Erstes Bild eines Schwarzen Lochs
So sieht er aus, der erste direkte visuelle Nachweis eines Schwarzen Lochs. Foto: Event Horizon Telescope (EHT) | Foto: Event Horizon Telescope (EHT)

Erstes Bild vom Schwarzen Loch

Der eigentlich undarstellbare Feuerring

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Von wegen nüchterne Formel-Fetischisten: Dieser Physiker ist völlig aus dem Häuschen. „Was Sie hier vor den Augen haben, sieht wie ein Feuerring aus, der von der Gravitationskraft geformt wurde“. Heino Falcke von der Radboud Universität im niederländischen Nijmegen schaut triumphierend auf das Riesenbild von einem scheinbar rot glühenden Donut über seinem Kopf und legt nach: „Es fühlt sich an, wie auf das Tor zur Hölle zu schauen, wo die Zeit und der Raum enden“.

An diesem Mittwochnachmittag wird auf dem Planeten Erde Geschichte geschrieben. Zeitgleich verkünden Forscher in sechs Städten, in sechs Sprachen einen großen Durchbruch in der Weltraumforschung und scheuen dabei nicht, Ausdrücke wie „lebensverändernde Erfahrung“ und „heldenhaft“ in den Mund zu nehmen. Erstmals ist es den Menschen gelungen, in einer Entfernung von 55 Lichtjahren das eigentlich Undarstellbare abzubilden, einen dunklen Schatten vor dem Hintergrund der leuchtenden Materie, geworfen von einem der rätselhaftesten Objekte des Universums, das bislang nur als ein mathematisches Modell existiert hat.

Erster visueller Nachweis

Der feuerrote Ring in der Galaxie M87 ist der erste visuelle Nachweis eines supermassiven Schwarzen Lochs, etwa 40 Milliarden Kilometer im Durchmesser und unvorstellbare 6,5 Milliarden Mal so schwer wie unsere Sonne. Um es abzubilden, schufen Wissenschaftler ein gigantisches Teleskop, das so groß ist wie unsere Erde. Genauer gesagt, handelt es sich bei dem Projekt „Event Horizon“ um acht auf dem ganzen Globus verteilte Radioteleskop-Observatorien. Gemeinsam geschaltet, erreichen sie eine Detailschärfe, mit der sich umgerechnet noch von Berlin aus eine Zeitung in New York lesen lassen würde.

Unvorstellbare Menge an Daten

Mithilfe einer Atomuhr präzise synchronisiert, beobachtete dieses virtuelle Teleskop im Jahr 2017 tagelang ein Objekt im Sternbild Jungfrau, das Wissenschaftler vor Jahren als ein mögliches gefräßiges Schwerkraftmonster identifiziert haben. Später wurde der enorme Datenstrom der Observatorien (jeweils 350 Terabyte pro Tag) miteinander kombiniert, auf Supercomputern ausgewertet und mit mathematischen Modellen verglichen. Das Ergebnis verschlug manchem Astronomen den Atem: Nicht nur sahen sie damit die Allgemeine Relativitätstheorie Einsteins bestätigt. Die Experten waren auch in der Lage, die Masse des Schwarzen Lochs zu messen und anhand der ungleichmäßigen Leuchtkraft des Rings zu bestimmen, dass das Objekt selbst oder die Materie um es herum im Uhrzeigersinn rotiert.

Materielose Masse

Wenn der Fusionsofen der alternden Sterne ausgeht, fallen sie in sich zusammen und verwandeln sich in kompakte „Weiße Zwerge“ – das mutmaßliche Schicksal unserer Sonne in Milliarden von Jahren –, in noch kompaktere Neutronensterne oder eben in Schwarze Löcher. „Das ist ein Objekt, das nicht mehr aus Materie besteht, wie wir sie kennen, sondern nur noch ‚materielose‘ Masse hat.“, erklärt im BNN-Gespräch Manfred Gaida, Astronom am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Ein großes Rätsel des Weltalls sind die Schwarzen Löcher, die wenig über sich preisgeben. Auf dieser Visualisierung sieht man, wie Materie in das Loch fällt. Foto: imago/Science Photo Library

Nach seinen Worten wüssten Forscher heute nicht viel mehr darüber: „denn es besteht keine klassische Möglichkeit, hinter die Informationsgrenze des Ereignishorizonts zu blicken.“ Gaida definiert diesen Horizont als eine undurchdringliche Grenze: „Alles, was diesseits ist, kann das schwarze Loch nach den Regeln der Physik noch verlassen. Was jenseits des Horizontes ist, bleibt im Schwarzen Loch gefangen.“ So auch Materie und Licht.

