Was einmal im Inneren eines Schwarzen Lochs gelandet ist, dringt nie wieder nach außen. Das dachte man bisher. Der theoretische Physiker Alexander Vikman von der Ludwig-Maximilians-Universität München ist anderer Meinung: Er hat berechnet, dass unter bestimmten Bedingungen doch Informationen aus dem extremen Gravitationsfeld eines Schwarzen Lochs nach außen gelangen können. Vergangene Woche präsentierte Vikmann die Erkenntnis bei einer Tagung des Fachverbands Gravitation und Relativitätstheorie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Heidelberg. Die entsprechende Studie, an der noch zwei weitere Forscher aus München beteiligt waren, ist im Journal of High Energy Physics erschienen.

Ein Schwarzes Loch entsteht, wenn eine große Menge Materie auf winzigen Raum komprimiert wird - etwa wenn ein großer Stern am Ende seines Daseins implodiert und auf wenige Kilometer Durchmesser schrumpft. Dann entfaltet die Schwerkraft in seiner Nähe eine extrem starke Sogwirkung.

Wie eine Gewehrkugel

Sogar elektromagnetische Wellen wie Lichtstrahlen oder Funkwellen, die sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, kommen gegen die extreme Gravitation nicht an. Denn Strahlung transportiert Energie, und nach Einsteins berühmter Formel E=mc2 hat Energie immer auch eine (kleine) Masse - also wirkt die Gravitation auch auf lichtschnelle Strahlung. Vergleichbar ist das mit einer in Richtung Himmel geschossenen Gewehrkugel: Sie ist zunächst dreitausend Kilometer pro Stunde schnell, aber das reicht nicht, um der Erdanziehung zu entfliehen. Letztlich wird sie zu Boden fallen.

Vikman und seine Kollegen untersuchten nun mit ihren Gleichungen eine besondere Situation. Sie nahmen an, dass ein spezielles Medium ähnlich wie ein Wasserfall in das Schwarze Loch hineinstürzt. In dem Medium können sich Informationen ausbreiten - so wie Schallwellen in der Luft oder im Wasser. Das Besondere daran: Die "Schallwellen" sind in diesem Medium schneller als Licht; sie können also aus dem Schwarzen Loch entkommen.

Einen Haken hat die Sache: Anders als Luft besteht das ominöse Medium nicht aus Molekülen. Es handelt sich dabei um eine Erfindung theoretischer Physiker, um eine mathematische Größe. Ein Stoff mit diesen Eigenschaften wurde bisher noch in keinem Experiment gefunden. Vikman hofft trotzdem, dass aus der Theorie eines Tages Wirklichkeit wird. Schließlich lassen theoretische Physiker oft ihre Fantasie spielen, und schon einige zunächst rein mathematische Konstrukte wurden im Lauf der Physikgeschichte in der wirklichen Welt entdeckt.

Völlige Leere gibt es nicht

Max Camenzind, Leiter der Theoriegruppe an der Landessternwarte Heidelberg, hält es für möglich, dass Vikmann und seine Kollegen recht behalten. Der Astrophysiker sieht ein Grundproblem in der vorherrschenden Theorie über Schwarze Löcher: Sie gehe davon aus, dass der Raum innerhalb des Schwarzen Lochs leer sei, ein perfektes Vakuum. Man wisse aber, dass es einen komplett leeren Raum gar nicht gebe. Denn nach den Regeln der Quantenphysik sind dort, wo gar nichts ist, zumindest noch virtuelle Teilchen. Das sind höchst flüchtige Wesen, die aber einen durchaus realen, messbaren Einfluss haben.

"Die in der Gravitationsphysik oft vernachlässigten virtuellen Teilchen könnten durchaus Einfluss auf Schwarze Löcher haben und zu bislang unbekannten Eigenschaften führen", sagt Max Camenzind. Vielleicht wird also doch möglich, was manche Forscher bislang kaum zu träumen wagten: eines Tages eine Raumsonde in ein Schwarzes Loch hineinzuschicken, die Bilder aus einer Welt übermittelt - aus der es für die Sonde kein Zurück gibt.

Journal of High Energy Physics, Bd. 9, Nr. 61, 2006