Forscher haben möglicherweise das berühmte Schwarze-Loch-Paradoxon von Professor Stephen Hawking gelöst – ein Rätsel, das Wissenschaftler seit fast einem halben Jahrhundert verwirrt.
Laut zwei neuen Studien ist etwas namens „Quantenhaar“ die Antwort auf das Problem.
In der ersten Arbeit, veröffentlicht in der Zeitschrift Briefe zur körperlichen Überprüfungzeigten Forscher, dass Schwarze Löcher komplexer sind als ursprünglich angenommen und Gravitationsfelder haben, die Informationen darüber enthalten, wie sie entstanden sind.
Die Forscher zeigten, dass Materie, die in ein Schwarzes Loch kollabiert, eine Markierung in ihrem Gravitationsfeld hinterlässt – einen Abdruck, der als „Quantenhaar“ bezeichnet wird.
In einem Folgepapier, das in einer separaten Zeitschrift veröffentlicht wurde, Physikbriefe Bsagten Professor Xavier Calmet von der School of Mathematical and Physical Sciences der University of Sussex und Professor Stephen Hsu von der Michigan State University, dass Quantenhaare Hawkings Black Hole Information Paradox auflösen.
1976 schlug Hawking vor, dass Schwarze Löcher beim Verdampfen Informationen darüber zerstören, was sie geformt hat.
Diese Idee widerspricht einem Grundgesetz der Quantenmechanik, das besagt, dass jeder Prozess in der Physik mathematisch umgekehrt werden kann.
In den 1960er Jahren prägte der Physiker John Archibald Wheeler den Mangel an beobachtbaren Merkmalen von Schwarzen Löchern jenseits ihrer Gesamtmasse, ihres Spins und ihrer Ladung und prägte den Ausdruck „Schwarze Löcher haben keine Haare“ – bekannt als das No-Hair-Theorem.
Das neu entdeckte „Quantenhaar“ bietet jedoch eine Möglichkeit, Informationen zu erhalten, wenn ein Schwarzes Loch kollabiert, und löst damit eines der berühmtesten Dilemmas der modernen Wissenschaft, sagen Experten.
Prof. Calmet sagte: „Schwarze Löcher gelten seit langem als perfektes Labor, um zu untersuchen, wie Einsteins allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik zusammengeführt werden kann.
„In der wissenschaftlichen Gemeinschaft wurde allgemein angenommen, dass die Auflösung dieses Paradoxons einen großen Paradigmenwechsel in der Physik erfordern würde, der die potenzielle Neuformulierung entweder der Quantenmechanik oder der Allgemeinen Relativitätstheorie erzwingt.
„Was wir herausgefunden haben – und ich finde es besonders aufregend – ist, dass dies nicht notwendig ist.“
Roberto Casadio, Professor für Theoretische Physik an der Universität Bologna, erläuterte die Entdeckung des „Quantenhaars“ wie folgt: „Ein entscheidender Aspekt ist, dass Schwarze Löcher durch den Kollaps kompakter Objekte entstehen und dann gemäß der Quantentheorie Es gibt keine absolute Trennung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Schwarzen Lochs.
„In der klassischen Theorie fungiert der Horizont als perfekte Einwegmembran, die nichts herauslässt, und das Äußere ist daher für alle Schwarzen Löcher einer bestimmten Masse gleich. Dies ist das klassische No-Hair-Theorem“, fügte Casadio hinzu .
„In der Quantentheorie beeinflusst jedoch der Zustand der Materie, die kollabiert und das Schwarze Loch bildet, weiterhin den Zustand des Äußeren, wenn auch auf eine Weise, die mit den gegenwärtigen experimentellen Grenzen vereinbar ist. Dies ist als „Quantenhaar“ bekannt .'“
Xavier Calmet et al., Informationen zu Quantenhaaren und Schwarzen Löchern, Physikbriefe B (2022). DOI: 10.1016/j.physletb.2022.136995
Xavier Calmet et al, Quantum Hair from Gravity, Briefe zur körperlichen Überprüfung (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.111301
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