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Durchbruch beim Schwarzen Loch, als Einsteins Theorie mit der Entdeckung herausgefordert wurde: „Möglicherweise ein neues brauchen“ | Wissenschaft | Nachrichten

Die Allgemeine Relativitätstheorie oder einfach die Allgemeine Relativitätstheorie gilt als der größte wissenschaftliche Durchbruch des 20. Jahrhunderts. Die 1915 von Albert Einstein veröffentlichte Theorie veränderte unser Verständnis der Newtonschen Gravitation als Kraft zwischen Körpern in eine Krümmung des Gefüges von Raum und Zeit – Raumzeit. Aber die Theorie ist nicht ganz narrensicher und es gibt Situationen, insbesondere in der Welt der Schwarzen Löcher und der Quantenphysik, in denen Risse auftauchen.

Nach den Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie sollten Schwarze Löcher völlig träge Objekte mit Singularitäten in ihren Kernen sein, an denen die bekannten Gesetze der Physik zusammenbrechen.

Professor Stephen Hawking war der erste, der in den frühen Siebzigern dieses Modell beschädigte, als er seine Hawking-Strahlungstheorie enthüllte.

Basierend auf seinen theoretischen Berechnungen ermöglichen Quanteneffekte in der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs – dem Punkt ohne Wiederkehr –, dass Wärmestrahlung in den Weltraum entweicht.

Der Prozess wird auch als „Schwarzkörperstrahlung“ bezeichnet und zeigt im Wesentlichen, dass Schwarze Löcher nicht vollständig schwarz sind.

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Einstein schimpfte sogar berühmt gegen die „auf den Kopf gestellte“ Welt der Quantenphysik, weil er glaubte, sie sei zu chaotisch und prinzipienlos.

Ohne eine Möglichkeit, Allgemeine Relativitätstheorie und Quantenmechanik zu kombinieren, verwendeten die Sussex-Forscher die sogenannte effektive Feldtheorie (EFT), um die Singularität des Schwarzen Lochs zu untersuchen.

Die Theorie besagt, dass die Gravitation auf der Quantenebene sehr schwach ist, was einige Berechnungen ermöglicht, die ansonsten angesichts der starken Quantengravitation auseinanderfallen.

Dr. Calmet sagte: „Wenn man Schwarze Löcher nur innerhalb der Allgemeinen Relativitätstheorie betrachtet, kann man zeigen, dass sie in ihren Zentren eine Singularität haben, in der die Gesetze der Physik, wie wir sie kennen, zusammenbrechen müssen.

„Wir hoffen, dass wir, wenn die Quantenfeldtheorie in die Allgemeine Relativitätstheorie integriert wird, eine neue Beschreibung von Schwarzen Löchern finden können.“

Mithilfe von EFT konnten Dr. Calmet und sein Kollege mathematische Beweise für den Druck in einem Schwarzen Loch finden.

Laut dem Astrophysiker Paul Sutter ist dies der gleiche Druck, den heiße Luft auf das Innere eines Ballons ausübt.

Da das Modell jedoch nur mit schwacher Quantengravitation funktioniert, während die starke Gravitation vernachlässigt wird, kann es nicht verwendet werden, um das Verhalten von Schwarzen Löchern vollständig zu erklären.

Dr. Calmet fügte hinzu: „Unsere Arbeit ist ein Schritt in diese Richtung, und obwohl der Druck, den das von uns untersuchte Schwarze Loch ausübt, winzig ist, eröffnet die Tatsache, dass es vorhanden ist, viele neue Möglichkeiten, die das Studium der Astrophysik und der Teilchenphysik umfassen und Quantenphysik.“

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