Schwarzes-Loch-Rechner

1974 zeigte Hawking, dass Quanteneffekte nahe dem Ereignishorizont Schwarze Löcher thermisch strahlen lassen — als wären sie ein Schwarzer Körper mit der Temperatur T_H ∝ 1/M. Während das Loch strahlt, verliert es Masse und schrumpft, bis es schließlich vollständig verdampft. Doch hier liegt das Paradoxon: thermische Strahlung trägt keine Information darüber, was hineingefallen ist. Die Quantenmechanik verlangt, dass Information niemals zerstört wird — doch Hawkings Rechnung scheint sie auszulöschen. Dies ist das Informationsparadoxon Schwarzer Löcher. Jahrzehntelange Debatten brachten keine Lösung, bis neuere Arbeiten zu 'Inseln' und der Page-Kurve nahelegten, dass Information möglicherweise in subtilen Quantenkorrelationen der Hawking-Strahlung selbst kodiert ist — einer Verschränkungsstruktur, die für lokale Beobachter unsichtbar ist. Das Paradoxon ist nicht vollständig gelöst, doch der aktuelle Konsens lautet, dass die Unitarität erhalten bleibt: Information entkommt, kodiert auf eine Weise, die eine vollständige Theorie der Quantengravitation zur Entschlüsselung erfordert.

Ein nicht rotierendes Schwarzes Loch wird vollständig durch seine Masse beschrieben. Kennt man den Schwarzschild-Radius r_s = 2GM/c², folgt jede weitere Kenngröße als festes Vielfaches: die Photonensphäre bei 1.5 r_s, die innerste stabile Umlaufbahn bei 3 r_s. Verdoppelt man die Masse, verdoppeln sich alle mit. Als Schwarzes Loch hätte die Sonne nur ~3 km Durchmesser, die Erde gerade einmal ~9 mm.

Gewöhnliche Objekte kühlen ab, wenn sie Energie verlieren; Schwarze Löcher tun das Gegenteil. Da T_H ∝ 1/M gilt, wird ein Loch beim Abstrahlen von Masse heißer statt kälter — eine negative Wärmekapazität. Die Verdampfung wird dadurch zum Selbstläufer: Je kleiner das Loch wird, desto schneller strahlt es, und es endet in einem finalen Ausbruch. Deshalb kann ein Schwarzes Loch nie ein stabiles thermisches Gleichgewicht mit einem unbegrenzten Wärmebad erreichen.