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Kann ein Schwarzes Loch Information vernichten? Hawkings 50 Jahre altes Paradoxon, erklärt an Sgr A*

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Ein viraler Post beschreibt das Schwarze Loch unserer Galaxis, Sagittarius A*, als „völlig unsichtbar“. Aus seinem Horizont entweicht kein Licht, doch wir sehen seine Wirkungen: Sterne, die 4,3 Millionen Sonnenmassen umkreisen, und seinen 2022 abgebildeten Schatten. Die tiefere Frage des Posts ist echt: 1976 argumentierte Stephen Hawking, verdampfende Schwarze Löcher würden Information auslöschen – was die Quantenmechanik verbietet. Seit 2019 legen vereinfachte theoretische Modelle nahe, dass Information herauskommen kann; geprüft ist das nicht, und wie es geschieht, ist unbekannt. Wir trennen Beobachtung und Berechnung.

50Jahre seit Hawkings Paradoxon von 1976
≈ 25 mn kmEreignishorizont von Sgr A*
10⁸⁷ yrbis Sgr A* verdampft

Quelle: Astrometrik · Quanta · EHT

Schwarze Löcher · Physik erklärt

Ein viraler Post, eine echte Frage

Ein Post, der diese Woche auf X viral ging, beschreibt Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis, als „völlig unsichtbar“ und sagt, Schwarze Löcher „brechen die Physik“. Er berührt eine der tiefsten offenen Fragen der Wissenschaft: Kann ein Schwarzes Loch Information vernichten? Wir haben die Frage untersucht, indem wir trennen, was wir beobachten, und was wir theoretisch berechnen.

Was wir beobachten

Sagittarius A* hat etwa 4,3 Millionen Sonnenmassen und ist rund 27.000 Lichtjahre entfernt. Sein Ereignishorizont misst etwa 25 Millionen Kilometer, rund das 18-Fache des Sonnendurchmessers. Aus dem Inneren des Horizonts erreicht uns kein Licht, in diesem Sinn ist das Schwarze Loch selbst nicht zu sehen. Beobachten können wir seine Wirkung: Seit Jahrzehnten verfolgen Astronomen Sterne, die es umrasen (Reinhard Genzel und Andrea Ghez erhielten dafür den Nobelpreis 2020), und am 12. Mai 2022 veröffentlichte das Event Horizon Telescope ein Bild seines Schattens, der dunklen Region, die vom leuchtenden Gas um es herum umrahmt wird.

Schwarzes LochSagittarius A* (Sgr A*)
Masse≈ 4,3 Millionen Sonnen
Ereignishorizont≈ 25 Millionen km Durchmesser
Entfernung≈ 27.000 Lichtjahre
Hawking-Temperatur≈ 0,000 000 000 000 01 K
Zeit bis zum Verdampfen≈ 10⁸⁷ Jahre

Wie ein Schwarzes Loch verdampft – und die Kurve, die sagt, dass Information entkommt

Schwarzes LochInformation fällt hineinHawking-Strahlung ↗Page-ZeitEntropie der StrahlungZeit →Hawking 1976: steigt weiterPage-Kurve: Information kommt herausIllustration, nicht maßstabsgetreu

Eigene Astrometrik-Animation, nicht maßstäblich. Links: Materie fällt hinein, am Horizont entstehen Teilchenpaare, eines entweicht als Hawking-Strahlung, das Loch schrumpft langsam. Rechts: die Entropie der Strahlung. Hawkings Rechnung von 1976 steigt immer weiter (Information verloren); Don Page zeigte, dass die Kurve bei erhaltener Information auf halbem Weg umkehren und auf null fallen muss. Seit 2019 reproduzieren Rechnungen in vereinfachten theoretischen Modellen diese Umkehr; beobachtet wurde sie nicht.

