Es gibt Fragen, auf die wir die Antworten nie erfahren werden. Nehmen wir zum Beispiel Schwarze Löcher – diese mysteriösen kosmischen Objekte sind im ganzen Universum zu finden. Ihre Schwerkraft ist so stark, dass alle Objekte in der Nähe unweigerlich von ihnen absorbiert werden. Und wenn wir in der Lage sind, Schwarze Löcher zu entdecken und davon auszugehen, was darin passiert, dann ist es nicht möglich, herauszufinden, was sich genau hinter dem Ereignishorizont befindet. Kein lebender Organismus kann jemals in diesen Weltraummonstern sein. Die Wissenschaft lässt jedoch bestimmte Annahmen zu. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie (GR) besagt also, dass alle Objekte, die von einem Schwarzen Loch absorbiert werden, für immer darin verbleiben. Auch die Lichtquanten selbst können nicht ausbrechen. Aber in den 1970er Jahren kam der theoretische Physiker Stephen Hawking zu dem Schluss, dass Schwarze Löcher Strahlung aussenden müssen, wodurch ein Paradoxon entsteht.
Viele Physiker glauben, dass “Wurmlöcher” real sind und im ganzen Universum zu finden sind. einschließlich unserer Galaxie.
Das Informationsparadoxon ist der Informationsverlust als Ergebnis der Bildung, Emission und des Zerfalls von Schwarzen Löchern.
Schwarze Löcher tun verdampfen?
< p>Klingt ein wenig seltsam, aber Schwarze Löcher geben tatsächlich schwache Strahlung ab. Dies ist es, was letztendlich die Energie vom Schwarzen Loch wegträgt. Darüber hinaus entleert dieses schwache Leuchten das Schwarze Loch vollständig und markiert so sein Verschwinden. Alles, was von ihr bleibt, ist Licht.
In den 1970er Jahren berechneten Wissenschaftler, dass Licht fast keine Informationen enthält. Die Schwarzen Löcher schienen nicht nur die Objekte zu zerstören, die sie gefressen haben, sondern alle Beweise dafür, was diese Objekte waren. Und doch gibt es ein kleines Problem – laut Quantenmechanik ist das einfach unmöglich.
Schwarze Löcher verdampfen, aber wie genau ist eine große Frage
Erinnern Sie sich daran, dass das Grundprinzip der Quantenmechanik darin besteht, das Verhalten von Teilchen auf subatomarer Ebene zu untersuchen. Wenn Sie den aktuellen Zustand eines Systems kennen, wissen Sie alles über seine Vergangenheit und Zukunft.
Irgendwie schienen Schwarze Löcher Informationen zu zerstören, die nach der Quantentheorie nicht zerstört werden können. Dieses Problem ist ein echtes Informationsparadoxon, das Physiker seit Jahrzehnten verwirrt.
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Aber in den letzten Jahren haben theoretische Physiker Schlüsselpunkte identifiziert, die in Hawkings ursprünglichen Berechnungen übersehen wurden. Berechnungen, die 2019 abgeschlossen wurden, haben Wissenschaftlern endlich eine Vorstellung davon gegeben, wie diese Informationen erhalten werden könnten. Darüber hinaus kann das Erlernen der Funktionsweise von Quantencomputern neue Einblicke in die Quantengravitationstheorie liefern.
Sind Schwarze Löcher und Wurmlöcher verwandt?
Kürzlich haben Forscher etwas Interessantes entdeckt: Wurmlöcher oder Wurmlöcher können verschiedene entfernte Regionen des Universums verbinden. Dies kann Aufschluss darüber geben, was tatsächlich mit Informationen über Materie passiert, die von Schwarzen Löchern absorbiert wird.
Ein Wurmloch (oder Wurmloch) ist eine hypothetische Struktur, die es Ihnen ermöglicht, die Raumzeit zu durchqueren und in einer anderen Galaxie sein. Interessanterweise entstehen Wurmlöcher aufgrund des Gravitationseinflusses von Schwarzen Löchern.
Wurmlöcher könnten Portale zu anderen Galaxien sein
Am Ende wird das Schwarze Loch vollständig verdampfen, ebenso wie alle Informationen über seinen absorbierten Inhalt. Dies widerspricht jedoch einem grundlegenden Sprichwort der Quantenphysik: Informationen können nicht aus dem Universum verschwinden.
Das bedeutet wiederum, dass die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik in ihrer derzeitigen Form nicht miteinander vereinbar sind andere . Wir müssen einen einheitlichen Rahmen für die Quantengravitation finden, schreiben die Autoren der neuen Studie.
Viele Physiker vermuten auch, dass Informationen Schwarzen Löchern auf etwas ungewöhnliche Weise entkommen – irgendwie bleiben sie in der Strahlung verschlüsselt. Um herauszufinden, ob das stimmt, berechnen die Forscher die Strahlungsentropie, die misst, wie viel Information außerhalb des Schwarzen Lochs verloren geht. Denken Sie daran, dass Entropie ein Maß für Unordnung, Chaos ist.
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1993 berechnete der Physiker Don Page, dass die Entropie zunächst zunimmt, dann aber auf Null abfällt, wenn Informationen nicht verloren gehen – dies geschieht, wenn das Schwarze Loch verschwindet.
Es stellt sich heraus, wenn Physiker einfach Quantenmechanik kombinieren Mit der Standardbeschreibung von Schwarzen Löchern in der Allgemeinen Relativitätstheorie liegen sie wahrscheinlich falsch – die Entropie nimmt ständig zu, wenn das Schwarze Loch schrumpft – das heißt, es verliert Informationen.
Sie können ein Wurmloch visualisieren, indem Sie ein Stück Papier in der Mitte falten und es dann durchstechen. Dieses Loch wird wie ein Wurmloch sein.
Kürzlich konnten Forscher untersuchen, wie Schwarze Löcher Wurmlöcher nachahmen und so einen Fluchtweg für Informationen bieten. Es muss verstanden werden, dass dies kein Wurmloch in der realen Welt ist, sondern eine Methode zur mathematischen Berechnung der Strahlungsentropie. Somit verbindet das Wurmloch das Innere des Schwarzen Lochs und die Strahlung außerhalb wie eine Brücke.
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Was passiert mit Informationen?
Nach einer detaillierten Analyse kombinierten die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit die Standardbeschreibung und das Bild des Wurmlochs. Das Ergebnis stimmte mit frühen Vorhersagen überein, daher haben Physiker wahrscheinlich Recht mit der Annahme, dass Informationen auch nach dem Tod eines Schwarzen Lochs bestehen bleiben.
«Wir haben eine neue Raum-Zeit-Geometrie mit einer Struktur entdeckt ähnlich einem Wurmloch, das in Standardrechnungen übersehen wurde”, erklären die Physiker. «Die mit der neuen Geometrie berechnete Entropie ergibt ein ganz anderes Ergebnis».
Das Studium Schwarzer Löcher könnte die größten Fragen zum Ursprung unseres Universums beantworten
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Trotz der zunehmenden Zahl von Fragen und dem Wunsch zu verstehen, wie das Universum entstanden ist und wie das Universum funktioniert, muss die Gravitation als Quantenphänomen betrachtet werden. Dies liegt daran, dass es ohne die Theorie der Quantengravitation unmöglich ist zu verstehen, was mit Informationen passiert, was bedeutet, dass wir auf weitere Entdeckungen warten werden.