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Schwarzes Loch: Neu entdeckter Druck erweitert diverse Forschungsfelder

Foto: Getty Images / Aaron Horowitz
Artikel von: Carla Hermel
Forscherinnen und Forscher der Universität Sussex haben nun entdeckt, dass von Schwarzen Löchern ein Quantendruck ausgeht. Diese Erkenntnis ändert einiges in der aktuellen Forschung.

Schon seit langer Zeit entdeckte kein Forscher und keine Forscherin mehr eine neue mechanische Facette von Schwarzen Löchern. Doch nachdem Stephen Hawking 1974 feststellte, dass Wärmestrahlung von ihnen ausgeht, wurde an der Universität in Sussex nun etwas Neues entdeckt: Von einem Schwarzen Loch geht ein sogenannter Quantendruck aus.

Schwarze Löcher: Die wichtigsten Fakten zu den mysteriösen Riesen
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Schwarzes Loch: Wie wurde der Druck entdeckt?

Die Studie der Universität Sussex umfasst nur klassische Schwarze Löcher (sogenannte Schwarzschild Löcher), die weder rotiert noch geladen sind. Eines Tages stießen sie bei ihren Berechnungen auf einen mathematischen Ausreißer, dem nachgegangen werden musste.

Schon im Dezember 2020 lagen die Ergebnisse auf den Tischen der Universität, doch diese entsprachen nicht dem, was erwartet wurde. Bei einer Diskussion am Weihnachtstag dämmerte dann die Erkenntnis: Der mathematische Ausreißer verhält sich wie eine Art Druck. Diese Theorie wurde anschließend noch mehrfach überprüft, berechnet, letztendlich bestätigt und am 9. September 2021 Publik gemacht.

Folkert Kuipers und Professor Xavier Calmet erforschen nun den Quantendruck in der Abteilung für Physik und Astronomie der Universität und waren verblüfft über die bahnbrechende Entdeckung. Ihnen zufolge führt die Quantengravitation in manchen Fällen zu einem Druck, ausgehend von den schwarzen Löchern.

Inwiefern verändert der Druck der schwarzen Löcher die Forschung?

Bisher wurde in der Forschung angenommen, dass schwarze Löcher inaktiv bzw. untätig sein, da es sich um Sterne am Ende ihres Sterbeprozesses handelt. Die neue Entdeckung spricht nun dafür, dass das thermodynamische System schwarzer Löcher weitaus komplexer ist, als bisher vermutet wurde.

Das Team schreibt zudem: "Unsere Arbeit ist ein Schritt in diese Richtung, und obwohl der Druck, den das von uns untersuchte Schwarze Loch ausübt, winzig ist, eröffnet die Tatsache, dass es vorhanden ist, viele neue Möglichkeiten, die das Studium der Astrophysik, Teilchenphysik und Quantenphysik umfassen."

Hoffnung auf neue Beschreibung schwarzer Löcher

Rund um schwarze Löcher und das Universum im allgemeinen herrschen viele Theorien. Einsteins Relativitätstheorie beispielsweise ist mit der neuen Entdeckung an sich nicht vereinbar, dennoch äußert die Universität Sussex sich hoffnungsvoll.

"Betrachtet man Schwarze Löcher nur innerhalb der Allgemeinen Relativitätstheorie, kann man zeigen, dass sie in ihren Zentren eine Singularität haben, an der die Gesetze der Physik, wie wir sie kennen, zusammenbrechen müssen. Es besteht die Hoffnung, dass wir, wenn die Quantenfeldtheorie in die Allgemeine Relativitätstheorie integriert wird, eine neue Beschreibung von Schwarzen Löchern finden können."

Die Entdeckung des Quantendrucks sei ein Ergebnis der Spitzenforschung der Universität Sussex und werfe ein neues Licht auf auf die Quantennatur schwarzer Löcher, berichtet die Universität selbst.

Quantendruck: Futter für weitere Theorien und Paralleluniversen

Dass nun bekannt ist, das schwarze Löcher einen Quantendruck auslösen können, beeinflusst viele weitere Theorien rund um das Universum.

The Next Web geht sogar so weit, diese in einen Zusammenhang mit der Existenz eines Paralleluniversums zu stellen. Bisher wurde angenommen, dass nichts der Singularität ausweichen kann, doch das gilt eventuell nicht für Quantendruck. Diese Theorie wiederum stützt einige Annahmen, die ein Paralleluniversum mit weißen Löchern vermuten.

Andere Theorien hingegen gehen schon länger davon aus, dass in schwarzen Löchern ganze Universen verborgen sind. Außerdem wurde vor einigen Monaten ein Fehler in Stephen Hawkings Forschung zu schwarzen Löchern entdeckt.

Quellen: "Quantum gravitational corrections to the entropy of a Schwarzschild black hole" (Physical Review D), SciTechDaily, The Next Web

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