Wissen & Technik Der Film „Interstellar“ kam vor 5 Jahren in die Kinos — seither hat sich unser Verständnis von Schwarzen Löchern verändert

11:35  12 november  2019
11:35  12 november  2019 Quelle:   businessinsider.de

Das mysteriöse Objekt, das sich auf unser Sonnensystem zubewegt, könnte der erste Komet aus einem anderen Sternsystem sein

  Das mysteriöse Objekt, das sich auf unser Sonnensystem zubewegt, könnte der erste Komet aus einem anderen Sternsystem sein Astronomen haben wahrscheinlich ein interstellares Objekt ausgemacht, das sich auf unser Sonnensystem zubewegt — es ist erst das zweite Mal, dass eine solche Beobachtung gemacht werden konnte. Es konnt das bisher klarste Bild des Objekts mit dem Namen C/2019 Q4 aufgezeichnet werden. Das Foto zeigt eine Staubwolke, die das Objekt umgibt, und einen Schweif aus Gas, den es hinter sich her zieht: der Beweis dafür, dass der interstellare Besucher tatsächlich ein Komet ist. Teleskopische Beobachtungen legen nahe, dass der Komet von einem anderen Sternsystem stammt. Fachintern überprüft sind die Ergebnisse jedoch noch nicht.

  Der Film „Interstellar“ kam vor 5 Jahren in die Kinos — seither hat sich unser Verständnis von Schwarzen Löchern verändert © Bereitgestellt von Business Insider Inc interstellar black hole © Paramount Pictures interstellar black hole
  • In dem Science-Fiction-Film „Interstellar“, der vor genau fünf Jahren in die Kinos kam, reisen die Astronauten durch ein Schwarzes Loch namens Gargantua.
  • Das Schwarze Loch sollte damals möglichst wahrheitsgetreu sein, deshalb engagierte Regisseur Christopher Nolan den Physiker Kip Thorne. 
  • Doch seit der Film in die Kinos kam, haben wir viel über Schwarze Löcher gelernt — und wie sie wirklich aussehen. Gargantua entspricht also nicht einem Schwarzen Loch nach unserem jetzigen Verständnis.
  • Mehr Artikel von Business Insider findet ihr hier.

Im Herzen jeder Galaxie liegt ein supermassereiches Schwarzes Loch, in dem die Schwerkraft so stark wirkt, dass nichts — nicht einmal das Licht — ihr entgehen kann. 

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Der Film „Interstellar“ dreht sich (im wahrsten Sinne des Wortes) um das fiktive Schwarze Loch „Gargantua“. Der Scie-Fi-Film kam genau vor fünf Jahren, im November 2014, in die Kinos. Matthew McConaughey und Anne Hathaway spielen zwei Astronauten, die durch ein Wurmloch — einen Tunnel, der eine extrem schnelle Reise zwischen weit entfernten Punkten ermöglicht — reisen, um drei Planeten zu erkunden, die zehn Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt liegen und Gargantua umkreisen. 

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Schließlich navigiert McConaugheys Figur das Raumschiff in das supermassereiche Schwarze Loch, in dem er eine fünfte Dimension, interdimensionale allwissende Wesen und die Fähigkeit, mit seiner entfremdeten Tochter über Zeit und Raum zu kommunizieren, entdeckt. 

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Der Regisseur Christopher Nolan und sein Team für visuelle Effekte bemühten sich bei „Interstellar“ um überragende wissenschaftliche Genauigkeit. Sie engagierten sogar den theoretischen Physiker und Nobelpreisträger Kip Thorne als Berater.

