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Singularitäten: Die Feuerwand am Horizont

Was geschieht am Rand eines Schwarzen Lochs? Allgemeine Relativitätstheorie und Quantenmechanik antworten darauf grundverschieden. Will man die ­Widersprüche auflösen, ergeben sich bizarre Szenarien. Möglicherweise endet an einer Energiebarriere sogar der Raum selbst.
Extrem energiereiche TeilchenLaden...

In ein Schwarzes Loch zu stürzen, wäre eine Reise ohne Wiederkehr. Sollte das einem Astronauten passieren – was würde er dabei sehen und spüren? Was passiert am so genannten Ereignishorizont, hinter dem es selbst für das Licht kein Entrinnen mehr gibt? Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zufolge: nichts Besonderes. Ein frei fallender Beobachter sähe keine Grenze, welche den Moment markiert, ab dem sein Sturz unumkehrbar wird. Er würde auch keine anderen physikalischen Gesetze beobachten.

Doch als meine Kollegen und ich dieses Szenario angesichts neuer Erkenntnisse über den Einfluss der Quantenmechanik betrachteten, erlebten wir eine große Überraschung. Demnach sollte der Astronaut am Ereignishorizont auf eine tödliche Feuerwand aus energiereichen Elementarteilchen prallen. Diese Barriere könnte sogar das Ende des Raums überhaupt markieren.

Auf dieses bizarre Ergebnis stießen wir erstmals 2012, als wir versuchten, Ideen aus der Stringtheorie auf die Physik Schwarzer Löcher anzuwenden. Es ging uns um ein interessantes Argument des berühmten Astrophysikers Stephen Hawking aus den 1970er Jahren. Hawking hatte einen fundamentalen Konflikt zwischen den Vorhersagen der Quantentheorie und der Relativitätstheorie für diese physikalisch extreme Umgebung entdeckt. Eine der beiden Theorien müsse demnach fehlerhaft sein, so seine Schlussfolgerung. ...

September 2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2015

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  • Quelle

Almheiri, A. et al.: Black Holes: Complementarity or Firewalls? In: Journal of High Energy Physics 2013, 62, 2013