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Lexikon der Astronomie: Paradoxon

Paradox ist, wenn Herr Braun – um dem grauen Alltag zu entfliehen – blau macht um ins Grüne zu fahren. Sein Chef sieht rot, weil er nicht zur Arbeit erscheint, daher sieht Herr Braun die Welt nicht mehr durch eine rosa Brille, sondern für seine berufliche Zukunft schwarz. Jetzt weiß er's.

Jetzt mal im Ernst...

Paradoxa in der Physik sind Aussagen, die auf einen Widerspruch hinauslaufen, der nicht ohne weiteres auflösbar scheint.

Olbers-Paradoxon

So beschreibt das Olbers-Paradoxon in der Astronomie die Problematik, dass der Nachthimmel schwarz ist, obwohl doch das Licht sämtlicher Sterne, die dicht beieinander und hintereinander stehen, in der Summe einen hellen Himmel auch in der Nacht hervorrufen sollten. Dieses Paradoxon löst sich, wenn man berücksichtigt, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes zwar sehr hoch, aber doch endlich ist, so dass das Licht einiger Quellen noch nicht die Erde erreicht hat. Die interstellare Extinktion ruft durch das interstellare Medium (ISM) eine Rötung des Sternenlichts hervor. Beim Durchgang durch besonders dichte, fast opake Dunkelwolken ist die Extinktion zwar besonders hoch und kann zehn bis zwanzig Magnituden betragen! Das allein würde allerdings das Olbers-Paradoxon jedoch nicht lösen, weil in der Bilanz dennoch die Strahlung - bei anderen Farben – ankommen würde.

Zwillingsparadoxon

Ein anderes Paradox, das Zwillingsparadoxon, wird gerne in der Science-Fiction bemüht und hängt damit zusammen, dass aufgrund relativistischer Effekte der Zeitablauf verändert werden kann. Der Effekt heißt Zeitdilatation und kann mit den Methoden der Relativitätstheorie betrachtet werden. Das Paradoxe ist, dass die Zwillinge scheinbar austauschbar sind – aber wer ist dann der Ältere? Bei genauer Betrachtung zeigt sich jedoch, dass die Zwillinge bzw. ihre Bezugssysteme nicht austauschbar sind: das System des reisenden Zwillings ist nicht immer ein Inertialsystem. Einzelheiten werden unter dem Eintrag Zwillingsparadoxon beschrieben.

Informationsverlustparadoxon

In der Physik Schwarzer Löcher taucht das Informationsverlustparadoxon oder auch Entropie-Paradox auf. Es behandelt die Frage, was eigentlich mit der Information geschieht, die in ein Schwarzes Loch fällt. Denn was nach dem Einfall bleibt, sind nur maximal die Parameter: Masse, Rotation und elektrische Ladung. Was ist mit der großen Informationsmenge passiert, die ins Loch fiel? Wurde sie vernichtet oder bleibt die Information in irgendeiner Form im Loch erhalten oder wird beispielsweise kodiert in der Hawking-Strahlung abgestrahlt? Die Lösung ist, dass Information aufgrund des Entropiesatzes der Thermodynamik nicht vernichtet werden kann; Information bleibt erhalten, so wie es die Quantentheorie fordert. Allerdings ist die Rekonstruktion aller Information erschwert. Dieses Paradoxon wird im Detail im Eintrag Bekenstein-Hawking-Entropie geklärt.

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  • Die Autoren
- Dr. Andreas Müller, München

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