Schwarze Löcher: Erzeugung von Hawking-Strahlung erstmals nachgebildet
Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Paderborn(öffnet im neuen Fenster) hat mit einem faseroptischen System ein Modell entwickelt, das im Verhalten einem schwarzen Loch beziehungsweise dessen Ereignishorizont ähnelt. Darin konnten die Entstehung von Hawking-Strahlung und ihre Rückkopplungseffekte genauer untersucht werden. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht.
Hawking-Strahlung ist eine lediglich theoretisch vorhergesagte Strahlung von schwarzen Löchern, die deren Masseverlust erklärt. Zwar schlucken sie jede Form von Materie, sollen jedoch dank der Strahlung dennoch Energie abgeben.
Diese Strahlung wurde in der künstlichen Umgebung, einem sogenannten Gravitationsanalogon, zwar nicht erzeugt. Aber der Prozess, der sie verursacht, konnte nachgebildet werden. Auch die Rückkopplung auf das System, also das schwarze Loch, konnte untersucht werden.
Einfacherer Ablauf als erwartet
Das Forschungsteam konnte Hinweise sammeln, dass es einen direkten, quantenmechanischen Ablauf gibt, der zur Erzeugung der Hawking-Strahlung führt. Ursprünglich ging man von mehreren kaskadierenden Effekten aus, die in Summe zu der Strahlung führen.
Gleichzeitig zeigen die Experimente, dass die Strahlung auch im Inneren des schwarzen Lochs wirkt. Mit dem Aufbau sollen in Zukunft weitere Erkenntnisse gesammelt werden, um die kosmischen Objekte trotz ihrer Unzugänglichkeit besser zu erforschen. Die Hoffnung besteht, auch die Quantengravitation und damit das Zusammenspiel von Gravitation und den drei Elementarkräften besser zu verstehen.
Natur der Hawking-Strahlung
Was genau die Hawking-Strahlung selbst ist, bleibt auch nach den neuen Erkenntnissen weitgehend unklar. Nur ihrer Entstehung kam man etwas näher.
Stephen Hawking, der sie erstmals beschrieb, ging von einer Teilchen-Antiteilchen-Reaktion aus. Ein solches Paar könnte am Ereignishorizont getrennt werden. Die nötige Energie könnte aus dem Gravitationsfeld selbst stammen.
Ebenfalls denkbar ist laut Hawking, dass ein sich in der Zeit rückwärtsbewegendes Antiteilchen am Gravitationsfeld des schwarzen Lochs in die Gegenrichtung, somit vorwärts in die Zeit, gestreut wird.