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Quantengravitation: Inselhopping über den Ereignishorizont

Ein hartnäckiges Rätsel aus der theo­retischen Physik, das Informationsparadoxon, lässt sich womöglich lösen - wenn das Innere von Schwarzen Löchern durch Wurmlöcher in der Raumzeit miteinander verbunden ist.
Schwarzes Loch mit Scheibe

1974 stürzte Stephen Hawking die theoretische Physik in eine Krise: Er legte dar, dass ein Schwarzes Loch Informationen vernichtet. Laut Hawkings Berechnungen kann es an Masse verlieren und so allmählich verschwinden. Das tut es, indem es Strahlung abgibt – und die enthält allem Anschein nach keinerlei Information über die Objekte, die zuvor hineingefallen sind. Die Entstehungsgeschichte des Schwarzen Lochs wäre unwiederbringlich gelöscht. Das allerdings verstößt gegen ein geheiligtes Prinzip der Quantenphysik, laut dem keine Information verloren gehen darf.

Das ist das so genannte Informationsparadoxon. Es erweist sich seit fünf Jahrzehnten als hartnäckiges Rätsel. 2019 kam dann aber langsam Licht ins Dunkel, auch durch Forschungsarbeiten, an denen ich beteiligt war. Der Lösungs­ansatz basiert auf einem neuen Verständnis der Raumzeit und wie sie mittels Quantenverschränkungen aufgespannt werden kann. Das führte mich zu der Vorstellung, ein Teil des Inneren eines Schwarzen Lochs könnte sich auf eine ganz bestimmte Weise nach außen kehren.

Um das zu verstehen, müssen wir die Natur der Schwarzen Löcher näher betrachten …

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  • Quellen

Almheiri, A. et al.: Black holes: Complementarity or firewalls? ArXiv, 1207.3123v4, 2013

Almheiri, A. et al.: Replica wormholes and the entropy of Hawking radiation. ArXiv 1911.12333, 2020

Penington, G. et al: Replica wormholes and the black hole interior. ArXiv 1911.11977, 2020