Schwarzes Loch

Susanne Sonntag

Frankfurt am Main (Weltexpresso) - Prof. Luciano Rezzolla und sein Team erhalten zusammen mit 347 Forscherinnen und Forschern der weltweiten Event Horizon Telescope Collaboration für ihre bahnbrechenden Leistungen den Breakthrough Prize 2020. Wir hatten über die Forschungen mehrfach berichtet.

Es sind herausragende und unverzichtbare Leistungen bei der Mitentwicklung des ersten direkten Bildes eines Schwarzen Lochs, wofür die Forscherinnen und Forscher um den Astrophysiker Prof. Luciano Rezzolla von der Goethe-Universität zusammen mit 347 weiteren Forschern der Event Horizon Telescope Collaboration aus der ganzen Welt den mit mit 3 Millionen US-Dollar dotierten Breakthrough Prize 2020 der gleichnamigen Stiftung erhalten. Die Gruppe der Goethe-Universität ist mit 10 Preisträgern eine der größten der gesamten Kooperation, die insgesamt 140 Institutionen umfasst.

Mit Hilfe von insgesamt acht Radioteleskopen (inzwischen sind drei weitere dazu gekommen) rund um den Globus gelang es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im April 2019, den ersten direkten visuellen Beweis für das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie Messier 87 zu erbringen. Der Preis wird zu gleichen Teilen auf alle Mitautoren der beteiligten wissenschaftlichen Publikationen aufgeteilt und am 3. November vergeben.

Die Gruppe von Luciano Rezzolla hat grundlegende Beiträge zur theoretischen Interpretation der Ergebnisse in allen Stadien der Beobachtung geleistet: Sie simulierte auf Supercomputern, wie Materie in einer ringförmigen Scheibe das Schwarze Loch umkreist und hineingesogen wird und wie die Lichtstrahlen durch die ungeheure Gravitation um das Schwarze Loch herum verbogen werden. Ebenso galt es, verschiedene Alternativen zu Schwarzen Löchern auszuschließen, die ebenfalls mit der Allgemeinen Relativitätstheorie vereinbar sind. „Die Konfrontation der Theorie mit den Beobachtungen ist für einen theoretischen Physiker immer ein dramatischer Moment. Wir waren sehr erleichtert und auch stolz, dass die Beobachtungen so gut mit unseren Vorhersagen übereinstimmten“, so Luciano Rezzolla.

Die Präsidentin der Goethe-Universität, Prof. Dr. Birgitta Wolff: „Wir alle freuen uns zusammen mit Luciano Rezzolla und seinem Team über diese wichtige globale Auszeichnung. Herzlichen Glückwunsch an all unsere KollegInnen, die daran beteiligt sind! Es ist unvergessen, wie begeistert die ZuhörerInnen im brechend vollen Hörsaal 1 am Riedberg-Campus waren, als Luciano Rezzolla am 17. April zusammen mit seinen Kollegen vom europäischen Konsortium (Prof. Michael Kramer vom Max Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und Prof. Heino Falcke von der niederländischen Radboud Universität) erstmals die Ergebnisse der gemeinsamen Forschung an der Goethe-Universität vorgestellt hat. Das war ein Fest für die Faszinationskraft auch sehr abstrakter Wissenschaft. Ich hoffe, dass aus dieser großartigen globalen Kooperation weitere bahnbrechende Forschungsergebnisse entstehen.“

Die für Forschung verantwortliche Vizepräsidentin der Goethe-Universität, Prof. Simone Fulda, sagte: „Wir sind stolz, als Goethe-Universität in so prominenter Weise an einem echten wissenschaftlichen Durchbruch von globaler Bedeutung beteiligt zu sein und beglückwünschen Luciano Rezzolla und sein Team für die herausragenden Leistungen, die dahinter stehen. Die Physik ist ein wichtiger Forschungsschwerpunkt, der das Forschungsprofil der Goethe-Universität seit vielen Jahren prägt.“

„Es ist eine große Ehre und eine große Freude zu sehen, dass die Arbeit an der Goethe-Universität höchste Anerkennung gefunden hat und dazu beigetragen hat, die Grenzen unseres Verständnisses von Grundlagenphysik zu erweitern. Es ist auch eine faire Anerkennung dessen, was letztlich eine Teamarbeit und damit eine gemeinsame Belastung und Herausforderung für viele Wissenschaftler auf der ganzen Welt war“, sagte Luciano Rezzolla.

Gemeinsam untersuchten die diesjährigen Preisträger des Breakthrough Prize die Galaxie Messier 87, um das erste Bild eines schwarzen Lochs aufzunehmen. Als bahnbrechend erachtete die Jury dabei, dass die Forscher die verschiedenen beteiligten Teleskope rund um den Globus so mit Atomuhren synchronisierten, dass daraus ein virtuelles Teleskop so groß wie die Erde mit beispielloser Auflösung entstand. Das Bild des supermassiven Schwarzen Lochs in der Mitte der Galaxie Messier 87 wurde nach sorgfältiger Analyse der Daten mit neuartigen Algorithmen und Techniken erhalten und zeigt einen hellen Ring, der den Punkt markiert, an dem das Licht das Schwarze Loch umkreist und eine dunkle Region umgibt, in der das Licht nicht aus der Anziehungskraft des Schwarzen Lochs entweichen kann. Der Schatten des Schwarzen Lochs entsprach den Erwartungen von Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Der Direktor der Zusammenarbeit, Shep Doeleman vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der den Preis im Namen der Zusammenarbeit bei der Zeremonie am 3. November 2019 entgegennehmen wird, sagt: „Wir machten uns auf den Weg, um das Unsichtbare zu sehen, und wir mussten ein Teleskop so groß wie die Erde bauen, um es zu tun. Es klingt nach Science Fiction, aber wir haben ein unglaubliches globales Expertenteam zusammengestellt und die fortschrittlichsten Radioteleskope der Welt verwendet, um es Wirklichkeit werden zu lassen. Dieser bahnbrechende Preis feiert einen Neuanfang in unserer Studie über schwarze Löcher.“

Hinter der „Breakthrough Prize Foundation“ stehen prominenten Namen. Ihre Gründungsstifterinnen und -stifter sind Sergey Brin, Priscilla Chan und Mark Zuckerberg, Ma Huateng, Yuri und Julia Milner sowie Anne Wojcicki.

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Info:
Links:
Pressemitteilung zur Entdeckung des Schwarzen Lochs vom 10. April 2019:
http://www.muk.uni-frankfurt.de/77270289/Astronomen_zeigen_erstes_Bild_eines_Schwarzen_Lochs

Hintergrund-Infos:
https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/warum-ist-das-bild-des-schwarzen-lochs-wichtig-und-interessant/
Filmmaterial zum Schwarzen Loch (Simulationen und zur Forschung an der Goethe Universität) 
https://youtu.be/5qfahQv8ooc: Wie wir das Schwarze Loch sichtbar machten. Kurzfassung
https://youtu.be/Zh5p9Sr0_VU: Wie wir das Schwarze Loch sichtbar machten. Langfassung mit persönlichen Statements
https://youtu.be/wN_vzZKDpms: Simulation zum Schatten des Schwarzen Lochs

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