Schwarze Löcher: Alles, was Sie denken, Sie wissen ist falsch

Wenn die meisten Menschen eine Sache über schwarze Löcher kennen, wissen sie wahrscheinlich, dass nichts von ihnen, nicht einmal Licht entkommen kann.

Doch diese grundlegende Lehre über schwarze Löcher hat tatsächlich wurde widerlegt durch die Theorie der Quantenmechanik, erklärt, dass theoretische Physiker Edward Witten des Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, in einem Essay heute online (Aug. 2) veröffentlicht in der Zeitschrift Science.

Schwarze Löcher in das klassische Bild der Physik, sind unglaublich dichten Objekten, wo Raum und Zeit so verzogen sind, dass nichts aus ihrem gravitativen Griff zu entkommen. In eine weitere Abhandlung in der gleichen Ausgabe von Science beschreibt theoretischer Physiker Kip Thorne von Caltech sie als "Objekte vollständig hergestellt und ausschließlich aus Raumzeit gekrümmten."

Doch scheint dieses Grundbild die Gesetzen der Quantenmechanik widersprechen die kleinsten Elemente des Universums bestimmen.

"Was man vom klassischen Gravitationstheorie und was jeder versteht, über ein schwarzes Loch ist auch, dass es alles, was in der Nähe aufnehmen kann, aber es kann nicht alles ausgeben." Aber die Quantenmechanik erlaubt nicht, ein solches Objekt vorhanden sein, "sagte Witten in dieser Woche Wissenschaft Podcast.

In der Quantenmechanik wenn eine Reaktion möglich ist, ist die entgegengesetzte Reaktion auch möglich, Witten erklärt. Prozesse müssen rückgängig gemacht werden. So, wenn eine Person durch ein schwarzes Loch, ein etwas schwerer schwarzes Loch verschluckt werden kann, sollte ein schweres Schwarzes Loch möglicherweise ausspucken eine Person und eine etwas hellere schwarzes Loch. Doch soll nichts um von schwarzen Löchern zu entkommen. [Fotos: schwarze Löcher des Universums]

Um das Dilemma zu lösen, sah Physiker die Idee der Entropie, eine Messung der Störung oder Zufälligkeit. Die Gesetze der Thermodynamik erklären, dass in der makroskopischen Welt, es unmöglich ist, die Entropie des Universums zu reduzieren – es kann nur erhöhen. Wenn eine Person in ein schwarzes Loch fallen, würde die Entropie erhöhen. Wenn die Person wieder aus ihm heraus knallen, würde die universelle Entropie-Bilanz eingehen. Aus dem gleichen Grund kann Wasser aus einer Tasse auf den Boden verschüttet, aber es wird nicht vom Boden fließen in eine Tasse.

Dieses Prinzip scheint zu erklären, warum der Prozess der Materie in ein schwarzes Loch fallen kann nicht rückgängig gemacht werden, doch es gilt nur auf makroskopischer Ebene.

Der Physiker Stephen Hawking erkannte, dass bekanntlich auf der mikroskopischen, mechanische Quantenebene Dinge kann Flucht aus schwarzen Löchern. Er sagte voraus, dass schwarze Löcher spontan Partikel emittieren wird in einem Prozess synchronisiert er Hawking-Strahlung. So widerlegt Quantenmechanik einer der Grundpfeiler der schwarzen Löcher: das nichts entgeht.

"Obgleich ein schwarzes Loch ein Astronaut oder einen Tisch oder einen Stuhl, in der Praxis nie ausstrahlen wird es auf jeden Fall ein gewöhnlicher Elementarteilchen oder ein Atom abgeben kann," erklärte Witten.

Wissenschaftler müssen jedoch noch Hawking-Strahlung zu beobachten.

"Leider die üblichen astrophysikalischen schwarzen Löcher, gebildet von stellaren Zusammenbruch oder in den Zentren von Galaxien, sind viel zu groß und zu weit entfernt für ihre mikroskopische Details relevant sein" Witten schrieb.

Wittens Essay ist eine der fünf neue Papiere in der Wissenschaft diese Woche fasst den Forschungsstand schwarzes Loch.

Diese Geschichte wurde zur Verfügung gestellt von SPACE.com , eine Schwester-site zu LiveScience. Clara Moskowitz auf Twitter folgen @ClaraMoskowitz oder SPACE.com @Spacedotcom. Wir sind auch auf Facebook & Google +.