Forscher in Dresden simulieren Schwarzes Loch – sie wollen Stephen Hawkings Theorie beweisen

Albert Einstein beschrieb die Existenz von Schwarzen Löchern mathematisch, aber seine Berechnung war falsch. Die Vorstellung, dass es Orte im Universum geben könnte, an denen die Schwerkraft so stark ist, dass weder Partikel noch Strahlung wie Licht jemals entkommen können, schien ihm unglaublich. Aber Einstein lag falsch. Viele Forscher nach ihm zeigten, dass Schwarze Löcher wirklich existieren. Kürzlich gelang es Astronomen mit Hilfe von Radioteleskopen sogar, die Linien des zentralen Schwarzen Lochs in der Milchstraße zu fotografieren. Nun haben Dresdner Forscher ein theoretisches Konzept entwickelt, wie sich einige Eigenschaften dieser mysteriösen Objekte im Labor untersuchen lassen.

Was auch immer den Ereignishorizont passiert, bleibt für immer im Schwarzen Loch gefangen

Schwarze Löcher sind eine Ansammlung massiver Massen in einem kleinen Punkt. Dadurch entsteht eine massive Anziehung, da Materie andere Materie anzieht, nach der gängigen Beschreibung der Schwerkraft (oft auch Gravitation genannt). Tatsächlich zieht Materie nach der vielfach bewiesenen Relativitätstheorie Einsteins keine andere Materie an. Stattdessen verformt Masse den umgebenden Raum und sorgt so dafür, dass andere Masse gegen Masse gestellt wird. Die massive Massenkonzentration in einem Schwarzen Loch wiederum verformt den umgebenden Raum zu einer Art tiefen Trichter, in dem alles gefangen ist, was den Ereignishorizont überschreitet.

Auch Lesen :  Alph, Brittany, Charly & Koppaite-Raumanzug-Deko in Pikmin Bloom ab dem 15. November • Nintendo Connect

Stellen Sie sich den Ereignishorizont als den Rand eines Wasserfalls vor. Je näher das Wasser am Rand ist, desto schneller fließt es. Kommt der Fisch zu nah an die Kante, kann er nicht mehr schnell genug schwimmen und wird zu Boden gezogen. Daher ist der Ereignishorizont eine Grenze, jenseits derer etwas unweigerlich in die Grube fallen muss und nicht entkommen kann. Allerdings dürften die Phänomene der Quantenphysik, also der Physik der kleinsten Teilchen im Universum, zu einem seltsamen Effekt in dieser Grenze führen, der sogenannten Hawking-Strahlung.

Auch Lesen :  Wie energiesparend und nachhaltig arbeiten Wissenschaft und Forschung?

Dresdner Physiker wollen die Wirkung der Hawking-Strahlung im Labor simulieren

In der Welt der Quanten gibt es viele Phänomene, die so unglaublich erscheinen wie Schwarze Löcher. So tauchen überall im Universum ständig Paare sogenannter Quanten auf, die miteinander verschränkt sind. Beide Teile des Paares kollidieren meist sofort, heben sich gegenseitig auf und verschwinden so wieder. Am Rand eines Schwarzen Lochs kann es jedoch vorkommen, dass ein Teil des Quantenpaars hinter den Ereignishorizont fällt und daher gezwungen ist, in das Loch zu fallen. In diesem Fall strahlt nach der Idee des Physikers Stephen Hawking der andere Teil des Paares in Form einer kleinen Wärmemenge aus dem Loch.
Was Quantenverschränkung bedeutet und wie Kommunikation damit verschlüsselt wird, haben wir hier anhand von Forschungen in Jena und hier mit praktischen Experimenten in Dresden erklärt.

Auch Lesen :  Nasa-Mission "Artemis 1" erstmals nah am Mond vorbeigeflogen | Freie Presse

Aber in Wirklichkeit wurde diese Strahlung nie gemessen. Das nächste Schwarze Loch im Weltraum ist zu weit entfernt und seine Strahlung ist zu klein, um von Instrumenten von der Erde erfasst zu werden. Doch Dresdner Physiker haben jetzt eine Idee, wie man die von Hawking vorhergesagten Effekte im Labor simulieren kann. Wenn diese Idee mit einem Experiment in der Praxis überprüft werden kann, könnte dies eine Möglichkeit sein, die Lücke zu schließen, die bisher zwischen Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie und der Quantenphysik bestanden hat.

Source

Leave a Reply

Your email address will not be published.

In Verbindung stehende Artikel

Back to top button