Schwarze Löcher: Es gibt sie wirklich (1/3)

Schwarze Löcher Kapitel 1 Es gibt sie wirklich Bei Schwarzen Löchern denken wir an Science Fiction und an Hollywoodfilme. An Massemonster, die das Weltall um sich herum aufsaugen und die Gesetze der Physik brechen. Sie üben eine unglaubliche Faszination auf uns aus. Theorien über Schwarze Löcher reichen bis ins 18. Jahrhundert zurück. Lange Zeit konnte ihre Existenz jedoch nur mathematisch vorhergesagt werden. Die Erforschung schwarzer Löcher gilt als schwierig, weil sie keine Oberfläche besitzen wie andere Objekte. Da die Schwerkraft in ihnen so groß ist, dass sogar Licht verschluckt wird, sind schwarze Löcher auch unsichtbar. Albert Einstein gab im Rahmen seiner im Jahr 1915 formulierten Allgemeinen Relativitätstheorie einen Hinweis darauf, wie sie dennoch gefunden werden können. Stark verkürzt besagt sie: Alle Körper, die Masse oder Energie haben, erzeugen Wechselwirkungen mit der vierdimensionalen Raumzeit. Diese wird durch die Beschleunigung von Masse gekrümmt und erzeugt damit Schwingungen. So schien es möglich, dass Schwarze Löcher nicht nur alles verschlucken, sondern auch Auswirkungen auf ihre Umgebung haben, die sich messen lassen. Roger Penrose, dass sich die Rotationsenergie eines Schwarzen Loches auch außerhalb von diesem befinden kann. Er sollte Recht behalten. Die ersten empirischen Hinweise auf die reale physische Existenz von Schwarzen Löchern lieferten Radioastronomen in den 1960er Jahren. Sie entdeckten sternähnliche Zentren, quasistellare Radioquellen, die sehr hell leuchteten: sogenannte Quasare. In ihrer Mitte befinden sich mächtige Energiezentren, von denen wir heute wissen, dass sie schwarze Löcher sind. Diese verschiedenen Annahmen und Beobachtungen führten letztlich dazu, dass es heute möglich ist, Schwarze Löcher physikalisch nachzuweisen. Heute weiß man: Es gibt einen Radius rund um das Schwarze Loch, der „Ereignishorizont“ genannt wird. An diesem Rand wird die Bewegung vorbeiziehende Sterne oder Gaswolken so stark beschleunigt, dass sie sich aufheizen und zum Beispiel im Infrarotlicht zu beobachten sind. Dieser Effekt kann mithilfe von Weltraumteleskopen, die nicht optisches Licht wahrnehmen, im Zusammenschluss mit optischen Teleskopen und Computern nachgewiesen werden. Man geht derzeit davon aus, dass es allein in unserer Milchstraße Eines davon befindet sich mittendrin, im Sternbild Schütze der Region Sagittarius A*. Es ist 4,3 Millionen Mal so massereich wie unsere Sonne. Mithilfe von Langzeitbeobachtungen von Sternenbewegungen bewiesen der deutsche Astrophysiker Reinhard Genzel und die amerikanische Astronomin Andrea Ghez seine Existenz und lieferten damit auch den bislang überzeugendsten Beweis dafür, dass es Schwarze Löcher wirklich gibt. Für ihre Arbeit erhielten sie gemeinsam mit dem vorher schon erwähnten Mathematiker Roger Penrose

Abstract

Theoretische Annahmen über Schwarze Löcher reichen bis ins 18. Jahrhundert zurück. Der erste Teil der Mini Lecture-Serie stellt die wichtigsten physikalischen Modelle und Theorien vor, mit denen Schwarze Löcher zunächst beschrieben wurden.

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