Hawkings Problem wird 50

1974 zeigte Stephen Hawking, dass Schwarze Löcher unter Berücksichtigung der Quantenphysik nicht völlig schwarz sind: Sie glimmen schwach und verlieren langsam Masse. 1976 zog er den beunruhigenden Schluss: Das Glimmen scheint reine Wärme zu sein, ohne Spur dessen, was hineinfiel – verdampft das Loch schließlich, wäre die Information weg. Die Quantenmechanik verbietet das: Der vollständige Zustand eines Systems muss im Prinzip immer rekonstruierbar sein.

Genau genommen entsteht die Spannung nicht aus der Relativitätstheorie allein: Sie tritt auf, wenn man Quanteneffekte hinzunimmt, in Hawkings eigener Berechnung der Strahlung. Bei Sagittarius A* läuft der Prozess unvorstellbar langsam ab: Seine Hawking-Temperatur liegt etwa ein Hundertbillionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, kälter als die kosmische Hintergrundstrahlung, sodass es heute weit mehr aufnimmt, als es abstrahlt.

Gelöst? Noch nicht

1993 zeigte Don Page, was die Strahlung tun muss, wenn Information erhalten bleibt: Ihre Entropie muss steigen, etwa zur Hälfte der Verdampfung ein Maximum erreichen und auf null zurückfallen. 2019 fanden zwei Teams (Geoff Penington sowie Ahmed Almheiri, Netta Engelhardt und Kollegen) einen Weg, diese „Page-Kurve“ zu berechnen, mit „Inseln“ im Inneren des Schwarzen Lochs und, in einer verwandten Methode, „Replika-Wurmlöchern“. In diesen Rechnungen verläuft die Kurve so, wie es bei entweichender Information zu erwarten ist.

Das sind Ergebnisse in vereinfachten theoretischen Modellen, meist in Gravitationsmodellen mit weniger Dimensionen und holografischen Ansätzen, nicht für ein reales, rotierendes Schwarzes Loch wie Sagittarius A*, und beobachtet wurde nichts dergleichen. Der Physiker Raphael Bousso sagte: „Wir können die Page-Kurve jetzt berechnen, und ich weiß nicht, warum.“ Wie Information herauskäme, ist weiter unbekannt, und die Methoden sind umstritten.

Fuzzballs, Wurmlöcher und andere Ideen

Die Stringtheorie bietet „Fuzzballs“ an: Schwarze Löcher ganz ohne Singularität, nur eine verknäuelte Quantenoberfläche, die alles speichert und wieder abgibt. Die Wurmlöcher der Arbeiten von 2019 sind mathematische Abkürzungen in der Entropierechnung, keine Tore, durch die man reisen könnte. Andere Vorschläge meinen, die Verdampfung stoppe und hinterlasse einen winzigen stabilen Rest, der die Information trägt. 2026 meldeten manche Schlagzeilen, das Rätsel sei „endlich gelöst“ – doch das sind ungetestete Theorien. Fair zusammengefasst: echter Fortschritt, kein Konsens, noch kein Experiment.

Ansehen: das Schwarze-Loch-Paradoxon in unter einer Minute

Unser kurzes animiertes Video erklärt Hawkings Informationsparadoxon am Beispiel von Sagittarius A*.

Die Aussagen des Posts, eingeordnet

Jede Aussage, getrennt nach Beobachtetem und Berechnetem:

  • Richtig„15 Millionen Meilen breit, 4 Millionen Sonnenmassen“Fast: Der Ereignishorizont misst etwa 15,8 Millionen Meilen (25 Millionen km), die Masse etwa 4,3 Millionen Sonnen.
  • Braucht Einordnung„Völlig unsichtbar“Aus dem Horizont erreicht uns kein Licht. Wir beobachten stattdessen seine Wirkungen: Sterne, die es umkreisen, und seinen Schatten vor leuchtendem Gas, abgebildet 2022.
  • Braucht Einordnung„Relativität sagt zerstört, Quantenphysik sagt erhalten“Eine faire Kurzform. Genau genommen entsteht die Spannung, wenn Quanteneffekte (Hawking-Strahlung) zur Relativität hinzukommen.
  • Richtig„Physiker schlafen seit 50 Jahren schlecht“Ja: Hawkings Arbeit zum Informationsverlust erschien 1976.
  • Vergleich„Dasselbe Prinzip, das ein LLM am Halluzinieren eines Tokens hindert“Taugt als lockerer Vergleich zur Erhaltung von Information; eine physikalische Gleichwertigkeit ist es nicht.
  • Braucht Einordnung„Wurmlöcher legen nahe, dass Schwarze Löcher Tore sind“In den neuen Rechnungen sind Wurmlöcher mathematische Werkzeuge zur Entropieberechnung, keine Durchgänge.
  • Richtig„Niemand hat es bisher gelöst“Zutreffend: Theoretische Modelle reproduzieren seit 2019 die Page-Kurve, aber es gibt keinen anerkannten Mechanismus und keine Beobachtung.

