In Christopher Nolans Film „Interstellar“ umgibt es ein Ring aus gleißendem Licht. Im Horror-Streifen „Event Horizon“ macht Regisseur Paul Anderson aus ihm sogar das Tor zur Hölle. Das Schwarze Loch ist der dunkle Punkt des Universums — und der Wissenschaft, denn es gibt kaum harte Fakten darüber.
Seine Gravitation zieht Materie und Licht an, verschluckt es scheinbar, gibt nichts wieder zurück. Im Film „Interstellar“ ist das Mysterium schnell gelöst: Schauspieler Matthew McConaughey fliegt einfach hinein und findet...na ja, das behalten wir mal für uns. Was aber wirklich im Inneren passiert, bleibt Theorie und ist in der Wissenschaft mehr als umstritten. Anhänger des Informations-Paradoxons etwa glauben, dass Informationen von Materie und Licht im schwarzen Loch schlicht zerstört werden.
Das Geheimnis liegt darin, den verschluckten Informationen zu folgen.
Um der Wahrheit auf die Spur zu kommen, müssten Forscher Messdaten in die Finger kriegen. Das ginge aber nur, wenn solche Daten aus dem schwarzen Loch wieder zurückkommen können. Das Geheimnis liegt also darin, den verschluckten Informationen zu folgen. Und genau in diese Richtung geht das Gedankenspiel eines Wissenschaftlers aus Haifa.
Jeff Steinhauer ist Physiker am Technion-Israel Institut of Technology. Er hat mit Hilfe eines Experiments mit Gas und Laserstrahlen herausgefunden, dass Schwarze Löcher Strahlung auch wieder ausspucken. „Solche Ergebnisse sind der erste von vielen Schritten, um sie zu verstehen“, sagt er. Schon bald, so ist der Forscher überzeugt, könnten Wissenschaftler feststellen, wie Strahlung im Loch festgehalten wird, oder wie es im Inneren zusammengesetzt ist.
Laut Stephen Hawking teilt sich Strahlung am Rande eines Schwarzen Lochs
Um genau zu sein, hat Steinhauer eine Theorie bewiesen, die schon seit einiger Zeit unter Wissenschaftlern diskutiert wird: Die Hawking Strahlung. Ihr zufolge wird reine Energie am äußeren Rand eines Schwarzen Lochs (dem Ereignishorizont) zu Paaren von Elementarteilchen. Bei der Abspaltung wird ein Teil wieder herausgeschossen aus dem Sog des Lochs. Diese Strahlung wäre messbar und der ein harter Beweis für die tatsächliche Existenz eines Schwarzen Lochs. Benannt ist sie nach dem britischen Physiker Stephen Hawking. Er hatte als erster die Theorie entwickelt, dass die Rückkehrer-Partikel existieren. Bisher konnte sie aber niemand nachweisen. Das hat Steinhauer jetzt geändert.
Live Coverage von der Rosetta-Landung„Ein schwarzes Loch zu simulieren, ist gar nicht so kompliziert“, erklärt er. Es verhalte sich ungefähr so wie ein reißender Fluss Wasser. Schwimmt man gegen den Strom, wird man trotzdem wieder nach hinten gezogen. Die Energie der eigenen Muskeln wird absorbiert. Gravitation verhält sich nicht anders. Steinhauer baute also ein eigenes Schwarzes Loch mit der Hilfe von Sound.
Einige der Schallwellen schafften die Flucht aus dem Sog.
Er beschleunigte Atome in einem ultrakalten Gas bis auf Schallgeschwindigkeit. Zwei Laserstrahlen steckten ihren Bewegungsraum ab. Wie bei einem Überschalljet breiteten sich Schallwellen im Gas nur hinter diesen Atomen aus. Der Grund: Sie waren langsamer als die Atome selbst. „Die Schallwellen eines Tons bei der Schallmauer verhalten sich genauso wie Lichtwellen am Ereignishorizont eines Schwarzen Loch“, erklärt Steinhauer. Und weil das so ist, schaffte er den Beweis. Denn, einigen seiner Schallwellen gelang die Flucht. Sie blieben genau beim Bruch der Schallmauer eben nicht hinter den Atomen zurück, sondern wurden zur Seite weggeschossen. „Das bedeutet, dass Hawking Recht hatte“, erläutert Steinhauer.
In der wissenschaftlichen Community stoßen seine Ergebnisse auf Begeisterung. William Unruh etwa, der sich seit Jahrzehnten mit Schwarzen Löchern beschäftigt, sagte gegenüber Science News: „So nah dran an Hawkings Strahlung war bisher niemand“. Steinhauer selbst mahnt zu Vorsicht: „Wir wissen jetzt, dass es die Strahlung gibt, sie wird aber sehr schwach und kaum messbar sein“. Die nächste Herausforderung wäre, sie im Sternenhimmel zu finden.
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