Sie entdeckte das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie. Diese Woche hat sie es endlich gesehen

F und A: Sie entdeckte das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie.  Diese Woche hat sie es endlich gesehen

Bildnachweis: EHT Collaboration, CC BY-SA

Diese Woche bekam die Welt zum allerersten Mal einen Blick auf Schütze A*, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie. Das Bild eines verschwommenen goldenen Rings aus überhitztem Gas und gebeugtem Licht wurde vom Event Horizon Telescope aufgenommen, einem Netzwerk aus acht über den Globus verstreuten Radioobservatorien.

Feryal Özel, ein Astronom der University of Arizona und Gründungsmitglied des EHT-Konsortiums, sagte, das Bild des Schwarzen Lochs zu sehen, sei wie endlich im wirklichen Leben eine Person zu treffen, mit der man nur online interagiert hat.

Für Andrea Ghez, eine Astrophysikerin an der UCLA, war die Begegnung vielleicht eher so, als würde eine Biografin ihr Thema nach Jahrzehnten der Verfolgung treffen.

Im Jahr 2020 wurde Ghez für ihre Rolle bei der Entdeckung eines supermassereichen Objekts im Kern der Milchstraße mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Dieses Objekt ist jetzt als Sagittarius A* oder kurz Sgr A* bekannt.

Ghez untersucht das Zentrum unserer Galaxie und die Umlaufbahnen von Tausenden von Sternen, die das dichte Objekt in seinem Herzen umkreisen. Obwohl sie nicht am EHT-Projekt beteiligt war, sagte sie, dass seine „beeindruckenden“ Errungenschaften – einschließlich der Enthüllung des Schwarzen Lochs im Jahr 2019, das eine ferne Galaxie namens Messier 87 verankert – faszinierende neue Möglichkeiten für die Erforschung des Kosmos bieten.

Die Los Angeles Times sprach mit ihr über Schwarze Löcher, kosmische Überraschungen und was Einstein mit der GPS-App auf Ihrem Handy zu tun hat. Das Interview wurde aus Gründen der Länge und Klarheit bearbeitet.

Wie fühlt es sich an, endlich das zu sehen, was man während seiner Karriere studiert hat?

Es ist super spannend. Wir leben in einer wirklich interessanten Zeit, in der die Technologie in so vielen Bereichen so schnell voranschreitet und uns neue Einblicke in diese unglaublich exotischen Objekte gewährt.

Sieht es anders aus als gedacht?

Nicht wirklich. Es ist bemerkenswert ähnlich. Sie sollten diesen Ring bei etwa dem Zweieinhalbfachen des Schwarzschild-Radius (dem Radius des Ereignishorizonts, der Grenze um ein Schwarzes Loch, hinter der kein Licht oder Materie entweichen kann) sehen. Das ist die Vorhersage, wo sich die Schwerkraft biegen sollte, und genau dort sehen Sie es. Das ist beeindruckend.

Wie sehr haben sich die technologischen Möglichkeiten für Forscher verändert, seit Sie mit der Erforschung schwarzer Löcher begonnen haben?

Riesige, riesige Fortschritte. Ich sage oft, wir surfen auf einer Welle der technologischen Entwicklung. Alles, was wir tun, kann wirklich als technologiegestützte Entdeckung bezeichnet werden.

Eines der Dinge, die ich an der Arbeit in diesen Bereichen liebe, in denen sich die Technologie sehr schnell entwickelt, ist, dass Sie die Möglichkeit haben, das Universum auf eine Weise zu sehen, die Sie vorher nicht sehen konnten. Und so oft offenbart das unerwartete Entdeckungen.

Wir haben wirklich Glück, dass wir in einer Zeit leben, in der sich die Technologie so schnell weiterentwickelt, dass man die Lehrbücher wirklich neu schreiben kann. Das Event Horizon Telescope ist eine ähnliche Geschichte.

Welche unbeantworteten Fragen über das Universum reizen Sie am meisten?

Ich habe im Moment ein paar Favoriten. Worüber ich sehr aufgeregt bin, ist unsere Fähigkeit, zu testen, wie die Schwerkraft in der Nähe der Erde funktioniert supermassives Schwarzes Loch unter Verwendung von Sternenumlaufbahnen und auch als Sonde für dunkle Materie im Zentrum der Galaxie. Beides sollte sich auf den Umlaufbahnen niederschlagen.

Eine einfache Art, wie ich darüber nachdenke, ist: Beim ersten Mal sagen Ihnen diese Umlaufbahnen die Form. Und danach können Sie detailliertere Fragen stellen, weil Sie irgendwie wissen, wo im Weltraum sich der Stern befindet.

