Es gibt räumlich begrenzte Regionen im Kosmos, aus denen es keine Wiederkehr gibt. Alles, was eine bestimmte Grenze überschreitet, ist unwiderruflich verloren. Man sagt, manche Kinderzimmer seien solche Gebiete. Und die geheimnisvollen Schwarzen Löcher in den Tiefen des Weltraums.

Während die Einrichtung eines Kinderzimmers meist nur mit lokal begrenztem Geschrei vor sich geht, ist die Entstehung eines Schwarzen Lochs ein wahrhaft gigantisches Spektakel. Nach den klassischen Vorstellungen kollabiert ein extrem massereiches Objekt, wie beispielsweise ein Riesenstern, zu einem winzigen Punkt mit praktisch unbegrenzter Gravitation – einer so genannten Singularität. Um sich herum krümmt das Loch die Raumzeit so stark, dass selbst das Licht ihm nicht entkommen kann, wenn es sich zu dicht heranwagt. Diese magische Grenze des Verschwindens bezeichnen Wissenschaftler als Ereignishorizont. Wie groß die Zone der absoluten Verdammnis ist, hängt davon ab, welche Masse sich in der Singularität konzentriert hat: Würde man die Sonne zu einem Punkt komprimieren, läge der Ereignishorizont in etwa drei Kilometern Entfernung vom Zentrum, bei der Erde wäre es gerade einmal ein Zentimeter.

Mit diesen beiden Größen, der Singularität und dem Ereignishorizont, arbeiten die Forscher für gewöhnlich in ihren Berechnungen. Doch was ist mit der Region dazwischen? Hat sie Struktur oder theoretisch messbare Eigenschaften? Die Antwort auf diese Fragen ist meist ein Achselzucken. Damit können sich Wissenschaftler aber nicht zufrieden geben. Denn an dem "Dazwischen" hängt ein weiteres Problem, das als Informationsparadoxon bekannt ist: Hört Information auf zu existieren, wenn sie in ein Schwarzes Loch fällt? Oder anders formuliert: Verändert ein aufgesaugtes Teilchen das Innere eines Schwarzen Lochs?

Glaubt man den Berechnungen des Theoretikers Stephen Hawking von der University of Cambridge, dann hat der Sturz eines Teilchens jenseits des Ereignishorizonts keinen Effekt. Damit wären alle Schwarzen Löcher gleich, egal, woraus sie ursprünglich hervorgegangen sind. "Das Problem bei der klassischen Theorie ist, dass man aus jeder Kombination von Teilchen ein Schwarzes Loch machen kann – Protonen, Elektronen, Sterne, Planeten, was auch immer –, und es würde keinen Unterschied machen", sagt Samir Mathur von der Ohio State University. "Es muss Milliarden Wege zu einem Schwarzen Loch geben, aber nach dem klassischen Modell wäre der Endzustand des Systems immer der gleiche."

Dummerweise passt diese absolute Gleichheit nicht zu den Gesetzen der Quantenmechanik. Danach müsste ein Prozess im Prinzip reversibel sein, also Rückschlüsse auf den Anfangszustand des Systems zulassen. Nach Mathurs Aussagen weiß darum jeder Astrophysiker, dass mit der totalen Äquivalenz etwas nicht stimmen kann, nur eben nicht, wo der Haken liegt. "Wir haben nun einen Vorschlag, was schief gelaufen ist", meint er.

Zusammen mit seinen Kollegen von der Ohio State University hat Mathur einige komplizierte Berechnungen durchgeführt, denen zufolge Information beim Sturz in das Loch erhalten bleibt. Die Physiker gehen dazu von der Stringtheorie aus, nach welcher jedes Elementarteilchen in Wirklichkeit ein Aspekt schwingender eindimensionaler Fäden (Strings) ist. Je nach Frequenz ergibt so ein String ein Elektron oder ein Quark. Dementsprechend sind Strings winzig klein, doch sie können gedehnt werden. Und genau dies geschieht, wenn ein Schwarzes Loch entsteht: Die elementaren Fäden strecken sich und bilden ein flauschiges Schwarzes Loch, das entfernte Ähnlichkeit mit einem Wollbällchen hat. Sein Radius ist nach den Kalkulationen der Forscher so groß wie der Ereignishorizont. Die Singularität füllt gewissermaßen mit ihren Ausläufern den gesamten Bereich jenseits des Horizonts aus. Und da jedes eintretende Teilchen seine schwingenden und dehnbaren Strings mitbringt, geht schließlich doch keine Information wirklich verloren.

Sollte dieses Ergebnis der Überprüfung durch andere Wissenschaftler standhalten, wäre dies eine doppelt bittere Pille für Stephen Hawking. Nicht genug damit, dass seine früheren Aussagen überholt wären – so ist eben der Lauf der Wissenschaft. Aber obendrein müssen er und der Physiker Kip Thorne vom California Institute of Technology ihrem Kollegen John Preskill vom gleichen Institut eine mehrbändige Enzyklopädie spendieren. Das war nämlich der Einsatz bei einer Wette, wie der Streit um das Informationsparadoxon wohl ausgehen würde. Hauptsache, Preskill stellt sie nicht in einem Kinderzimmer auf. Denn dort sind die Dinge nun wirklich auf immer verschwunden.