Aliens: Quantencomputing mit Schwarzen Löchern

Hawking-Strahlung könnte die Menschheit auf die Spur außerirdischen Lebens führen

13. April 2023

Schwarze Löcher als Quantencomputer? Klingt wie Science Fiction, ist aber durchaus ein realistisches Szenario. Kein anderes System speichert Quanteninformationen so effizient wie Schwarze Löcher. Es ist daher vorstellbar, dass hochentwickelte außerirdische Zivilisationen sie für ihre Informationsverarbeitung nutzen. Diese Quantencomputer würden Neutrinos und Lichtteilchen abstrahlen, die wir auf der Erde nachweisen könnten. Das sind die Kernthesen einer wissenschaftlichen Arbeit von Gia Dvali, Direktor am Max-Planck-Institut für Physik und Zaza Osmanov von der Freien Universität Tiflis, Georgien.

Aller Wahrscheinlichkeit nach sind wir Menschen nicht allein im Universum. In den vergangenen 30 Jahren wurden über 5.000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, sogenannte Exoplaneten. Bei einigen von ihnen könnte Wasser flüssig sein, eine für höher entwickeltes Leben günstige Bedingung. Die Frage lautet also eher nicht, ob es intelligente außerirdische Zivilisationen gibt, sondern: Woran können wir sie erkennen?

Je intelligenter Lebewesen auf anderen Planeten sind, umso leistungsfähiger werden ihre Computersysteme sein. Auf der Erde befinden wir uns derzeit im Übergang von binären Rechenprozessen hin zum Quantencomputing, das viele gleichzeitige Rechenoperationen erlaubt. Da unser Sonnensystem relativ jung ist, kann man davon ausgehen, dass höher entwickelte Bewohner älterer Sternsysteme bereits ausgefeilte Quantentechnologien nutzen.

Die Rolle der Quantenmechanik

Die Autoren leiten Schritt für Schritt her, warum dafür wahrscheinlich Schwarze Löcher genutzt werden. „Die Gesetze der Physik gelten im gesamten Universum. Selbst wenn Aliens aus anderen Materieteilchen bestehen und sich ihre Chemie von der unseren unterscheidet, sind wir durch die Gesetze der Quantenphysik und der Gravitation verbunden“, erläutert Gia Dvali, der die Abteilung Kosmologie und Teilchenphysik am MPP leitet. Die quantenmechanischen Prinzipien besagen, dass Schwarze Löcher die effizientesten Speicher für Quanteninformationen sind.

Die für das Computing verwendeten Schwarzen Löcher wären vermutlich künstlich und mikroskopisch klein, anders als ihre großen und natürlich vorkommenden Geschwister. Gia Dvali: „Wir haben analysiert, wie schnell sich Informationen aus Schwarzen Löchern abrufen lassen. Um das Informationsvolumen und die Verarbeitungszeit zu optimieren, wäre es für außerirdische Zivilisationen vorteilhaft, viele mikroskopisch kleine Schwarze Löcher zu produzieren anstatt weniger großer.“

Suche nach außerirdischem Leben

Die besondere Machart solcher hypothetischer Quantencomputer birgt außerdem die Chance, außerirdisches Leben aufzuspüren. Ein Merkmal von Schwarzen Löchern ist die Hawking-Strahlung, die universell für alle existierenden Teilchenarten ist. „Daher müssen Quantencomputer ferner Zivilisationen auch Neutrinos und Photonen abstrahlen“, sagt Gia Dvali. „Diese Teilchen können wir auf der Erde nachweisen." Insbesondere Neutrinos eignen sich als Botschafter, da sie durch Materie und daher sämtliche Schutzvorrichtungen für die Quantencomputer hindurchfliegen können.

Die Autoren gehen außerdem davon aus, dass Bewohner anderer Sternsysteme ihre mikroskopisch kleinen Schwarzen Löcher mithilfe von Teilchenkollisionen in hochenergetischen Beschleunigern erzeugen. „Damit ergibt sich ein ganz typischer Fingerabdruck: Ein Fluss sehr energiereicher Neutrinos, die sowohl von der Hawking-Strahlung informationsspeichernder Schwarzer Löcher als auch von den Kollisions-'Fabriken' stammen.“

In ihrem Paper zeigen Gia Dvali und Zaza Osmanov, dass zum Beispiel das Neutrino-Observatorium IceCube am Südpol in der Lage wäre, solche Technosignaturen zu beobachten. „Jahrzehntelang haben wir außerirdische Intelligenz im Radio-Frequenzbereich gesucht – bisher ohne Erfolg“, erklärt Gia Dvali. „Unsere Untersuchungen weisen in eine sehr aufregende neue Richtung, um Leben außerhalb der Erde zu finden.“

Zur Redakteursansicht