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„Weder Wurmlöcher noch Schwarze Löcher wurden in einem Hollywood-Film jemals so dargestellt, wie sie tatsächlich aussehen könnten“, sagte Thorne in einem Interview vor der Veröffentlichung des Films. „Das ist das erste Mal, dass die Darstellung mit Einsteins Relativitätsgleichungen begann.“

In der Tat wurde die Darstellung von Gargantua im Film als die genaueste Filmdarstellung eines Schwarzen Lochs aller Zeiten angepriesen. 

black hole © NASA/JPL-Caltech/Reuters black hole

In den vergangenen fünf Jahren haben jedoch einige wichtige Entdeckungen über Schwarze Löcher den Physikern neue Erkenntnisse darüber geliefert, wie diese massiven Objekte aussehen und wie sie sich verhalten. Basierend auf diesen neuen Informationen war die Darstellung von Gargantua nicht ganz korrekt, obwohl sie in vielerlei Hinsicht immer noch nahe dran ist. 

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Das erste Bild eines Schwarzen Lochs, das jemals aufgenommen wurde

Supermassereiche Schwarze Löcher entstehen, wenn Sterne am Ende ihres Lebenszyklus in sich zusammenfallen. Im Durchschnitt sind sie millionenfach massereicher als die Sonne. 

Wissenschaftler hatten jahrzehntelang Mühe damit, eines mit der Kamera festzuhalten, da Schwarze Löcher so massiv sind und sich so schnell drehen, dass sie die Raumzeit verzerren und sicherstellen, dass sich nichts von ihrer Anziehungskraft lösen kann. Da es selbst dem Licht nicht möglich ist, zu entweichen, erzeugen diese Kräfte einen einzigartigen Schatten in Form eines perfekten Kreises im Zentrum des Schwarzen Lochs. 

Die äußere Grenze dieses Zentrums wird als Ereignishorizont des Schwarzen Lochs oder als „Punkt ohne Wiederkehr“ bezeichnet. 

Im April veröffentlichte eine Gruppe von Wissenschaftlern der internationalen Event Horizon Telescope (EHT) Kollaboration das erste Foto eines supermassiven Schwarzen Lochs. Obwohl das Bild unscharf war, zeigte es, dass schwarze Löcher, wie vorhergesagt, wie dunkle Kugeln aussehen, die von einem leuchtenden Lichtring umgeben sind. 

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„Wenn sich eine Gaswolke dem Schwarzen Loch nähert, beschleunigt und erwärmt sie sich“, sagt Josephine Peters, Astrophysikerin an der Oxford University, im Gespräch mit Business Insider. „Sie leuchtet heller, je schneller und heißer sie wird. Schließlich kommt die Gaswolke so nah, dass die Anziehung des Schwarzen Lochs sie zu einem dünnen Bogen dehnt.“

Das Foto zeigt das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Messier 87-Galaxie, die etwa 54 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Die Masse des Schwarzen Lochs entspricht etwa 6,5 Milliarden Sonnen. 

This image released Wednesday, April 10, 2019, by Event Horizon Telescope shows the first image ever made of a black hole. © Event Horizon Telescope Collaboration/Maunakea Observatories via AP This image released Wednesday, April 10, 2019, by Event Horizon Telescope shows the first image ever made of a black hole.

Um das Bild aufzunehmen, stützten sich die Astronomen auf Daten von acht Teleskopen, die weltweit synchronisiert waren. Das Bild ist also eine rekonstruierte Ansicht und keine Fotografie. 

„Es fühlt sich so an, als würde man am Ende von Raum und Zeit auf die Tore der Hölle schauen“, sagte Heino Falcke, ein Mitarbeiter des Event Horizon Telescope, bei der Veröffentlichung des Fotos. 

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Das nächste Ziel des EHT-Teams ist wahrscheinlich Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum unserer eigenen Galaxie. 

Sie simulierten, wie es aussehen könnte, in der Nähe eines Schwarzen Lochs zu sein

Da das Bild der EHT im April so unscharf war, erstellten Nasa-Wissenschaftler eine Visualisierung, wie ein Schwarzes Loch in einer Nahaufnahme und in Aktion aussehen könnte.

Die Animation zeigt, wie die Schwerkraft, die das Schwarze Loch umgibt, das Licht von der umliegenden Wolke aus Gas, Staub, toten Sternen und anderem Weltraummüll verdreht — das nennt man Akkretionsscheibe. Das würde dann wie ein Regenbogen aus Feuer erscheinen, der sich um einen dunklen Abgrund biegt. 

