Vor etwa 1,3 Milliarden Jahren sind offenbar zwei schwarze Löcher kollidiert, was ein kosmisches Signal auslöste, das erst in diesem Jahr die Erde erreicht hat. Das Signal besteht aus gewaltigen Gravitationswellen, die in Lichtgeschwindigkeit verbreitet wurden und deren Ankunft jetzt wichtige neue wissenschaftliche Erkenntnisse liefert. Unter anderem war es auf diese Weise zum ersten Mal möglich, eine Theorie des bekannten Physikers Stephen Hawking zu beweisen, die dieser bereits 1971 aufstellte.
Das kosmische Echo, das offenbar beeindruckend klar zu erkennen war, wurde mit dem Messgerät LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) aufgezeichnet, nachdem es 1,3 Milliarden Lichtjahre zurückgelegt hatte. Ausgangspunkt waren zwei schwarze Löcher, die zunächst umeinander kreisten, bevor sie zu einem großen schwarzen Loch verschmolzen, das auch nach der Vereinigung noch wie ein Echo weiter hallte. Die Messung bestätigt nun nicht nur Stephen Hawkings Schwarzlochflächen-Theorem. Es ermöglicht auch „die grundlegenden Gesetze der Physik zu überprüfen“, wie die Physikerin Katerina Chatziioannou erklärt.
Stephen Hawkings Theorie zu schwarzen Löchern bestätigt sich 44 Jahre später
Hawking ging es bei seiner Theorie um die Fläche von schwarzen Löchern. Dem legendären Physiker zufolge nimmt die Fläche des Ereignishorizonts eines schwarzen Lochs nicht mit der Zeit ab, auch nicht bei einer extremen Kollision und Verschmelzung mit einem anderen schwarzen Loch. Das neu geschaffene schwarze Loch muss also mindestens gleich groß sein, wobei die Fläche quadratisch mit der Masse skaliert. Daraus ergibt sich die scheinbar simple Erkenntnis, dass mit der Masse auch die Fläche wächst.
Daraus ableitend kann man jetzt dank des Signals genaue Berechnungen über die Stabilität und das Verhalten schwarzer Löcher anstellen, die immerhin eines der relevantesten Untersuchungsgegenstände sind, um die Ursprünge des Universums zu verstehen. Und es bestätigt Stephen Hawkings Theorie, dass die Fläche des neuen Schwarzen Lochs größer als die Summe der ursprünglichen Flächen ist. Diese Erkenntnis, nach der Hawking bis zuletzt auf der Suche war, kommt nun einige Jahre nach dem Tod des Physikers, der 2018 an einer degenerativen Nervenerkrankung starb. Dass seine Theorie jetzt erst bestätigt werden konnte, lag auch daran, dass bisherige Messinstrumente nicht präzise genug waren.
„Wenn Hawking noch leben würde, hätte er sich über die Vergrößerung der Fläche der verschmolzenen schwarzen Löcher gefreut“, sagt Kip Thorne, Nobelpreisträger von 2017 für die erste Gravitationswellen-Entdeckung. Damals tauschten sich die beiden Physiker noch über die Erkenntnisse aus. Jetzt konnte Stephen Hawking leider nicht mehr miterleben, dass seine mehr als 40 Jahre lang unbelegte Theorie über schwarze Löcher tatsächlich stimmt. Hoffentlich bedeutet das nicht zwangsläufig, dass auch alle anderen Theorien und Prognosen des Physikers stimmen, der immerhin das Ende des Universums berechnete.