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Rasender Stern am Schwarzen Loch: Einstein besteht weiteren Test

Mit immer ausgefuchsteren Methoden prüfen Forscher Einsteins Relativitätstheorie: Und sie kommen zum gleichen Ergebnis.

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Künstlerische Darstellung eines Sterns am Schwarzen Loch

(Bild: Nicolle Fuller/National Science Foundation)

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Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie hat den nach Forscherangaben bislang umfassendsten Härtetest bestanden: Selbst unter den extremen Bedingungen im Umfeld eines supermassereichen Schwarzen Lochs behält die Theorie ihre volle Gültigkeit, wie ein US-Team im Fachblatt Science berichtet. Die Wissenschaftler um Andrea Ghez von der Universität von Kalifornien in Los Angeles beobachten seit 24 Jahren einen Stern, der eng um das gigantische Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße kreist. Dabei konnten sie jetzt die Gravitationsrotverschiebung nachweisen: Das Schwarze Loch macht durch seine extreme Schwerkraft das Sternenlicht rötlicher.

"Wir haben uns gefragt, wie sich die Schwerkraft nahe einem supermassereichen Schwarzen Loch verhält, und ob Einsteins Theorie uns die ganze Geschichte erzählt", erläuterte Ghez in einer Mitteilung ihrer Universität. Das Schwarze Loch im Herzen unserer Milchstraße besitzt die Masse von ungefähr vier Millionen Sonnen. Im vergangenen Jahr verfolgten die Forscher, wie der Stern mit der Bezeichnung S0-2 mit 26 Millionen Kilometern pro Stunde durch den Punkt der größten Annäherung an das Schwarze Loch fegte, das er einmal alle 16 Jahre umrundet. "Unsere Beobachtungen sind konsistent mit Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie", berichtete Ghez.

Während die Allgemeine Relativitätstheorie bereits viele Tests in vergleichsweise schwachen Gravitationsfeldern bestanden hat, war sie im vergangenen Jahr von einer anderen Gruppe erstmals unter den Extrembedingungen in der Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße getestet worden – ebenfalls mit Erfolg.

Das Team um Ghez konnten nun nicht nur das bislang präziseste Bewegungsbild des Sterns an dem Schwerkraftmonster in drei Dimensionen gewinnen, sondern bestätigte bei ihm erneut die Gravitationsrotverschiebung, ein charakteristisches Merkmal der Allgemeinen Relativitätstheorie. Das Licht wird durch die gigantische Gravitation gestreckt und dadurch immer röter.

Aufnahme der Sterne am Schwarzen Loch über einen Zeitraum von fast 20 Jahren Quelle: ESO/MPE (Quelle: ESO/MPE)

"Einstein hat Recht, jedenfalls für den Moment", kommentierte Ghez. "Allerdings zeigt seine Theorie definitiv Verwundbarkeit. Sie kann die Schwerkraft in einem Schwarzen Loch nicht völlig erklären, und irgendwann werden wir uns zu einer umfassenderen Theorie der Gravitation jenseits von Einsteins Theorie bewegen müssen, die erklärt, was ein Schwarzes Loch ist." Ihre aktuelle Analyse haben die Forscher in einer Visualisierung anschaulich gemacht, in der Interessierte die Beobachtungen nachvollziehen können. (mho)