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Physik-Genie: Hawking definiert Schwarze Löcher neu

Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Lochs: Ein Stern gerät in die Fänge des hungrigen Masse-Riesen Zur Großansicht
Univ. Warwick/ Mark A. Garlick

Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Lochs: Ein Stern gerät in die Fänge des hungrigen Masse-Riesen

Der Aufsatz ist nur wenige Seiten kurz, aber provokant: Unser Bild von Schwarzen Löchern ist falsch, glaubt Physik-Genie Stephen Hawking. Mit einem neuen Konzept vereinigt er zwei physikalische Weltbilder.

Wenn es nach Stephen Hawking geht, muss zwar nicht die gesamte Astrophysik neu gedacht werden. Aber zumindest Filmklassiker wie "Event Horizon" könnten korrekturbedürftig sein. Denn genau den sogenannten Ereignishorizont am Rand von Schwarzen Löchern versucht der Physiker in einer jüngst veröffentlichten Arbeit ins rechte Licht zu rücken. Er schafft den Masse-Liebling der Astrophysiker in neuen theoretischen Überlegungen nicht vollständig ab, mahnt aber, dass "Schwarze Löcher neu definiert werden sollten als metastabile, gebundene Zustände des Gravitationsfeldes."

Zugegeben, dieser Name wäre nicht gerade griffig - aber aus naturwissenschaftlicher Sicht näher an der Wirklichkeit, meint Hawking. Zu dem Ergebnis brachten ihn bisher unlösbare Widersprüche, auf die etwa der Physiker Joseph Polchinski vom Kavli Institute in einem Gedankenexperiment aufmerksam gemacht hatte. Er ließ einen Astronauten in ein Schwarzes Loch fallen und beschrieb, was dabei auf der physikalischen Ebene mit ihm passieren müsse.

Eine sich am Ereignishorizont aufbauende Feuerwand würde den fallenden Astronauten verbrennen, lautete sein Ergebnis. Das Problem: Laut der Quantentheorie sollte es die Feuerwand zwar geben, mit der allgemeinen Relativitätstheorie ist sie aber nicht wirklich vereinbar.

Schwarze Löcher ohne Singularität

Diesen Widerspruch will Stephen Hawking nun beseitigt haben. Seine Arbeit nahm im Rahmen einer Rede am Kavli Institute in Santa Barbara ihren Ursprung. Er definiert darin den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs um, also die Grenze, an der unter anderem das Licht nicht mehr der Wirkung des Schwarzen Lochs entkommen kann. Stattdessen führt er einen "scheinbaren Horizont" ein, der das Schwarze Loch und seine Wirkung zu einem begrenzten Phänomen macht - und den Konflikt zwischen Quantenmechanik und Relativitätstheorie löst.

Hawkings Ideen führen aber auch dazu, dass Schwarze Löcher keine feststehenden und stabilen Objekte wären. Sie könnten sich bilden und wieder auflösen, ihre Existenz wäre zeitlich begrenzt. Sogar für den Kern der Gebilde hätte es Folgen. Es müsste nicht zwangsläufig eine sogenannte Singularität dort zu finden sein - also ein Punkt, der mit klassischen Koordinaten und physikalischen Gesetzen nicht mehr beschreibbar ist.

Neue Widersprüche dank scheinbarem Horizont

"Die Abwesenheit des Ereignishorizonts bedeutet, dass es keine Schwarzen Löcher gibt", formuliert Hawking provokativ in dem Paper. "Jedenfalls nicht in dem Sinne, dass sie ein System sind, von dem Licht nicht in die Unendlichkeit fliehen kann."

