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Donnerstag, Februar 2, 2023

Wissenschaftler sagen, haarige schwarze Löcher erklären das Hawking-Paradoxon

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Schwarze Löcher entstehen, wenn massereichen Sternen der Treibstoff ausgeht und sie implodieren

Wissenschaftler sagen, dass sie eines der größten Paradoxa der Wissenschaft gelöst haben, das zuerst von Professor Stephen Hawking identifiziert wurde.

Er wies darauf hin, dass sich Schwarze Löcher auf eine Weise verhalten, die zwei grundlegende Theorien miteinander in Konflikt bringt.

Schwarze Löcher sind tote Sterne, die zusammengebrochen sind und eine so starke Schwerkraft haben, dass nicht einmal Licht entweichen kann.

Neue Forschungsergebnisse behaupten, das Paradoxon gelöst zu haben, indem sie zeigen, dass Schwarze Löcher eine Eigenschaft haben, die sie “Quantenhaare” nennen.

„Das Problem wurde gelöst! Professor Xavier Calmet von der University of Sussex, sagte BBC News exklusiv mit großer Genugtuung. Er gehörte zu denen, die die mathematischen Techniken entwickelten, von denen sie glauben, dass sie das Paradoxon lösten.

Im Zentrum des Paradoxons steht ein Problem, das droht, zwei der wichtigsten Theorien der Physik zu untergraben. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass Informationen darüber, was in ein Schwarzes Loch gelangt, nicht herauskommen können, aber die Quantenmechanik sagt, dass dies nicht möglich ist.

Professor Calmet und seine Kollegen sagen, sie hätten gezeigt, dass die Bestandteile des Sterns einen Abdruck im Gravitationsfeld des Schwarzen Lochs hinterlassen.

Die Wissenschaftler nannten den Fingerabdruck „Quantenhaar“, weil ihre Theorie eine frühere Idee namens „No-Hair-Theorem“ ersetzt, die von Professor John Archibald Wheeler von der Princeton University in New Jersey in den 1960er Jahren entwickelt wurde.

Professor Wheeler hat sich diesen Namen ausgedacht, weil er die mathematische Beschreibung eines Schwarzen Lochs vermittelt: eine Entität, die Masse, Spin und Ladung hat, aber keine anderen physikalischen Eigenschaften hat, kahl, wenn man so will.

Professor Calmets “Yes Hair Theorem”, veröffentlicht in der Zeitschrift Briefe zur körperlichen Untersuchung ist revolutionär. Es behauptet, Hawkings Paradoxon zu lösen, das Physiker zutiefst beunruhigt, seit Professor Hawking es in den 1970er Jahren erfunden hat.

Das Paradoxon hat die Möglichkeit aufgeworfen, dass die Quantenmechanik oder die allgemeine Relativitätstheorie fehlerhaft sind, was eine erschreckende Aussicht für theoretische Physiker darstellt, da sie die beiden Säulen sind, auf denen der größte Teil unseres Verständnisses des Universums ruht.

Das “Ja-Haar-Theorem” behauptet, das Paradoxon aufzulösen, indem es die Lücke zwischen der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik überbrückt. Der Begriff des Quantenhaars ermöglicht es, Informationen darüber zu erhalten, was in ein Schwarzes Loch gelangt, ohne eines der wichtigen Prinzipien beider Theorien zu verletzen. Es ist eine einfache und elegante Lösung.

„Aber es wird einige Zeit dauern, bis die Leute es akzeptieren“, sagt Professor Calmet.

Das liegt daran, dass es in der Welt der theoretischen Physik eine große Sache ist.

„Hawking fand das Paradoxon in dem Jahr, in dem ich geboren wurde“, sagt Professor Calmet.

Seitdem haben viele berühmte Physiker auf der ganzen Welt daran gearbeitet und sich einige sehr dramatische Dinge ausgedacht, um es zu erklären, einschließlich einiger, die angedeutet hatten, dass Aspekte der Quantenmechanik falsch seien.

“Es wird also einige Zeit dauern, bis die Leute akzeptieren, dass Sie keine drastische Lösung brauchen, um das Problem zu lösen”, sagte Professor Calmet.

Wenn das “Ja-Haar-Theorem” einer genauen Prüfung standhält, könnte dies der erste Schritt zur Verknüpfung der Relativitätstheorien sein, die die Schwerkraft und die Quantenmechanik betreffen, die sich weitgehend auf die anderen drei Naturkräfte konzentrieren, nämlich Elektromagnetismus und die zwei Kernkräfte. Kräfte.

„Eine der Konsequenzen von Hawkings Paradoxon war, dass die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik unvereinbar waren. Was wir feststellen, ist, dass sie ziemlich kompatibel sind.“

Das Forschungsteam, dem auch Professor Roberto Casadio von der Universität Bologna und Professor Stephen Hsu von der Michigan State University angehören, baute auf der Arbeit von Professor Suvrat Raju vom International Center for Theoretical Sciences, Bengaluru in Indien, auf. Professor Raju glaubt, dass sie gemeinsam Hawkings Paradoxon gelöst haben.

„In den letzten Jahren wurde erkannt, dass das haarlose Theorem aufgrund von Quanteneffekten versagt, und dies löst Hawkings Paradoxon“, sagte er.

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