Quanten-Thermodynamik

Schwarze Löcher sind vielleicht nicht, was wir dachten

Robert Klatt

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Extrem kompakte Objekte (ECO) und traditionelle Schwarze Löcher könnten identische thermodynamische Eigenschaften besitzen, egal ob sie einen Ereignishorizont haben. Dieser Erklärungsansatz beseitigt die Notwendigkeit der Singularität und stellt die physikalischen Gesetze wieder her.

Utica (U.S.A.). Ein zentrales Problem der modernen theoretischen Physik liegt darin, zu verstehen, was ein Schwarzes Loch ist. Die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein impliziert, dass ein Schwarzes Loch ein Objekt mit einem Horizont ist, hinter dem Ereignisse nicht durch einen äußeren Beobachter beeinflusst werden können und eine Singularität in seinem Kern besitzt, also einen Punkt, bei dem das Vorhandensein von Unendlichkeiten impliziert ist. Das Vorhandensein einer Singularität verstößt jedoch gegen die Gesetze der Physik.

Neuere Absätze der klassischen und quantenmechanischen Physik beschreiben hingegen, dass Objekte, die die Forschung als Schwarze Löcher bezeichnet, Objekte ohne Horizonte als auch ohne Singularitäten sein könnten. Diese Objekte werden auch als extrem kompakte Objekte (ECO) bezeichnet, um sie vom traditionellen Konzept der Schwarzen Löcher unterscheiden zu können.

Schwarze Löcher als dynamische Systeme

Forscher des State University of New York Polytechnic Institute (SUNY Poly) haben nun im Fachmagazin Physics Letters B eine Studie publiziert, laut der Schwarze Löcher als dynamische Systeme betrachtet werden sollten, bei denen Veränderungen der Geometrie während der Strahlungsemissionen entscheidend dafür sind, ihr thermodynamisches Verhalten korrekt zu beschreiben. Laut der Publikation haben ECOs und Schwarzen Löcher identische thermodynamische Eigenschaften, unabhängig davon, ob sie einen Ereignishorizont besitzen.

Dieser Erklärungsansatz löst einige zentrale Probleme, darunter die Beseitigung der Singularität und die daraus resultierende Wiederherstellung der physikalischen Gesetze. Durch den neuen Ansatz entsteht jedoch ein neues Problem, laut dem diskutiert werden muss, wie mit den Forschungsergebnissen zur Thermodynamik von Schwarzen Löchern aus den letzten 50 Jahren sowie mit den bahnbrechenden Arbeiten von Einstein und Hawking und ihrem Einfluss auf tausende Forschungsarbeiten umgegangen werden muss.

Physics Letters B, doi: 10.1016/j.physletb.2024.138948

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