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Hawking-Strahlung


Um Schwarze Löcher


Basiswissen


Rund um Schwarze Löcher könnte aus rein theoretischen Gründen eine Strahlung entstehen, die die Umgebung eines Schwarzen Loches verlässt und messbar ist. Ob die Strahlung tatsächlich existiert, ist zurzeit (2021) ungeklärt. Das wird hier kurz erläutert.

Hintergrund


Im Gegensatz zur klassischen Physik ist in der Quantenelektrodynamik (und anderen Quantenfeldtheorien) das Vakuum kein „leeres Nichts“, sondern erlaubt vielmehr Vakuumfluktuationen. Vakuumfluktuationen bestehen aus virtuellen Teilchen-Antiteilchen-Paaren. Solche Paare können sowohl massebehaftete als auch masselose Teilchen wie etwa Photonen sein. Derartige Vakuumfluktuationen existieren auch in der unmittelbaren Nähe des Ereignishorizontes Schwarzer Löcher und können möglicherweise zur Enstehung realer Paare führen (Paarbildung). Fällt ein Teilchen (oder Antiteilchen) in das Schwarze Loch, so werden die beiden Partner durch den Ereignishorizont getrennt. Der in das Schwarze Loch fallende Partner trägt negative Energie, während der zweite Partner, der als reales Teilchen (oder Antiteilchen) in den freien Raum entkommt, positive Energie trägt. „Nach der einsteinschen Gleichung E=mc² ist die Energie proportional zur Masse. Fließt negative Energie in das Schwarze Loch, verringert sich infolgedessen seine Masse“. Der Teil der Strahlung, der sich vom Schwarzen Loch entfernt, könnte zumindest theoretisch beobachtet oder gemessen werden.