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Gravitationsphysik : Nackte Singles sind leider nicht sehr stabil

“Joshis Resultate sind nicht unplausibel“, sagt Claus Kiefer von der Universität Köln, der ebenfalls gut ohne kosmische Zensur leben könnte. An der hänge man einerseits, weil der berühmte Penrose diese Hypothese formuliert habe. „Andererseits können bei der Existenz von Nackten Singularitäten Dinge ,aus dem Nichts’ entstehen, was sich nicht beschreiben lässt und Unbehagen erzeugt. Meiner Meinung nach müsste eine Theorie der Quantengravitation sagen können, ob es Nackte Singularitäten gibt und was sie für Eigenschaften haben.“

Wenn die Quantengravitation kommt, wird alles gut

Tatsächlich glaubt selbst Roger Penrose nicht, dass eine Gravitations-Singularität wirklich eine Singularität im mathematischen Sinne ist, bei der irgendwelche physikalischen Größen wie die Raumzeitkrümmung unendlich werden, auch wenn dies aus Einsteins Theorie folgt. Vielmehr sollten hier Bedingungen herrschen, für die eine neue, noch unbekannte Theorie gilt, die neben der Gravitation auch die Quantennatur der Welt berücksichtigt. Dafür gibt es heute etliche Ansätze, unter denen die sogenannte Stringtheorie und die Schleifen-Quantengravitation die bekanntesten sind.

Wenn es Nackte Singularitäten gibt und man im Universum welche fände, würde das den Theoretikern sehr helfen. Denn Nackte Singularitäten müssten aufgrund der enormen Raumkrümmung in ihrer unmittelbaren Umgebung intensiv leuchten. „Und die Details des Spektrums dieses Lichts wären stark davon abhängig, welche Quantengravitationstheorie gilt“, sagt Pankaj Joshi. String- und Schleifentheorie etwa würden jeweils zu erkennbar unterschiedlichen Spektren führen, wenn sich die denn beobachten ließen. „Das wäre tatsächlich äußerst lohnend“, findet auch Claus Kiefer.

Die physikalische Realität scheint sie nicht zu mögen

Andere Forscher allerdings halten die Hoffnung für unbegründet, sehen sie doch zahlreiche Hinweise darauf, dass da tatsächlich eine kosmische Zensur den Physikern den Blick auf die erregenden Singularitäten verwehrt. Bernard Schutz etwa, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Golm, leugnet keineswegs, dass es Rechenmodelle gibt, die zu Nackten Singularitäten führen. „Doch die sind sehr speziell. Ändert man den Prozess, in dem sie sich formen, ein klein wenig, bekommt man keine Nackte Singularität mehr.“

„Das sind sicher gültige Lösungen der Gleichungen,“ sagt Schutz. „Doch sie sind nicht stabil genug, um in der realen Welt zu existieren“. Er gibt ein Beispiel: „Die meisten Sterne, die zu schwarzen Löchern kollabieren, würden Nackte Singularitäten ergeben, wenn sie dabei ihren Drehmoment behielten. Wir glauben aber nicht, dass das passiert. In allen Simulationen, die bisher gerechnet wurden, lassen sie sehr viel Drehmoment in einer Materiescheibe zurück. Der Prozess, in dem sich ein schwarzes Loch bildet, scheint die Bildung einer Nackten Singularität einfach nicht zu mögen.“

Doch auch für Schutz ist die Debatte damit nicht beendet. Mögliche Fortschritte könnten Beobachtungen von Gravitationswellen bringen, Erschütterungen der Raumzeit, die nach Einsteins Theorie unter anderem durch Kollision und Verschmelzung zweier schwarzer Löcher verursacht werden und sich mit Lichtgeschwindigkeit durch das All ausbreiten. Mit einem geplanten weltraumgestützten Detektor würden sie messbar. „Wir wissen, was für Gravitationswellen zu erwarten sind, wenn die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher so abläuft wie in unseren Simulationen“, sagt Schutz. „Wenn wir was anderes sehen, könnte das ein Hinweis auf eine Nackte Singularität sein.“ Das Gravitationswellen-Signal eines, wenn auch nur kurzlebigen, quantengravitativen Nackedeis wäre dann eines der heißesten Cover, das Nature oder Science je hatte.

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