Gravitationswellen: Hawkings Theorem zu schwarzen Löchern bestätigt
Bereits im Januar 2025 hat das bisher stärkste Gravitationswellensignal die Erde getroffen. Dabei ist die Verschmelzung von zwei fast gleich großen schwarzen Löchern registriert worden. Dank der Deutlichkeit konnten vergleichsweise genau Daten gesammelt werden.
Deshalb ließen sich einige Annahmen über schwarze Löcher, die bisher lediglich mathematisch nachvollzogen werden konnte, empirisch belegen. Laut der Studie in Physical Review Letters(öffnet im neuen Fenster) stimmten die Beobachtungen mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie überein.
Auch die Kerr-Metrik(öffnet im neuen Fenster) , die wichtig für die Beobachtung von Quasaren ist, konnte anhand der erfassten Gravitationswellen nachgeprüft werden. Ohne deren Beobachtung wäre die Vermessung des Universums deutlich schwieriger.
Verschmelzende Ereignishorizonte
Auch das Flächentheorem von Stephen Hawking aus dem Jahr 1971 wurde bestätigt. Es besagt, dass der Ereignishorizont von schwarzen Löchern bei Verschmelzung wachsen muss, also größer ist als die Summe der beiden vorherigen Ereignishorizonte.
Diese gedachte Oberfläche eines schwarzen Lochs, hinter der keine Beobachtungen mehr möglich sind, weil selbst das Licht der starken Gravitation des schwarzen Lochs nicht mehr entkommen kann, wuchs bei der beobachteten Verschmelzung mit dem Namen GW250114(öffnet im neuen Fenster) von zusammen 200.000 auf 400.000 Quadratkilometer.
Die beiden schwarzen Löcher, jeweils knapp 30 bis 40 Mal so schwer wie unsere Sonne und 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernt, verhielten sich also wie von Hawking vorhergesagt. Zumindest nach der klassischen Physik würde man ein anderes Ergebnis erwarten. Schließlich ist die Oberfläche einer doppelt so schweren Kugel im Vergleich zu zwei kleinen Kugeln um 20 Prozent kleiner.
Die Physik gilt auch im schwarzen Loch
Die Annahme von Stephen Hawking, die auch als zweites Gesetz der schwarzen Löcher bekannt ist, dürfte also stimmen. Sie weist Parallelen zum zweiten Satz der Thermodynamik auf, nach dem die Entropie eines Systems ausschließlich zunehmen kann, sofern keine Energie zugefügt wird.
Nur auf dieser Grundlage, dass auch schwarze Löcher eine Art Entropie besitzen, basiert zudem die Annahme, dass schwarze Löcher Hawking-Strahlung(öffnet im neuen Fenster) aussenden. Zumindest theoretisch führen diese dazu, dass sich schwarze Löcher auflösen können, obwohl noch nicht ganz klar ist, wann und wie genau dies geschehen soll. Zudem müssten dafür noch einige Paradoxien aufgelöst werden.