Zoom-Zugangsdaten: Thema: Physikalisches Kolloquium
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Prof. Dr. Claus Lämmerzahl
(ZARM, Univ. Bremen)
Schwarzen Löchern auf der Spur - zum Nobelpreis für Physik 2020
Der diesjährige Nobelpreis wurde - vereinfacht gesagt - für die Vorhersage und den Nachweis von Schwarzen Löchern vergeben. Damit wurde in kürzester Zeit nach den Gravitationswellen und der Kosmologie die dritte revolutionäre Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein mit einem Nobelpreis geehrt.
Schwarze Löcher sind Lösungen der Einsteinschen Vakuum-Feldgleichungen. Ihre charakteristischen Merkmale sind die Existenz eines Horizontes, den Teilchen nur in einer Richtung durchqueren können, und einer Singularität, in der die Physik, wie wir sie kennen, zusammenbricht.
Da man Schwarze Löcher nicht direkt sehen kann, kann man auf ihre Existenz nur indirekt aufgrund physikalischer Phänomene in ihrer Nähe schliessen, wie z.B. aus der Bewegung von Sternen, aus Lichteffekten wie den Schatten, oder der Dynamik von Akkretionsscheiben und hochenergetischer Jets. Der Nobelpreis würdigt die Beobachtung von Sternen in der Nähe des supermassiven Schwarzen Loches im Zentrum unserer Milchstrasse, aus denen man auf ein hochkompaktes Objekt schliessen kann, welches nach der heutigen Kenntnis der Materie nur ein Schwarzes Loch sein kann.
Neben diesen Beobachtungen liefert aber auch die Allgemeine Relativitätstheorie, dass sehr allgemeine und unkritische Vorstellungen der Eigenschaften von Materie die Existenz von Schwarzen Löchern und von Singularitäten erzwingen. Diese Aussagen werden ebenfalls durch den Nobelpreis gewürdigt.
Damit ist die Forschung zu Schwarzen Löchern natürlich noch nicht an ihr Ende gekommen. Es gibt weiterhin offene Probleme wie z.B. den Kollaps von Sternen zu Schwarzen Löchern, die kosmische Zensur, das no-hair-Theorem, die Stabilität Schwarzer Löcher, die Formulierung der Quantenmechanik in Raum-Zeiten Schwarzer Löcher und natürlich was denn aus Schwarzen Löchern im Rahmen einer Quantengravitationstheorie wird.