Der Originalbeitrag auf X:

Masse verschieben: wie heiß, wie groß, wie lange?

Jedes Schwarze Loch glimmt mit einer Temperatur, die von seiner Masse abhängt: je kleiner, desto heißer. Wählen Sie eine Masse und sehen Sie Ereignishorizont, Hawking-Temperatur und Verdampfungszeit.

Alter des Universums: 1,4 × 10¹⁰ Jahre. Der Himmelshintergrund hat 2,7 K – schwere Schwarze Löcher wachsen also noch.

Sehen, wo Sgr A* steht

Sagittarius A* liegt in Richtung Schütze, im hellsten Teil der Sommermilchstraße; im Oktober geht es bald nach Einbruch der Dunkelheit im Südwesten unter. Das Schwarze Loch selbst ist mit bloßem Auge nicht zu sehen; der Ring markiert seine Position.

Die Kameraansicht zeigt dir mit Pfeilen den Weg; hast du es gefunden, kannst du es fotografieren und teilen.

Häufige Fragen

Was ist das Informationsparadoxon Schwarzer Löcher?

Hawking zeigte 1974, dass Schwarze Löcher schwache Strahlung abgeben und verdampfen. 1976 argumentierte er, diese Strahlung trage keine Information über das Hineingefallene – Information würde vernichtet, was die Quantenmechanik verbietet.

Ist das Informationsparadoxon gelöst?

Noch nicht. Seit 2019 reproduzieren Rechnungen mit Inseln und Replika-Wurmlöchern die Page-Kurve in vereinfachten theoretischen Modellen, was nahelegt, dass Information herauskommen kann. An realen Schwarzen Löchern sind sie nicht geprüft, und wie Information entweichen würde, ist unbekannt.

Wie groß ist Sagittarius A*?

Etwa 4,3 Millionen Sonnenmassen, mit einem Ereignishorizont von rund 25 Millionen Kilometern Durchmesser – etwa 18-mal der Sonnendurchmesser.

Ist Sagittarius A* unsichtbar?

Aus dem Inneren seines Ereignishorizonts kommt kein Licht, das Schwarze Loch selbst ist also nicht zu sehen. Wir erkennen es an seinen Wirkungen: an Sternen, die es umkreisen, und an seinem Schatten vor dem leuchtenden Gas, den das Event Horizon Telescope 2022 abbildete.

Quellen und Berechnung

Quellen: Hawking, Nature 248 (1974) and Phys. Rev. D 14, 2460 (1976); Page, Phys. Rev. Lett. 71 (1993); Penington (2019), arXiv:1905.08255; Almheiri, Engelhardt, Marolf & Maxfield (2019), arXiv:1905.08762; replica wormholes (2019): arXiv:1911.12333, arXiv:1911.11977; Quanta Magazine (29.10.2020); ESO/EHT, Sgr A* (12.05.2022); Nobel Prize in Physics 2020; Originalbeitrag von @0xeronn auf X (Oktober 2026). Horizontgröße, Hawking-Temperatur und Lebensdauer von Astrometrik mit den Standardformeln berechnet.

Positionen und Zeiten wurden mit der von Astrometrik genutzten Himmelsberechnung (Astronomy Engine) nachgerechnet; Zeiten für Wien und Istanbul sind Ortszeit. Die Grafiken auf dieser Seite stammen von Astrometrik.

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