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Stephen Hawkings Kosmos : Abschied vom Schwarzen Loch?

Gravitationstango von zwei Schwarzen Löchern. Bild: Nasa

Der britische Physiker Stephen Hawking schafft in einem kurzen Artikel unsere Vorstellung von Schwarzen Löchern ab. Der Schritt ist radikal. Damit kann er aber die Welt der Quantenphysik mit der Relativitätstheorie versöhnen.

          2 Min.

          Stephen Hawking ist bekannt für seine genialen, aber mitunter auch  ausgefallenen Ideen, die nicht selten große Debatten unter Astrophysikern und Kosmologen auslösen. Der britische Physiker, der bis 2009 den Lucasischen Lehrstuhl für Mathematik an der Universität Cambridge innehatte, hat aber anders als so mancher Kollege keine Schwierigkeiten damit, seine Thesen zurückzunehmen, wenn er eines Besseren belehrt wird oder zu gegenteiligen Einsichten gelangt ist. Legendär ist seine verlorene Wette mit John Preskill vom California Institute of Technology in Pasadena über den Informationsverlust in Schwarzen Löchern – Hawkings Lieblingsobjekten.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Nun hat Stephen Hawking ein weiteres Mal eine radikale Kehrtwende vollzogen: Er stellt den sogenannten Ereignishorizont infrage – jene imaginäre Grenzfläche in der Raumzeit, die Schwarze Löcher von ihrer Umgebung trennt. Jenseits des Ereignishorizonts gibt es für Materie und selbst für einen Lichtstrahl kein Zurück mehr. Der Lichtstrahl wird vom Schwarzen Loch für immer verschluckt, laut der Allgemeinen Relativitätstheorie.

          Der britische Astrophysiker Stephen Hawking

          Die Argumente für seine These präsentiert Hawking jetzt in einem knapp vierseitigen Artikel, der auf der Online-Datenbank arXiv für jedermann nachzulesen ist. „Information Preservation and Weather Forecasting for Black Holes“ lautet der etwas kryptische Titel, der übersetzt etwa „Bewahrung von Informationen und Wettervorhersage für Schwarze Löcher“ lautet. Hawkings Gedankengänge sind allerdings mir Vorbehalt zu genießen, denn der Artikel ist von unabhängiger Seite noch nicht begutachtet und bewertet, also noch in keiner Zeitschrift veröffentlicht worden.

          Das Paradoxon mit der Feuerwand

          Dass Hawking die Existenz des Ereignishorizonts infrage stellt, ist ein radikaler Schritt, mit dem er ein Paradoxon zu lösen versucht, das ihn seit einiger Zeit beschäftigt. Es geht um das sogenannte Firewall-Paradoxon. Vor zwei Jahren zeigte der Stringtheoretiker Joe Polchinski von der University of California in Santa Barbara, dass ein hypothetischer Astronaut, der in das Schwarze Loch stürzt, beim Passieren des Ereignishorizonts auf eine Feuerwand aus energiereichen Photonen treffen und darin verbrennen würde. Dadurch würde der Informationsverlust vermieden werden, der infolge der Hawking-Strahlung – ein Schwarzes Loch strahlt Energie ab aufgrund der quantenmechanischen Vakuumfluktuationen am Ereignishorizont – unweigerlich auftreten würde. Ein Energieverlust darf es laut Quantentheorie jedoch nicht geben. Allerdings entsteht auch durch die Feuerwand ein neues Dilemma, das im Widerspruch zur Relativitätstheorie steht: Denn ein frei fallender Beobachter sollte selbst gar nicht merken, dass er den imaginären Ereignishorizont passiert.

          Unversöhnliches wieder im Einklang

          Um den Konflikt zu lösen und Quantenphysik und Relativitätstheorie miteinander zu versöhnen, verzichtet Hawking nun auf die bisherige Definition des Ereignishorizonts und führt einen „scheinbaren Horizont“ ein. Materie und Licht würden, wenn beide diese Grenzfläche in Richtung Schwarzes Loch  passiert hätten, nur zeitweilig festgehalten. Die Informationen  würde dadurch nicht verloren gehen, so die Vorstellung von Hawking. 

          Die gefräßigen Monster wären dann aber gar keine stabilen Objekte mehr, wovon man bislang ausgeht. Sie könnten sich verändern und sogar auflösen. „Das Fehlen des Ereignishorizonts bedeutet, dass es keine Schwarzen Löcher gibt – im Sinne eines Systems, aus dem Licht nicht in die Unendlichkeit entkommen kann“, schreibt Hawking provokant in seinem Artikel. Es gäbe aber scheinbare Horizonte, hinter denen die Schwarzen Löcher Materie und Licht nur für bestimmte Zeit festhielten. Der Aufsatz beruht auf einem Vortrag, den Hawking im August des vergangenen Jahres  am Kalvi_Institut für Theoretische Physik in Santa Barbara per Skype gehalten hat und der  als Videostream festgehalten wurde. Hawkings These hat bereits zu einer Debatte unter Astrophysikern geführt, wie der Nachrichtendienst der Zeitschrift „Nature“ berichtet.

          Für alle, die ihre wohlvertraute Vorstellung von Schwarzen Löchern bedroht sehen, hier der Trost: Experimentell nachweisen, wer nun Recht hat, wird man kaum können, da man die gefräßigen Monster, von denen eines im Zentrum der Milchstraße sitzt, nicht direkt beobachten kann.

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