So seltsam es auch klingen mag, Schwarze Löcher scheinen Hologramme zu sein.
In den 1980er Jahren konnte der Physiker Jacob Bekenstein genau berechnen, wie stark ein Schwarzes Loch wuchs. Wenn man einem Schwarzen Loch eine einzelne Information hinzufügt, vergrößert sich seine Oberfläche um genau eine Planck-Einheit.
Eine Planck-Länge ist die kleinstmögliche messbare Distanz, etwa 10-35 Meter, und ist wichtig, weil sie genau in der Größenordnung liegt, in der unser Verständnis der Physik völlig zusammenbricht. Insbesondere auf dieser Skala glauben wir, dass wir eine Quantentheorie der Schwerkraft benötigen, um zu verstehen, was vor sich geht. Eine Planck-Fläche ist das Quadrat dieser Länge, und um diesen Betrag wächst ein Schwarzes Loch. Es hätte buchstäblich jede andere Zahl im Kosmos sein können, aber stattdessen ist es diese spezielle.
Wenn wir einem Schwarzen Loch Informationen hinzufügen, reagiert es anders als jedes andere System im Kosmos auf eine einzigartige Weise der Quantengravitation.
Es scheint, als ob die in ein Schwarzes Loch eindringende Information mehr an seine Oberfläche als an sein Volumen gebunden ist. Seine zweidimensionale Oberfläche. Alle Informationen, die wir in den Ereignishorizont einfließen lassen, scheinen dort zu bleiben und direkt auf diese Informationen zu reagieren. Es scheint, als würden wir alle dreidimensionalen Informationen darüber, was in Schwarzen Löchern entstanden ist und was in sie gefallen ist, auf ihren zweidimensionalen Oberflächen kodieren.
Es scheint, als wären Schwarze Löcher Hologramme.
Was in aller Welt haben Schwarze Löcher mit Hologrammen zu tun? Warum funktionieren die einzigen zugänglichen Orte im Universum, an denen sich Quantenmechanik und Schwerkraft treffen – nämlich die Ereignishorizonte von Schwarzen Löchern – kontraintuitiv, da ihre Oberflächen stärker auf Informationen reagieren als ihr Volumen? Die Natur versucht uns etwas zu lehren, aber wir können die Lektion nur in einem schwachen Flüstern erkennen.
Nehmen wir also die Hand der Natur und sehen, wohin dieser Weg führt. Wenn Schwarze Löcher Hologramme und Schwarze Löcher manifestierte Quantengravitation sind, dann beginnen wir vielleicht durch ein verschwommenes und sich verschiebendes Glas wie Galileo, als er seine selbstgesponnene Optik zum ersten Mal auf den Himmel richtete, undeutlich zu erkennen, dass es eine Quantentheorie der Schwerkraft geben muss Holographischer Natur sein, und diese Holographie hat ungeheuer starke Auswirkungen nicht nur darauf, wie wir die arkane mathematische Physik betrachten, sondern auch auf das Ausmaß der Realität selbst.
Dies ist die Argumentation hinter dem holographischen Prinzip und einer Aussage, die nicht mehr als drei Wörter enthält und unser Verständnis von Raum, Zeit, Materie und Energie völlig dezimiert: Wir leben in einem Hologramm.
Die nächste und vielleicht letzte Gravitationsrevolution steht vor der Tür. Es beginnt mit der Beobachtung, dass Schwarze Löcher Regionen maximaler Entropie im Universum sind und dass ihr Informationsverbrauch dazu führt, dass ihre Oberfläche und nicht ihr Volumen proportional wächst. Und es endet mit einem völlig neuen Verständnis der Schwerkraft.