Die vorveröffentlichte Studie muss noch einen fachlichen Review-Prozess durchlaufen und begutachtet werden. Und schon jetzt wird deutlich: Nicht alle Physiker nehmen die neue Theorie als Lösung der Widersprüche hin. So kritisiert beispielsweise Don Page, ehemaliger Kollege von Hawking und Physiker an der University of Alberta in Edmonton (Canada), gegenüber dem Fachmagazin "Nature", dass Hawkings Ansatz selbst neue Widersprüche auslösen könnte. Auch sein "scheinbarer Horizont" könne ähnliche Probleme verursachen, glaubt er.

Doch selbst wenn sich die Gedanken des Physik-Genies Hawking als falsch herausstellen sollten: Sie zeigen, dass das Themenfeld der Schwarzen Löcher nach Jahrzehnten noch immer wenig verstanden ist - sicher auch weil die Ausnahmeerscheinungen am Rand der verständlichen und intuitiven Physik liegen. Um dieses Verständnisproblem weiß offenbar auch Hawking selbst und würdigt es augenzwinkernd gleich im ersten Satz seiner neuen Studie: "Vor einiger Zeit schrieb ich ein Paper, das eine Kontroverse auslöste", witzelt er darin. Er spricht dabei aber nicht von Monaten oder ein paar Jahren. Mit dem "vor einiger Zeit" spielt er auf eine Arbeit an, die er vor fast 40 Jahren veröffentlichte.

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kpg

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 164 Beiträge
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1. Kompliziert ist nichtdie Materie an sich,
mulhollanddriver 29.01.2014
sondern die Art und Weise, wie dieser Artikel geschrieben wurde: "...formuliert Hawking provokativ in dem Paper." oder "Die vorveröffentlichte Studie muss noch einen fachlichen Review-Prozess durchlaufen und begutachtet werden."
2. ich weiß nicht wann der der Hawkins das geschreiben hat
mhwse 29.01.2014
dass das Inner mit den Planckschen Konstanten unvereinbar ist, habe ich bei mir auch schon gedacht und auch aufgeschrieben .. Auch ist auffällig paradox, wie das schwarze Loch wachsen soll, wenn es doch unendlich dauert den Erignis Horizont zu überwinden .. und doch ständig Materie "hinein" nällt .. Ebenso, wenn das Zentrum doch punktförmig mt grosser Masse ist, wie ist sein Quantenzustand (schwarze Löcher sind per definition sehr "kalt") ist der Kern dekohärent - vermutlich. Damit wäre es dann so eine Art Quantenrechner .. mit vielen möglichen Lösungen .. ggf. auch der eines Universums .. (alles spekulativ - aber mit physikalischem Grundwissen.)
3. wieso soviel Wirbel um Licht bei schwarzen Löchern?
DerGärtner2 29.01.2014
Ich verstehe bei Schwarzen Löchern folgendes nicht: Wenn ein Rest-Stern aus einer Supernova übrig bleibt, von dem noch Licht entkommen kann, so handelt es sich doch hier wohl um ein kugelartiges Gebilde im Raum. Füge ich jetzt noch weitere Masse hinzu, dann kann die Gravitation so stark werden, dass selbst das Licht nicht mehr 'entkommen' kann. Es handelt sich doch aber trotzdem immer noch um das gleiche kugelartige Gebilde, nur das ich es eben nicht mehr sehen kann.
4. Die moderne Astrophysik hat viel ...
kopp 29.01.2014
... mit spekulativer Philosophie gemeinsam. Alles ist mit dem Glauben artverwandt. Man sollte nicht vergessen, dass der Physik Hypothesen zugrunde liegen, die solange als "gültig" angesehen werden, bis sie zu unüberbrückbaren Widersprüchen führen. Die Mathematik hat es da einfacher: Sie stützt sich auf ein in sich vollständiges, widerspruchsfreies Axiomensystem, wo die Frage nach der "Gültigkeit" ohne Bedeutung ist.
5. Ein Universum
blackpride 29.01.2014
unendlich gekrümmt. Aber da hört die Wissenschaft auf. Besser kann man es nicht beschreiben. http://www.youtube.com/watch?v=1Gjr8qZsL8s
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