Keine-Haare-Theorem

Das No-Hair-Theorem (im Deutschen Keine-Haare-Theorem oder Glatzen-Theorem) besagt, dass ein Schwarzes Loch im stationären Zustand vollständig durch nur drei äußere Parameter beschrieben wird: Masse, Drehimpuls und elektrische Ladung. Alle anderen Informationen über die Materie, die ins Schwarze Loch gefallen ist (chemische Zusammensetzung, Form, Temperatur, Quantenzustand) gehen verloren.

John Archibald Wheeler prägte den Ausdruck: Schwarze Löcher haben keine Haare. Egal ob ein Stern, ein Planet oder eine Bibliothek ins Schwarze Loch stürzt, das Ergebnis ist identisch, solange Masse, Drehimpuls und Ladung übereinstimmen. Dieser radikale Informationsverlust steht im Widerspruch zur Quantenmechanik, die vorschreibt, dass Information niemals vernichtet werden kann.

Dieses Spannungsfeld führte zum berühmten Informationsparadoxon und zur Wette zwischen Stephen Hawking und Kip Thorne einerseits und John Preskill andererseits. Hawking räumte 2004 ein, dass Information doch erhalten bleiben könnte, codiert in subtilen Korrelationen der Hawking-Strahlung. Neuere Arbeiten zur holographischen Dualität und zum Page-Kurven-Problem deuten in dieselbe Richtung, aber eine vollständige Lösung steht noch aus.

Das Theorem lässt sich inzwischen sogar überprüfen. Wenn zwei Schwarze Löcher verschmelzen, schwingt das neu entstandene Loch kurz nach und sendet dabei ein charakteristisches Muster von Gravitationswellen aus, dessen Frequenzen allein von Masse und Drehimpuls abhängen sollten. Die Detektoren LIGO und Virgo vermessen genau dieses Nachklingen, um zu prüfen, ob reale Schwarze Löcher tatsächlich keine Haare tragen. Theoretiker um Stephen Hawking schlugen 2016 zudem mit der Idee weicher Haare vor, dass am Rand des Horizonts doch feine Information gespeichert sein könnte, was das strenge Theorem aufweichen würde.

In der Science Fiction nutzen Autoren das Theorem als Metapher für absolute Vergesslichkeit: Was auch immer einmal war, ein Schwarzes Loch macht tabula rasa. Greg Egan spielt in Schild's Ladder mit den Grenzen des Theorems, und Kip Thorne selbst diskutiert es ausführlich in The Science of Interstellar.