Wenn Sie nicht denken, dass „Schwarze Löcher komisch sind“, hier sind einige Neuigkeiten: Im Jahr 2018 berechnete ein Team von Mathematikern, dass einige Schwarze Löcher in einem expandierenden Universum wie dem unseren „den Reset-Knopf drücken“ könnten, um ihren Inhalt zu löschen die Vergangenheit und verwandeln die Zukunft in ein riesiges Fragezeichen. Wie genau es aus Sicht des Betrachters aussehen wird, weiß noch niemand. Aber wenn sich das bewahrheitet, dann bekommen wir vielleicht endlich eine Lösung für eine der größten Fragen der modernen Kosmologie.
Wenn wir den Gesetzen der Physik folgen, dann wird die gesamte Masse des kollabierten Sterns auf einen verschwindend kleinen Punkt namens zusammengedrückt Singularität. Das ist ein bisschen so, als würde man sagen, dass es Raumvolumen gibt, die Geheimnisse vor dem Rest des Universums enthalten, Orte, an denen die Physik selbst auseinanderfällt. Um diese Lücke zwischen dem regelbasierten Universum, wie wir es kennen, und diesen Schwarzen Löchern zu schließen, verwenden Physiker etwas, das sie nennen Weltraumzensur.
Diese Zensur ist von zweierlei Art.
Einer schlägt vor, dass es innerhalb von Schwarzen Löchern eine Barriere gibt – tiefer als der Ereignishorizont, von dem viele gehört haben – jenseits dessen sich die Physik effektiv aufhebt und nichts vorhergesagt werden kann. Diese Barriere schottet diese problematischen Singularitäten bequem vom Rest von Raum und Zeit ab und verhindert, dass ihre Gesetzlosigkeit zu einem dringenden Problem wird.
Unterdessen bewahrt eine stärkere Version der kosmischen Zensur heilig die Vorstellung, dass es keine physische Gesetzlosigkeit gibt. Also ist es notwendig, diese Barriere verschwinden zu lassen und es der Physik zu ermöglichen, in der einen oder anderen Form glücklich weiterzumachen. Peter Hintz, Mathematiker an der University of California in Berkeley, bezweifelt die zweite Version. Hinz und sein Team untersuchten hypothetische, nicht rotierende, geladene Objekte, die sogenannten Reissner-Nordström-de-Sitter-Schwarzen Löcher. Theoretisch müssten solche Schwarzen Löcher eine sogenannte Barriere haben Der Cauchy-Horizont. Jenseits von Cauchys Horizont, in dieser verdrehten Landschaft, gibt es keine Ursache und Wirkung, und Zeit und Raum verschwimmen nahtlos zu einem unendlichen Moment.
Befürworter starker kosmischer Zensurmodelle argumentieren, dass diese Horizonte bei der geringsten Abweichung in der Anziehungskraft des kollabierenden Sterns durch die Singularität zerstört werden. Dies sollte Cauchy-Horizonte zugunsten starker kosmischer Zensurmodelle ausschließen. Eine Studie aus dem Jahr 2018 zeigt, wie die beiden Phänomene auch unter solchen Störungen technisch weiter koexistieren könnten, aber nur, wenn sich das Universum um das Schwarze Loch mit einer Beschleunigung wie der unseren ausdehnt.
Die Begründung für diese Schlussfolgerung ist ziemlich komplex, aber hier ist die Kurzversion.
Aufgrund ihrer Ladung haben Reissner-Nordström-de-Sitter-Schwarze Löcher bereits einen kleinen inneren Schub, der der schrecklichen Anziehungskraft der Schwerkraft widersteht und ihren zeit- und raumverzerrenden Effekten subtil entgegenwirkt. In der Zwischenzeit setzt ein expandierendes Universum wie das unsere der Beugung der Physik um die Singularität zeitliche und energetische Grenzen. Die Kombination dieser beiden Effekte würde dem Cauchy-Horizont einen gewissen Schutz bieten und uns sowohl eine physisch verheerende Singularität als auch einen unendlichen Moment jenseits der Grenze ohne Wiederkehr geben. In dieser seltsamen Zone werden Objekte von ihrer Vergangenheit getrennt und haben keine eindeutige Zukunft. Das Überqueren dieser Zone würde bedeuten, dass Sie nie mehr zurückkommen könnten, aber Sie würden auch nicht in Stücke gerissen werden.
Wenn Sie nicht wissen, wie es ist, seien Sie versichert – Forscher sind sich auch nicht sicher.
Physiker und Teammitglied Joan Costa von der Universität Lisboa in Portugal erläuterte dies anhand eines bekannten Themas. „Wenn wir an Schrödingers Katze denken, wissen wir, dass wir die Wahrscheinlichkeit zuordnen können, dass die Katze gleichzeitig lebt und tot ist“, sagt Cardoso zu Esun Cartledge. „Aber wenn die Katze in den Cauchy-Horizont fallen würde, könnten wir diese Wahrscheinlichkeiten nicht einmal berechnen.“ Das macht die Seltsamkeit eines Schwarzen Lochs noch seltsamer als den Wahnsinn der Quantenmechanik. Und das ist schon etwas.
Da Reissner-Nordström de Sitter-Schwarze Löcher anscheinend gar nicht existieren, ist die Übung philosophisch und macht die Hypothese nutzlos. Die Mathematik funktioniert immer noch für typische neutral geladene Schwarze Löcher und kann sogar in Gravitationswellen von kollidierenden Schwarzen Löchern gesehen werden. In diesem Fall werden wir endlich einen ersten Blick auf jene Teile des Universums werfen, in denen die Geheimnisse für immer weggesperrt sind.
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