Forschungsteam berechnet häufigeres Auftreten der Hawking-Strahlung im Universum

Stephen Hawking in den 1980er Jahren. (NASA)
Stephen Hawking in den 1980er Jahren. (NASA)

Das Quantenphänomen, von dem angenommen wird, dass es bei Schwarzen Löchern eine Abgabe von Energie und die letztendliche Explosion auslöst, tritt einer Studie von Wissenschaftlern der Victoria University (Wellington, Neuseeland) zufolge häufiger auf als bisher gedacht.

Der Physiker Stephen Hawking entdeckte 1973, dass Schwarze Löcher nicht vollständig schwarz sind. Stattdessen sorgt ein feiner Quanteneffekt dafür, dass sie Energie und Teilchen in den Weltraum abgeben, wodurch sie schrumpfen und – nach Billionen von Jahren – verschwinden. Bis zu Hawkings Entdeckung nahm man an, dass Schwarze Löcher ein so starkes Gravitationsfeld besitzen, aus dem nichts entkommen könne.

Ein Forschungsprojekt unter der Leitung des Mathematikprofessors Matt Visser hat neues Licht auf die Theorie geworfen, die als Hawking-Strahlung bekannt ist. Dies gelang durch Berechnung der Bedingungen, die für solche “Strahlungslecks” benötigt werden.

“Wir glauben jetzt, dass es eine Anzahl theoretisch möglicher Objekte im Universum gibt, die Hawking-Strahlung emittieren. Es ist stabil und kommt häufiger vor als Wissenschaftler dachten.” Während Hawkings Entdeckung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitgehend akzeptiert wird, hat noch kein beobachtender Astronom ein Schwarzes Loch explodieren sehen. In den letzten Momenten werden mehrere Hundert Tonnen Materie in zwei oder drei Sekunden in Energie umgewandelt, was eine Explosion auslöst, die jede vorstellbare Nuklearwaffe in den Schatten stellen würde.

Das Forschungsteam um Professor Visser umfasst Kollegen in Spanien und Italien und hat neue Informationen darüber geliefert, was kurz vor dem Verschwinden eines Schwarzen Lochs passiert. “Es sind die letzten paar Sekunden, die wir nicht verstehen. Unsere Arbeit hat uns dabei geholfen, diese Zeitperiode genauer zu betrachten und wir haben Berechnungen angestellt, die bis zu den letzten wenigen Millionstel einer Sekunde reichen. Das klingt gut und hat unser Verständnis der finalen ablaufenden Prozesse erweitert. Allerdings bleiben noch viele unbeantwortete Fragen übrig.”

Wissenschaftliche Abhandlungen über die Forschungsergebnisse wurden kürzlich im Journal of High Energy Physicy und in der Physical Review D (dem American Physical Society journal of particles, fields, gravitation and cosmology) veröffentlicht.

Professor Visser sagt, die Entdeckung, dass die Hawking-Strahlung viel häufiger auftritt, helfe dabei, einige Rätsel des Universums zu lösen, aber es sei kein Grund für Besorgnis. “Wir müssten schon unglaubliches Pech haben, damit ein ein kleines Schwarzes Loch in unser Sonnensystem wandert, kurz bevor es explodiert. Es ist sehr sehr unwahrscheinlich.”

Ein anderes Forschungsgebiet von Professor Visser ist die Nachahmung von Gravitation mit Hilfe von einfacheren physikalischen Systemen. Ein Beispiel ist die Herstellung eines akustischen Schwarzen Lochs durch die Verwendung von Schall in einer sich bewegenden Flüssigkeit.

Eine frühere Studentin von Professor Visser baut ein Laboratorium in Triest (Italien), wo sie hofft, ein Experiment konstruieren zu können, das Schall in bewegten Flüssigkeiten benutzt, um Hawking-Strahlung zu beobachten und die verschiedenen Theorien zu testen, wie sie funktioniert.

“Wir hätten liebend gerne direkte Erfahrungen mit dem Hawking-Effekt, aber die wahrscheinlichste Möglichkeit, sie zu sehen, liegt in der Verwendung einer Art von analogem Modell. Die Entfernung ist nicht das Problem. Das Problem ist, dass es viele Strahlungsquellen im Universum gibt und das, was von einem Schwarzen Loch – auch an seinem Ende – emittiert wird, könnte von anderen Quellen überstrahlt werden. Die letzten paar Sekunden in der Existenz eines Schwarzen Lochs würden nach menschlichen Maßstäben beeindruckend sein, aber nicht nach kosmologischen Maßstäben.”

Quelle: http://www.victoria.ac.nz/home/about/newspubs/news/ViewNews.aspx?id=4284&newslabel=hn

(THK)

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