit zu sehen ist, die überall im Kosmos unabhängig von der Gravitation gleich läuft.
Beschäftigt man sich mit dem möglichen Aufbau der Elementarteilchen aus dieser körnigen Struktur durch eine Wechselwirkung zwischen den Körnern, so kann man zu der Einsicht gelangen, dass diese Körner sich zu rotierenden, schwingenden, geschlossenen und fadenförmigen Ringen zusammenfinden, die Strings ähneln. Die simpelsten Muster dieser Fäden verhalten sich wie die Photonen des Lichts und können sich nur mit der aus der Allgemeinen Relativitätstheorie bekannten variablen Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum bewegen. Auch das Vakuum besteht demnach aus der einfachsten Version dieser Fäden, die als elektromagnetisch unpolarisierte Photonen zu verstehen sind. Komplexer aufgebaute Schwingungsmuster dieser Fäden entsprechen den Materie-Elementarteilchen und funktionieren strukturell wie die Lichtuhren Einsteins.
Was hat dies alles nun mit der Feuerwand um ein Schwarzes Loch zu tun?
Jedes dieser Körner ist eine Informationseinheit. Untersucht man die Bedingungen am Ereignishorizont, indem man sich den Bewegungsbahnen dieser Körner und der aus ihnen gebildeten Fäden des Lichts und des Vakuums aus Sicht des Pound-Rebka-Snider-Experiments nähert, so tritt erstaunliches zu Tage. Bewegt sich ein Licht- oder ein Vakuum-Faden direkt auf eine sehr dichte Masse zu, die ein Schwarzes Loch darstellen soll, so stauen sich diese Fäden am Ereignishorizont auf und bilden dort eine extrem energiereiche Hülle, die man als Feuerwand charakterisieren kann. Durch Anzahlerhaltungsüberlegungen zu den Körnern und zu den von ihnen gebildeten Fäden stellt man fest, dass die Körner bei einem etwaigen Eintritt durch den Ereignishorizont die Fäden verlassen müssten, wenn sie den Horizont überhaupt überschreiten. Die Körner und Fäden gehen dabei nicht verloren, womit die Information, im Schwarzen Loch und um es herum, erhalten bleibt.
Außerhalb des Ereignishorizonts handelt es sich um Zusammenhänge, die denen der Allgemeinen Relativitätstheorie im Prinzip gleichen. Diese entstehen nun allerdings durch einen von der Körnigkeit erzeugten statistischen Effekt, der durch Störungswellen zustande kommt. Dieser Effekt beugt außerhalb des Ereignishorizonts das Licht und zieht Materie-Elementarteilchen an. Ein Fundament der Quantenmechanik, die Unschärferelation, ergibt so auf Basis einer körnigen Struktur der Elementarteilchen und des Vakuums eine realistische Quantengravitation. Innerhalb der Feuerwand beginnt eine neue Welt aus freien Körnern, die nicht in Fäden gebunden sind.
Beim theoretischen Betreten des Inneren des Ereignishorizonts handelt es sich um einen Phasenübergang. Das bedeutet, die Raum- und Zeitstruktur, die dem Gravitationspotenzial entspricht, das die Fäden außerhalb des Schwarzen Lochs bilden, existiert innerhalb des Schwarzen Lochs nicht mehr. Damit gibt es auch keine Singularität im Schwarzen Loch, sondern eine Struktur freier Körner. Hiermit löst sich also nicht nur das Problem des Informationsverlusts.
Ausführlichere Überlegungen und einfache Rechnungen zu diesem Ansatz finden sich im Internet unter: "Die Quanten-Fluss-Theorie", http://www.quantum-flow-theory.eu. Was ein ins Schwarze Loch stürzender Astronaut in diesem Szenario genau wahrnimmt, bleibt eine noch zu lösende Denk- und Rechenaufgabe. Er kommt sicherlich nicht unversehrt durch die Feuerwand.
Es gibt also mindestens einen prinzipiellen Ansatz, mit dem das Problem des Informationsverlusts gelöst werden könnte. Bleibt abzuwarten, ob dieser auch die Physik vereinheitlichen kann, wie der Autor Joseph Polchinski auf Seite 36, siehe Kasten, mutmaßt. Versuchen tut dieser Ansatz es jedenfalls.
Also noch einmal: "Die Theoretiker müssen ihre grundlegenden Annahmen über das Universum sowie die Natur von Raum und Zeit überdenken". Da kann ich dem Autor nur zustimmen. Der geschilderte Ansatz soll hierzu neue Denkanstöße liefern.