Wie das Universum funktioniert, ist schon immer ein einziges großes Rätsel gewesen. Doch Forscher*innen begannen in unermüdlicher Arbeit, die unendlichen Weiten zumindest theoretisch zu erkunden. Gerade um das schwarze Loch gibt es allerdings immer noch zahllose Unklarheiten. Eine davon ist möglicherweise nun aufgeklärt.

Schwarzes Loch: Das verwirrte die größten Köpfe

Sterne haben eine endliche Lebensdauer. Wenn sie ihren Brennstoff, der aus Wasserstoff besteht, nach und nach verbraucht haben, gibt es zwei Möglichkeiten für ihr Ende. Entweder, sie fallen in sich zusammen und werden zu einem „Weißen Zweg“, oder sie blähen sich buchstäblich bis zum Platzen auf, also einer sogenannten „Supernova“. Die Folge einer solchen Supernova ist dann meist ein schwarzes Loch. Dieses zeichnet sich vor allem durch eine Qualität aus: Es saugt alles in der Umgebung in sich selbst hinein.

Früherer Forschung zufolge kann alles, was mit einem schwarzen Loch zu tun hat, sich nur in eine Richtung bewegen, nämlich hinein. Nichts soll der Grenze, dem „Ereignishorizont“, wieder entfliehen können. Doch Stephen Hawking, der legendäre Astrophysiker, fand 1976 heraus, dass die düsteren Giganten immer wieder kleine Mengen radioaktiver Strahlung abstoßen würden. Das gehe so weit, dass sie mit der Zeit sogar wieder verschwänden.

Das daraus resultierende Problem ist heute bekannt als das „Informationsparadoxon eines schwarzen Loches“. Wenn alles, was von einem der Löcher eingesogen wird, nur in eine Richtung fließen kann, diese sich aber nach und nach auflösen, was geschieht dann mit der Information, die von Materie und Strahlung getragen wird? Nach außen dringt sie jedenfalls nicht. Ein Forschungsteam der Caltech-Universität meint nun, das Paradoxon auflösen zu können, wie Live Science berichtet.

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So könnte die Lösung aussehen

Ihrer Ansicht nach bilden die einfließenden Ströme aus Materie und Strahlung eine Verbindung mit den Raum-Zeit-Strömen, die das schwarze Loch umgeben. Darin ergäben sich dann kleine Störungen, die die Informationen weitertragen würden. Wenn Materie und Strahlung dann im Loch verschwinden, bleibt der Studie der Forscher*innen zufolge die Information im Orbit des dunklen Himmelskörpers gespeichert.

Die Gravitationswellen, welche regelmäßig von einem schwarzen Loch ausgehen, werden im Anschluss ebenfalls mit den gespeicherten Informationen aufgeladen, in Form kleiner Signaturen, die sich in den Wellen schon jetzt messen lassen. Um dies noch genauer aufnehmen zu können, arbeitet das Forschungsteam bereits an neuen Messinstrumenten. Diese könnten die aufgestellte Theorie dann final be- oder widerlegen.

Quellen: Live Science, „Gravitational-wave signatures of non-violent non-locality“ (Cornell University, 2024)

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