Zum Beispiel dreht sich S0-2 (mein Lieblingsstern in der Galaxie und wahrscheinlich im Universum) alle 16 Jahre umher. Jetzt befinden wir uns in der zweiten Passage, und das gibt uns die Gelegenheit, Einsteins Theorien auf andere Weise zu testen als das, was das Event Horizon Telescope untersucht, und auch die Menge an dunkler Materie einzuschränken, die Sie im Zentrum des Teleskops erwarten könnten Galaxis. Es gibt Dinge, die wir an den frühen Ergebnissen nicht verstehen, und für mich ist das immer der aufregendste Teil einer Messung – wenn die Dinge keinen Sinn ergeben.

Wie gehen Sie in diesen Momenten vor?

Sie müssen mit Ihrem Prozess vollkommene Integrität haben. Dinge können keinen Sinn ergeben, weil Sie einen Fehler machen, was das uninteressante Ergebnis ist, oder sie machen keinen Sinn, weil es etwas Neues zu entdecken gibt. Dieser Moment, in dem Sie sich nicht sicher sind, ist super interessant und aufregend.

Wir haben gerade diese Objekte im Zentrum der Galaxie entdeckt, die sich auszudehnen scheinen, wenn sie sich dem Schwarzen Loch nähern, und dann kompakter werden. Sie werden Gezeitenwechselwirkungen genannt. Wenn Sie an den Film „Interstellar“ mit dieser großen riesigen Flutwelle denken, wäre das wie eine große Flutwelle, die einfach vom Planeten abhebt. Wenn wir Sterne mit solchen Wechselwirkungen sehen, bedeutet das, dass der Stern, ich weiß nicht, hundertmal größer sein muss als alles, was wir in dieser Region vorhergesagt haben. Da kratzt man sich am Kopf.

Bekräftigt das neue Bild von Sgr A* Ihre Erkenntnis, dass Einsteins allgemeine Relativitätstheorie vorerst am besten zu erklären scheint, wie die Schwerkraft im gesamten Universum wirkt?

Ja. Absolut. Schwarze Löcher stellen gewissermaßen den Zusammenbruch unseres Verständnisses dar, wie die Schwerkraft funktioniert. Wir wissen nicht, wie wir Schwerkraft und Quantenmechanik zusammenarbeiten lassen können. Und Sie müssen diese beiden Dinge zusammenarbeiten, um zu erklären, was ein Schwarzes Loch ist, denn ein Schwarzes Loch ist eine starke Schwerkraft plus ein verschwindend kleines Objekt.

Warte was? Ich dachte, schwarze Löcher wären riesig

Nein. Das Bild zeigt die Phänomene, die um das Schwarze Loch herum passieren. Das Schwarze Loch hat keine endliche Größe, aber es gibt diese abstrakte Größe des Ereignishorizonts, der der letzte Punkt ist, an dem Licht entkommen kann. Und dann konzentriert sich die gravitative Wechselwirkung mit lokalem Licht in diesem Ring, der zweieinhalb Mal größer ist als der Ereignishorizont.

Das wissen wir jedenfalls Schwarze Löcher stellt den Zusammenbruch unseres Wissens dar. Deshalb testen dort alle immer wieder Einsteins Vorstellungen über die Schwerkraft, denn irgendwann erwartet man, das zu sehen, was man die erweiterte Version der Schwerkraft nennen könnte, so wie Einstein die erweiterte Version von Newtons Version war.

Kann man sagen, dass die Newtonschen Gesetze ganz gut erklären, wie die Schwerkraft hier auf unserem kleinen Planeten funktioniert, aber wir brauchen Einstein, wenn wir uns auf den Weg ins Universum machen?

Ja, bis auf das, was wir heute für selbstverständlich halten: unsere Handys. Die Tatsache, dass wir uns so gut auf Google oder Waze oder Ihrer bevorzugten Verkehrs-App finden können, liegt daran, dass GPS-Systeme Ihr Telefon in Bezug auf Satelliten positionieren, die um die Erde kreisen. Diese Systeme müssen Einsteins Version der Schwerkraft verwenden. Also ja. Wir könnten Newton benutzen, bis uns solche Dinge wichtig sind.


Das neue Schwarze Loch der Milchstraße zu sehen, ist “nur der Anfang”: US-Forscher


©2022 Los Angeles Times.
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Zitieren: Q and A: Sie entdeckte das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie. Diese Woche hat sie es endlich gesehen (2022, 16. Mai), abgerufen am 17. Mai 2022 von https://phys.org/news/2022-05-black-hole-center-galaxy-week.html

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