Nie zuvor waren Schwarze Löcher so leuchtend wie heute.
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Aber in den 1970er Jahren sagte der renommierte Physiker Stephen Hawking, dass er sie ärgerlich fand. Obwohl er die allgemeine Weisheit akzeptierte, dass schwarze Löcher vollständig schwarz waren, zeigten seine Gleichungen, dass sie Partikel emittierten, die ein schwaches Leuchten ausstrahlten, das wir jetzt Hawking-Strahlung nennen. "Ich habe mich daher sehr bemüht, diesen peinlichen Effekt loszuwerden", sagte er. "Aber je mehr ich darüber nachdachte, desto mehr weigerte es sich, wegzugehen."
Am 18. April hielt Hawking im Sanders Theatre der Harvard University einen Vortrag, um eine neue Black Hole Research Initiative zu eröffnen, die in Zusammenarbeit mit dem Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ihren Hauptsitz an der Universität haben soll.
Diese Bemühungen zielen darauf ab zu untersuchen, wie sich diese Wesenheiten verhalten - und das Rätsel, was passiert, wenn Sie sich in sie wagen.
Die neue Initiative unter der Leitung des Harvard-Astrophysikers Avi Loeb bringt ein Ausrufezeichen auf das, was für Schwarze Löcher schon ein ziemlich gutes Jahrhundert war. Ein neuer Höhepunkt war im Februar dieses Jahres das Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorium (LIGO), in dem erstmals Gravitationswellen nachgewiesen wurden. Dies bestätigt eine wichtige Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein. Diese Wellen in der Raumzeit wurden durch die entfernte Kollision von zwei Schwarzen Löchern ausgelöst, die jeweils ein paar Dutzend Mal schwerer als die Sonne waren.
Dieses Signal war vielleicht der greifbarste Beweis dafür, dass es solche bizarren Objekte tatsächlich gibt. Besser noch, es zeigte sich, dass sie sich so bewegen, wie es die Wissenschaftler berechnet haben. "LIGO hat ein neues Fenster in unserem Universum geöffnet", sagte Hawking in Harvard. "Da mehr Entdeckungen erwartet werden, bin ich von der Möglichkeit neuer Entdeckungen begeistert."
„Wenn du dich in einem schwarzen Loch fühlst, gib nicht auf. Es gibt einen Ausweg “, scherzte der Kosmologe Stephen Hawking, nachdem er eine neue Harvard-Smithsonian-Initiative ins Leben gerufen hatte. (SAO / CfA) Doch so sehr Schwarze Löcher ins Rampenlicht rücken, spiegelt Hawkings eigene Geschichte den gewundenen Weg wider, den diese Objekte genommen haben, um dorthin zu gelangen.
Mehrere Redner erinnerten sich daran, wie Einstein 1915 erstmals seine allgemeine Relativitätstheorie vorstellte, eine Darstellung der Realität, in der die Raumzeit um massive Objekte schwankt. Weniger als einen Monat nach Einsteins letztem Vortrag an der Berliner Akademie fand der Astronom Karl Schwarzschild die erste vollständige Lösung für Einsteins Gleichungen.
Dieser Triumph ging mit einer beunruhigenden Fußnote einher: Die Lösung implizierte, dass eine kleine Raumsphäre existieren könnte, aus der nichts, nicht einmal Licht, entweichen könnte. Einstein, beeindruckt von Schwarzchilds mathematischem Einfallsreichtum, bezweifelte jedoch, dass so etwas mehr als ein Gedankenexperiment sein könnte. Auch Schwarzchild ging davon aus. Es sei "eindeutig nicht von physikalischer Bedeutung", schrieb er in einem Zeitschriftenartikel.
Heute erkennen wir, dass diese sogenannten „magischen Sphären“ existieren können und existieren. Wir wissen zum Beispiel, dass jede Galaxie mit Selbstachtung eine in ihrem Kern hat. Aber dasselbe Muster taucht immer wieder in der Black-Hole-Geschichte auf, eine Saga, die auch die Wissenschaftsautorin Marcia Bartusiak in ihrem Buch Black Hole von 2015 erzählt. Wenn sich Physiker diesem Thema nähern, neigen sie dazu, in dornige, unerwartete Probleme hineingezogen zu werden, die sich einer einfachen Erklärung entziehen.
Wie die Schwarzen Löcher selbst wird nun Hawkings Strahlung akzeptiert. Aber auch heute noch erregt seine Haupteinsicht, ausgedrückt in einer Gleichung, die die Oberfläche eines Schwarzen Lochs mit den darin enthaltenen Informationen in Beziehung setzt, Unruhe. "Schwarze Löcher folgen einer sehr eleganten und einfachen Gleichung", sagte Andrew Strominger, ein Physiker, der mit Hawking zusammenarbeitet und sich der neuen Initiative anschließt. „Wir haben keine Ahnung, was es bedeutet. Wir sind von dieser Gleichung genauso tief verwirrt wie Einstein in den 1930er Jahren über die Lösung von Schwarzschild. “
Die Lösung dieses Rätsels, um zu erklären, wie Schwarze Löcher Details über die Sache, die sie schlucken, aufzeichnen, ist ein Hauptziel der Harvard-Smithsonian-Initiative. Andere offene Fragen betreffen den Ursprung massereicher Schwarzer Löcher, die im fernen Universum als helle Quasare gesehen werden, und die Art und Weise, wie riesige Schwarze Löcher die Galaxien formen, die sie umkreisen.
Loeb, der Gründungsdirektor des Programms, glaubt, ein Team zusammengestellt zu haben, das gute Chancen hat, Antworten zu finden. Wenn die Vereinten Nationen ihn aufforderten, eine Liste von Experten für Schwarzes Loch für einen interstellaren Wissenschaftswettbewerb zu erstellen, überlegte er, wen er auswählen würde.
"Ehrlich gesagt sind die besten Leute auf meiner Liste im Team", sagte er zum Lachen. „Ich denke, mit diesem Team können wir jeden in der Milchstraße schlagen, das ist sicher. Ich weiß nichts über das Universum. “
Nach einem Jahrhundert, in dem Schwarze Löcher von theoretischen Belästigungen zu unbestrittenen Tatsachen wurden, könnte seine ironische Positivität eine Änderung der Einstellungen widerspiegeln. Während die Widersprüche und Verwirrungen von Schwarzen Löchern anfangs Forschern wie Hawking „peinlich“ waren, ziehen Forscherteams wie LIGO und Loeb die gleichen knorrigen Probleme an.
Hawkings eigene Rede endete mit einer ähnlichen Note des Optimismus. "Die Botschaft dieser Vorlesung ist, dass schwarze Löcher nicht so schwarz sind, wie sie gemalt werden", sagte er. „Wenn du dich in einem schwarzen Loch fühlst, gib nicht auf. Es gibt einen Ausweg. "
