Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

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 …

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Großes Hoffen auf die kleinen Reaktoren

Sind die neuen modularen Kernreaktoren wirtschaftlich zu bauen und zu betreiben und können Sie die an sie gestellten Erwartungen erfüllen? Ähnelt unser Universum einem Quasikristall und was nimmt unser Gehirn unter Narkose wahr? Jetzt lesen in der neuen »Woche«!

Sterne und Weltraum – Alpha Centauri: Wie viele Planeten hat unser Nachbar?

Das Alpha Centauri System besteht aus dem hellen Sternenpaar Alpha Centauri A und B sowie dem lichtschwachen Roten Zwerg Proxima Centauri. Besonders interessant wurde dieses nahe Sternsystem, als Hinweise auf mögliche Exoplaneten auftauchten – deren Existenz wurde jedoch durch wechselnde Beobachtungsergebnisse immer wieder infrage gestellt. Darüber hinaus: Der Rückblick auf die Kometen des vergangenen Jahres, verlief der Urknall völlig anders als gedacht und wie entstanden die unterschiedlichen Sterne in Kugelsternhaufen?

Spektrum - Die Woche – Die wilden Kühe von Tschernobyl

In Tschernobyl ist unfreiwillig ein einzigartiges, weitgehend menschenleeres Naturparadies entstanden. Lesen Sie, wie sich das Leben dort über die Jahre erholt hat. Darüber hinaus: Interview zur Rettungsaktion für den Buckelwal und wie funktioniert Quantenphysik in einem sich ausdehnenden Universum?

  • 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

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.