Schwarze Löcher in der Stringtheorie
Schwarze Löcher wurden von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie als Lösungen vorhergesagt, bei denen die Raumzeit so stark gekrümmt ist, dass sogar Licht gefangen wird. Der allgemeinen Relativitätstheorie zufolge ist es möglich, dass das Gewebe der Raumzeit sich unendlich stark krümmen. Solche Punkte mit unendlicher Krümmung existieren innerhalb von schwarzen Löchern und werden Singularitäten genannt. Die Krümmung der Raumzeit ist äquivalent zur Schwerkraft und verschafft der Singularität eines schwarzen Lochs unendliche Gravitation. Aus diesem Grund lieferten schwarze Löcher eine hervorragende theoretische Grundlage für Physiker, die Nützlichkeit der Stringtheorie zur Erklärung der Physik innerhalb von schwarzen Löchern zu testen. Im Rahmen des EU-geförderten Projekts QM-SING (Quantum resolution of gravitational singularities) leiteten Physiker neue Lösungen für Supergravitationsgleichungen ab – die Grenze, bei der die Stringtheorie eine Theorie der Gravitation wird. Mithilfe modernster mathematischer Techniken der Gruppentheorie konstruierten sie neue supersymmetrische und nicht supersymmetrischen Lösungen. Wichtig waren die Fortschritte des Teams von QM-SING bei der Verbesserung des aktuellen Verständnisses der Physik solcher glatten Supergravitationslösungen sowie der Mikrozustände der entsprechenden schwarzen Löcher. Außerdem warfen sie neues Licht auf die Frage, wie kollabierende Materie Singularitäten-freien Mikrozustände durch einen physikalischen Prozess bilden kann, der als quantenmechanisches Tunnelling bezeichnet wird. Ausgestattet mit einem besseren Verständnis der physikalischen Mechanismen der Mikrozustände von schwarzen Löchern erforschten die Physiker ihre Auswirkungen auf die Frage, wie die beschleunigte Expansion des Universums in der Stringtheorie beschrieben werden könnte. Ein Teil der durchgeführten Forschungen wird in einem drei-minütigen Video von FameLab Niederlande auf Youtube erläutert.
Schlüsselbegriffe
Schwarze Löcher, Stringtheorie, allgemeine Relativitätstheorie, QM-SING, Supergravitation
