Astrophysik Schwarzes Loch – doch eine Enttäuschung?

Was für eine Sensation: Das erste wirkliche Bild eines Schwarzen Lochs. Aus tausenden Einzelaufnahmen zusammengesetzt. Und es sieht genauso aus, wie Berechnungen und Modelle es vorhergesagt haben. Das, was tatsächlich ein unglaublicher Erfolg der Messtechnik und der Relativitätstheorie ist, ist für theoretische Physiker gleichzeitig auch eine Enttäuschung. Allerdings eine, die mit viel Hoffnung verbunden ist.

von Karsten Möbius

Schwarzes Loch 4 min
Bildrechte: Event Horizon Telescope

Es gibt sie tatsächlich, die Schwarzen Löcher und sie sehen tatsächlich so aus, wie Albert Einstein und Steven Hawking sie sich vorgestellt haben. Das ist das, was uns das erste Foto eines Schwarzen Lochs in dieser Woche zu sagen scheint. Vielleicht sollte man noch Kurt Tucholsky in diese Runde mit einbeziehen. Seine Gedanken zum Thema Loch beschreiben den Feuerrand der glühenden Materie, kurz bevor sie in das Gravitationsmonster stürzt, ganz gut:

Das Merkwürdigste an einem Loch ist der Rand. Er gehört noch zum Etwas, sieht aber beständig in das Nichts, eine Grenzwache der Materie.

Kurt Tucholsky, Schriftsteller

Das Bild ist eine grandiose Bestätigung menschlicher Theorien und Vorstellungskraft. Das, was sich wie ein Triumph anfühlt, ist nur bedingt einer. Prof. Martin Ammon vom theoretisch-physikalischen Institut in Jena ist einerseits total begeistert und eigentlich auch enttäuscht: Man hat vorher Simulationen gerechnet, basierend auf Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Und die Simulationen stimmen sehr gut mit dem Ergebnis überein, das wir gesehen haben. Eigentlich zu gut!

Ein Wissenschaftler vor einem Computerbildschirm, auf dem eine Galxis zu sehen ist.
Porf. Martin Ammon zeigt die Entfernung unseres Sonnensystems vom Zentrum der Milchstraße. Bildrechte: Karsten Möbius/MDR

Was wir Physiker eigentlich sehen wollen, sind Abweichungen davon. Denn das würde uns auch wieder erlauben, Einsteins Allgemeinen Relativitätstheorie zu verbessern.

Prof. Martin Ammon Uni Jena

Was gibt‘s da noch zu verbessern, fragt man sich, wenn die Modelle, die Theorien mit der Wirklichkeit übereinstimmen? Es geht um nichts Geringeres als um DAS Grundproblem der modernen Physik.

Die Suche nach der Weltformel

Denn im Mikrokosmos, im Reich der Quanten, scheint die Welt anders zu ticken, als im Reich der Gravitation, der Sterne und Planeten. Physiker suchen nach Lösungen, diese beiden Welten miteinander in Einklang zu bringen, sagt Prof. Hendrik Hildebrandt von der Ruhruniversität Bochum. Manche sprechen auch von der Suche nach der Weltformel, die die Gesamtheit der Natur erklären kann.

Professor Hendrik Hildebrandt posiert für ein Foto im Anzug und lächelt in die Kamera.
Bildrechte: RUB/Marquard

Wir wissen, dass unsere fundamentalen Theorien nicht komplett sind. Es gibt da Widersprüche zwischen der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantentheorie.

Prof. Hendrik Hildebrandt RUB Bochum

Und da kommt das Schwarze Loch ins Spiel. Denn die Hoffnung wäre, so Hildebrandt, "dass man durch Beobachtung der Schwarzen Löcher evtl. eine Abweichung von der Allgemeinen Relativitätstheorie feststellen könnte, die uns dann einen Hinweis darauf gibt, wohin die Reise geht".

Grenzen der Gravitation

Vielleicht liefern ja die extremen Prozesse am Rande Schwarzer Löcher die zündende Idee für so eine neue verbindende Theorie. Dort, wo Gravitation die Materie auf Fast-Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zu Plasma werden lässt. Dort, wo die Schwerkraft so groß wird, dass sie die Materie zerreißt. Dort, wo die Extreme beider Welten aufeinandertreffen:

Schwarze Löcher sind die dichtesten Objekte, die wir kennen. Haben ein extrem großes Schwerefeld, das heißt, die Gravitation ist extrem und damit kommen wir an den Rand unserer Theorien über Gravitation.

Prof. Hendrik Hildebrandt

Um diese Extreme in Reinkultur zu beobachten, hat man sich das Schwarze Loch in der Galaxie M 87 ausgesucht hat. Es gilt als das größte Schwarze Loch, das wir im Universum kennen. Es ist so schwer wie 6,5 Milliarden Exemplare unserer Sonne und ist mit 55 Millionen Lichtjahren Entfernung unvorstellbar weit weg, aber nach astronomischen Maßstäben immer noch relativ nah an uns dran.

Nun wäre es vermessen, dass gleich das erste Bild eines Schwarzen Loches genau das liefert, wonach die Wissenschaft lechzt. Prof. Hildebrandt und Prof. Ammon glauben, dass dieses Bild der Anfang einer neuen Ära sein könnte, "weil es sozusagen ein neues Tor in der Astro- und Gravitationsphysik aufstößt. Weil man nämlich auch Schwarze Löcher, die weit von uns entfernt sind untersuchen kann" sagt Hildebrandt. "Und ich glaub auch dadurch, dass wir jetzt ein Bild haben also etwas direkt beobachtet haben, können wir genau diese Verbindung zwischen Theorie und Experiment herstellen, die in der Naturwissenschaft so wichtig ist", sagt Prof. Ammon. "Und das macht die Wichtigkeit dieser Beobachtung aus."

Dieses Foto, das diese Woche um die Welt ging, ist also nur der erste erfolgreiche Versuch, ein Schwarzes Loch in einem Bild festzuhalten. Jetzt wird es darum gehen, immer genauer hinzuschauen, um zu erfahren wie das Schwarze Loch Raum und Zeit in seiner Umgebung verändert und was mit der Materie passiert, kurz bevor sie im Schwarzen Loch verschwindet.

Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | AKTUELL | 10. April 2019 | 17:45 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 15. April 2019, 13:39 Uhr