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Schwarze Löcher: Berühmte Theorie von Stephen Hawking ist endlich bestätigt

Eine von Stephen Hawkings berühmtesten Theorien über schwarze Löcher hat sich als wahr herausgestellt. Forscher:innen konnten sie beweisen.

Stephen Hawking
Eine der wichtigsten Theorien von Stephen Hawking zu schwarzen Löchern konnte endlich bewiesen werden. Foto: Jemal Countess/Getty Images

Während seiner Lebenszeit befasste sich der geniale Physiker Stephen Hawking vor allem mit schwarzen Löchern, weil er überzeugt war, dass sie ein wichtiger Schlüssel zu den Geheimnissen des Universums waren. Jetzt, über drei Jahre nach seinem Tod, ist es Wissenschaftler:innen gelungen, eine seiner wichtigsten Theorien zu beweisen.

Stephen Hawking und die schwarzen Löcher

Im Jahr 1971 leitete der heute weltberühmte Physiker Stephen Hawking aus der Einstein’schen Relativitätstheorie ab, dass die Oberfläche eines schwarzen Lochs niemals kleiner werden kann.

Diese Idee von Hawking deckte sich mit dem zweiten Gesetz der Thermodynamik, welches besagt, dass eine Entropie (die Verlaufsrichtung eines Wärmeprozesses) in einem geschlossenen System immer weiter zunehmen muss. Weil die Entropie eines schwarzen Lochs in direkter Verbindung zu seiner Oberfläche steht, bedeutete dies für Hakwing, dass beide Größen immer nur zunehmen, aber niemals abnehmen können. Der Beweis von Stephen Hawkings Theorie gelang mithilfe der Wellen in der Raumzeit, die vor langer Zeit entstanden sind, als zwei weit entfernte schwarze Löcher miteinander verschmolzen, berichtet Space.com.

Kollision schwarzer Löcher bringt den Beweis

Dazu wurde ein 3.000 Kilometer langer Laserstrahl verwendet, der Verzerrungen in der Raumzeit an Veränderungen in der Weglänge erkennen kann: Das Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (kurz LIGO). Mit seiner Hilfe analysierten die Forscher Verzerrungen im Raum-Zeit-Gefüge, die entstanden, als sich vor 1,3 Milliarden Jahren zwei schwarze Löcher mit hoher Geschwindigkeit spiralförmig einander annäherten und miteinander verschmolzen, wobei ein neues, größeres schwarzes Loch entstand.

Indem die Forscher:innen die Masse und den Spin der beiden schwarzen Löcher vor und nach der Kollision berechneten, konnten sie Rückschlüsse auf die Oberflächengröße der Löcher vor der Kollision ziehen.

Ergebnis bestätigt Hawkings Theorie

Das Ergebnis zeigte: Die Oberfläche des neu entstandenen schwarzen Loches war größer als die Oberfläche der beiden kleineren schwarzen Löcher zusammen. Laut Aussagen der Forscher bestätigt diese Entdeckung die Theorie von Stephen Hawking mit einer Wahrscheinlichkeit von über 95 Prozent. Die Resultate der Untersuchung wurden im Fachjournal Physical Review Letters veröffentlicht.

Es bleiben offene Fragen

Auch wenn der Beweis von Hawkings Theorie einen wichtigen Schritt darstellt, bleiben noch viele offene Fragen. So widerspricht beispielsweise diese Theorie langfristig einer anderen Idee von Hawking, nach der schwarze Löcher nach den Prinzipien der Quantenmechanik mit der Zeit schrumpfen und verdampfen. Die Widersprüche zwischen diesen beiden Theorien und den ihnen zugrundeliegenden fundamentalen Prinzipien (Relativitätstheorie und Quantenmechanik) aufzulösen oder in Einklang zu bringen, ist eine der größten Herausforderungen der modernen Physik.

Bestimmt weißt du schon, dass Stephen Hawking Zeit seines Lebens unter einer Krankheit litt, die ihn in späteren Phasen an den Rollstuhl fesselte. Wir erklären dir, was es mit Hawkings Krankheit ALS auf sich hat. Ein beeindruckendes Video zeigt, was passieren würde, wenn es auf der Erde ein schwarzes Loch geben würde.

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