Können Schwarze Löcher zerfallen? Wissenschaftler untersuchen eine ungewöhnliche Theorie

Wissenschaftler haben durch Berechnungen untersucht, ob sich ein Schwarzes Loch unter bestimmten theoretischen Bedingungen in zwei Teile spalten kann. Ob ein solcher Prozess jedoch in der Praxis stattfindet, ist bisher nicht bewiesen. Darüber berichtete Naked Science .

Normalerweise verschmelzen zwei Schwarze Löcher miteinander und bilden ein größeres Schwarzes Loch. Die dabei entstehenden Gravitationswellen werden von Wissenschaftlern aufgezeichnet. Die Spaltung eines einzelnen Schwarzen Lochs in zwei Teile ist jedoch ein weitaus komplexerer Prozess.

Einer der Hauptgründe dafür hängt mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zusammen. Die Entropie eines Schwarzen Lochs ist proportional zur Fläche seines Ereignishorizonts. Würde sich ein einfaches, nicht rotierendes Schwarzes Loch in zwei kleinere aufspalten, könnte deren gemeinsame Entropie abnehmen. Dies schränkt die Realisierbarkeit des Prozesses erheblich ein.

Die Forscher untersuchten auch Schwarze Löcher, deren Rotationsgeschwindigkeit nahe am theoretischen Maximum liegt. In den Berechnungen wurden das Auseinanderdriften der Fragmente, die Erhaltung von Energie und Impuls sowie Bedingungen im Zusammenhang mit der Entropie analysiert.

Den Ergebnissen zufolge ist es sehr schwierig, die notwendigen Bedingungen für die Spaltung eines Schwarzen Lochs gleichzeitig zu erfüllen. Wenn der abgespaltene kleinere Teil nicht über genügend Energie verfügt, kann er durch die Anziehungskraft des ursprünglichen Schwarzen Lochs wieder zurückgezogen werden. Die Studie untersuchte enge Bedingungen, unter denen eine solche Spaltung theoretisch möglich sein könnte, einschließlich Zuständen, in denen die Rotationsgeschwindigkeit extrem nahe am Maximalwert liegt.

Die Wissenschaftler analysierten auch Theorien, die die Existenz zusätzlicher Raumdimensionen voraussetzen. In solchen Modellen könnten sich schwarze lochartige Strukturen in mehrere Teile aufspalten. Die Existenz zusätzlicher Dimensionen wurde jedoch bisher experimentell nicht bestätigt.

Die Autoren der Studie sind der Ansicht, dass kleine Schwarze Löcher, die im frühen Universum entstanden sind, anfälliger für einen solchen Prozess sein könnten als große astrophysikalische Schwarze Löcher. In Zukunft untersuchen die Wissenschaftler auch die Möglichkeit, potenzielle Spuren eines solchen Phänomens durch Gammastrahlung zu identifizieren.

Dennoch wurde bisher kein Schwarzes Loch beobachtet, das sich in zwei Teile gespalten hat. Die Studie untersucht lediglich theoretisch, unter welchen Bedingungen Schwarze Löcher zerfallen könnten.