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Je nachdem, von wo aus es betrachtet wird, ändert sich das Aussehen des Schwarzen Lochs. In einer Seitenansicht, wie der folgenden, würde die Akkretionsscheibe um den Ereignishorizont gleiten. 

NASA black hole still image © NASA's Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman NASA black hole still image

Die Scheibe würde auf der einen Seite heller erscheinen als auf der anderen, da sich das Schwarze Loch der Galaxie M87 wahrscheinlich dreht, wodurch sich auch die Staub- und Gaswolke dreht, die es umgibt. Das Material, das sich auf unsere Augen zubewegt, scheint heller zu sein als das Material, das sich wegbewegt — ein bisschen wie das Licht eines Leuchtturms. 

Wenn ihr das Schwarze Loch jedoch von oben oder unten betrachtet, würde die Akkretionsscheibe einen nahezu perfekten Kreis bilden und das Licht würde gleichmäßiger verteilt erscheinen. 

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Laut Thorne stimmt das Schwarze Loch in „Interstellar“ nicht mit dem Bild des Schwarzen Lochs M87 überein, da Nolan dieses Phänomen der Aufhellung und Verdunklung weggelassen hat. 

Thorne sagt im Gespräch mit dem Wissensportal „Gizmodo“ auch, dass „das menschliche Auge die Helligkeitsunterschiede auf beiden Seiten des Lochs wahrscheinlich nicht erkennen kann, wenn die Gesamthelligkeit so extrem ist.“ Deshalb scheint das Schwarze Loch im Film überall die gleiche Helligkeit zu haben. 

An illustration of a black hole from the sci-fi movie &quotInterstellar." © Paramount Pictures An illustration of a black hole from the sci-fi movie "Interstellar."

Wissenschaftler haben bestätigt, dass es im Zentrum unserer Galaxie auch ein supermassereiches Schwarzes Loch gibt

Supermassereiche Schwarze Löcher sind im Universum weit verbreitet. Sie wurden im Zentrum fast aller von Wissenschaftlern untersuchten Galaxien gefunden. Das Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße, Sagittarius A*, ist 25.000 Lichtjahre entfernt und vier Millionen Mal so schwer wie unsere Sonne. 

Die Akkretionsscheibe von Sagittarius A* ist ungefähr 160 Millionen Kilometer breit oder etwas breiter als der Abstand zwischen Sonne und Erde. 

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Im Oktober 2018 gaben Astronomen bekannt, dass sie beobachtet haben, wie Sagittarius A* mit 30 Prozent der Lichtgeschwindigkeit heiße Gasklumpen einsaugte. Das löste drei mächtige Strahlen aus, die von Teleskopen auf der Erde aufgenommen wurden. 

The center of our Milky Way galaxy, imaged by the Spitzer Space Telescope's infrared cameras, October 9, 2019. © NASA, JPL-Caltech, Susan Stolovy (SSC/Caltech) et al. The center of our Milky Way galaxy, imaged by the Spitzer Space Telescope's infrared cameras, October 9, 2019.

Zu dieser Zeit sagten die Autoren der Studie, dass dies „die lang erwartete Bestätigung liefere, dass das Objekt im Zentrum unserer Galaxie, wie lange angenommen, ein supermassives Schwarzes Loch ist.“

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Josephine Peters, eine Astrophysikerin, die nicht an der Studie beteiligt war, sagte Business Insider, dass die Beobachtung dem Material folgte, das „so nah wie möglich an ein Schwarzes Loch herankam, ohne von diesem verzehrt zu werden“.

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Aber Peters fügte hinzu, dass Sagittarius A* „immer noch unglaublich mysteriös ist“.

Je mehr Wissenschaftler über Schwarze Löcher lernen, desto besser können Regisseure wie Nolan sie in Hollywood-Blockbustern darstellen. 

Dieser Artikel wurde von Marie Regenberg übersetzt und bearbeitet.

Das Original findet ihr hier.

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