DLR-Fachmann spricht von Meilenstein

Der DLR-Fachmann nennt das von der EU finanziell geförderte Projekt „eine große technologische Leistung“. Die Astrophysiker seien jetzt in der Lage, „etwas sichtbar zu machen, was man bislang nur ahnen und mathematisch simulieren konnte“, erklärt er. Nach diesem Meilenstein gebe es noch sehr viel zu entdecken, stellt Gaida klar. „Massereiche schwarze Löcher, die viele Millionen Sonnenmassen haben, findet man in jeder ,ordentlichen’ Galaxie. Wie und wann sind sie im Verlauf der kosmischen Entwicklung entstanden?“ Das seien die offenen Fragen der nächsten Jahrzehnte.

Zeitsprünge nicht möglich

Eines ist den Astrophysikern aber heute schon klar: So wie in Science-Fiction-Filmen oft gezeigt, werden sich Schwarze Löcher nie für „Sprünge“ durch Zeit und Raum nutzen lassen. Ihre Gravitation sei so stark, das Menschen das einfach nicht überleben würden, erklärt Manfred Gaida. „Nicht alles, was die Mathematik, der Blindenstock des Physikers, erlaubt, wie zum Beispiel Überlichtgeschwindigkeit und Zeitumkehr, ist in der Natur tatsächlich realisiert.“

Löcher zum Gruseln

Die unheimlichen Gestalten der Schwerkraftmonster, die alles in ihrem Weg zermalmen, haben Menschen seit Jahrzehnten fasziniert. In der Literatur, im Film, der Kunst und Musik finden sich zahlreiche Werke, die um Schwarze Löcher kreisen. Ihnen allen ist eines gemeinsam: Die zumeist dramatische Begegnung unserer Spezies mit dem rätselhaften Nichts geht selten gut aus.

So erleben im düsteren Science-Fiction-Schocker „Das Schwarze Loch“(1979) mit Maximilian Shell die Astronauten beim Sturz durch das Loch höllenartige Visionen, ehe sie in einer unbekannten Ecke des Weltalls landen. Ein Höllenmotiv gibt es auch im erfolgreichen Hollywood-Horrorstreifen „Event Horizon“ (1997): Hier bringt ein mysteriöses Schwarzes Loch Tod und Verderben über ein Raumschiff, das zum grauenhaften Geisterschiff wird.

Soundgardens Megahit „Black Hole Sun“

Im Buch „Earth“ (1990) des US-Autors David Brin geht es um ein künstliches Mini-Loch, das in das Erdeninnere eingedrungen ist und unseren Planeten zu verschlingen droht. 1994 katapultierte der surreale Grunge-Hit „Black Hole Sun“ die US-Band Soundgarden an die Spitze der Musikcharts, Frontmann Chris Cornell sang darin unter anderem von einer schwarzen Sonne, die seine Angst ertränkt. Im Video dazu werden Bewohner einer blühenden US-Vorstadtidylle mit einem unnatürlichen Grinsen in ein klaffendes Schwarzes Loch im Himmel eingesaugt.

Und dann gab es noch einen seltsamen Unfall im Museum Serralves der portugiesischen Stadt Porto: Der britische Künstler Anish Kapoor hatte dort inmitten eines Betonwürfels ein „Schwarzes Loch“ installiert, einen „Raum voller Dunkelheit“, der dank einer optischen Täuschung unendlich tief gewirkt hat. Ein Besucher der Ausstellung fiel in das Loch hinein – immerhin kam er dann leicht verletzt wieder heraus.