Nobelpreis: Schwarze Löcher sind preisverdächtig

Gravitationswellen aus der Kollision von schwarzen Löchern haben schon seit 2017 den Nobelpreis. Ihre Vorhersage und Entdeckung erst jetzt.

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Schwarze Löcher haben schon lange die Phantasie der Menschheit angeregt.
Schwarze Löcher haben schon lange die Phantasie der Menschheit angeregt. (Bild: Schwedische Akademie der Wissenschaften)

Der Nobelpreis in Physik geht dieses Jahr zu einer Hälfte an Roger Penrose, für die theoretische Vorhersage von schwarzen Löchern aus der Relativitätstheorie heraus. Die andere Hälfte teilen sich Reinhard Genzel und Andrea Ghez für die Entdeckung eines supermassiven kompakten Objekts im Zentrum der Milchstraße.

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Der 1931 geborene Penrose arbeitet an der Universität Cambridge in Großbritannien. Genzel ist Direktor des Max-Planck-Instituts für Extraterrestrische Physik in Garching. Die Amerikanerin Andrea Ghez ist Professorin an der Universität von California in Los Angeles.

Penrose beschrieb die schwarzen Löcher erstmals 1965. Die mathematische Möglichkeit wurde bereits in der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein vorhergesagt. Aber es war unsicher, ob sie auf physikalischem Weg entstehen können. Penrose leistete die notwendige Arbeit, die einen robusten Weg zeigt, wie sie entstehen konnten.

Eine robuste Theorie reicht aber nicht aus, um die Existenz solcher schwarzen Löcher zu garantieren. Sie müssten erst noch selbst beobachtet werden, oder zumindest ihre Auswirkungen. Ein schwarzes Loch fanden Reinhard Genzel und Andrea Ghez unabhängig voneinander im Zentrum der Milchstraße, das Objekt ist bekannt als Sagittarius A* im Sternbild Schützen.

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Der Nachweis gelang durch die Beobachtung von Sternen in der Nähe des schwarzen Lochs. Sie bewegen sich auch dort entsprechend den Gravitationsgesetzen, die auch in unserem Sonnensystem gelten. Aus der Vermessung der Bahnen konnte der Aufenthaltsort des schwarzen Lochs bestimmt werden. Außerdem ergab sich aus den Daten eine Masse, die dem Viermillionenfachen unserer Sonne entspricht. Sagittarius A* befindet sich in einer Entfernung von 26.000 Lichtjahren von der Erde.

Inzwischen ist es gelungen, auch in anderen Galaxien schwarze Löcher nachzuweisen und direkt mit Radioteleskopen zu beobachten. Selbst Kollisionen von zwei schwarzen Löchern konnten durch die dabei frei werdenden Gravitationswellen nachgewiesen werden. Dafür gab es bereits 2017 den Nobelpreis in Physik. Kurioserweise also noch bevor das Komitee entschied, dass auch die theoretische Vorhersage und erste Beobachtung solcher Objekte für den Preis relevant sind.

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