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Heino Falcke „Licht im Dunkeln“: Das Schwarze Loch und hinter Gott?

  • vonArno Widmann

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Der Radioastronom Heino Falcke hat ein überzeugendes Buch über die Entstehung des ersten Fotos eines Schwarzen Lochs geschrieben.

Es war eine weltweite Sensation, als am 10. April 2019 um 15:07 Uhr mitteleuropäischer Zeit Wissenschaftler aus Brüssel, Santiago de Chile, Shanghai, Taipeh, Tokio und Washington gleichzeitig die erste Aufnahme machten Schwarzes Loch gezeigt. Sehr geehrter Leser, Sie haben natürlich Recht: Dies war kein Foto eines Schwarzen Lochs – es kann keines geben -, sondern der Umgebung eines Schwarzen Lochs. Im Bild sehen Sie einen roten Lichtring vor dem Hintergrund eines schwarzen Raums, in dem ein gelber Pfad zu sehen ist. Dieser Leuchtring enthält eine runde schwarze Oberfläche. Wissenschaftler nennen dies den „Schatten“ des Schwarzen Lochs. Das Ganze ist das Foto des M87 *. So heißt dieses Schwarze Loch in der Messier 87-Galaxie. Das Foto verwandelte eine jahrhundertealte Theorie in ein Objekt. Der Lichtring hat einen Durchmesser von 100 Milliarden Kilometern. Es sind 55 Millionen Lichtjahre – 500 Billionen Kilometer – von uns entfernt.

Heino FalckeDer 1966 in Köln geborene Professor in Nimwegen ist einer der Wissenschaftler, die diese Fotos ermöglicht haben. Zusammen mit dem Journalisten „Spiegel“ Jörg Römer schrieb er das Buch „Licht in der Dunkelheit – schwarze Löcher, das Universum und wir„beschreibt. Er beschreibt, wie diese Fotos ermöglicht wurden. Er spricht über die wissenschaftlichen Bemühungen und er spricht über die logistischen, politischen und auch wirtschaftlichen Probleme, die überwunden werden mussten, damit diese Fotos wahr werden.“

Schwarze Löcher sind Weltraumfriedhöfe

Am Anfang steht jedoch die Erkenntnis: „Supermassive Schwarze Löcher sind Weltraumfriedhöfe. Sie kommen von verbrannten, verbrannten und sterbenden Sternen. Der Weltraum speist sie aber auch mit riesigen Gasnebeln, Planeten und Sternen. Aufgrund ihrer Masse biegen sie den leeren Raum auf extreme Weise und scheinen in der Lage zu sein, den Lauf der Zeit selbst zu stoppen. Schwarze Löcher setzen niemals etwas frei, das ihnen zu nahe kommt – nicht einmal Lichtstrahlen können ihnen entkommen. „“

Das Schwarze Loch, das auf dem Foto zu sehen ist, soll 6,5 Milliarden Sonnenmassen komprimiert haben. Eine Sonnenmasse entspricht ungefähr 333.000 Landmassen. Die Erde wiegt fast sechs Billionen Tonnen. Eine Quintillion ist eine 1 mit 21 Nullen. Eine Tonne wiegt 1000 Kilogramm. Ich arbeite so weit, dass ich verstehen kann, was „super massiv“ bedeutet. Die Wahrheit ist natürlich, dass ich nichts erreiche. Es ist einfach zu viel. Aber lassen Sie sich nicht von den Zahlen erschrecken. Die Schreibweise hilft: 1021. Das ist eine Billion.

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Ein Bild aus der Sicht von acht Teleskopsystemen

Acht Radioteleskopstationen – allein in Chile hat „ALMA“ 66 Präzisionsantennen – mussten zusammenarbeiten, um die M87 * zu fotografieren. Das gesamte globale Netzwerk von Millimeterwellen-Radioteleskopen, deren Wechselwirkung das erste Bild eines Schwarzen Lochs ermöglichte, wird als „Event Horizon Telescope“ bezeichnet. 200 Wissenschaftler aus 60 Instituten in 20 Ländern nahmen an der Arbeit teil. Im April 2017 stand die Galaxie Messier 87 zehn Tage lang unter dem Gesichtspunkt der acht Teleskopsysteme unter ständiger Beobachtung. Alles koordiniert mit Atomuhren. Dann kam die Aufgabe, aus einer großen Datenmenge ein Bild zu erstellen. Viele? Natürlich spricht Heino Falcke nicht so. Es heißt: „32 Gigabit pro Sekunde – das sind 32 Milliarden Nullen und Einsen pro Sekunde.“ Es ist hauptsächlich das Rauschen des Himmels und das Rauschen des Empfängers. Und dann ein sehr kleines Geräusch vom Rand des Schwarzen Lochs. Sehr wenig? Die Gesamtenergie des Rauschens des Schwarzen Lochs, die von unseren Teleskopen wahrgenommen wird, entspricht der Energie eines ein Millimeter langen Haarfragments, das unter Vakuum auf einer Glasplatte aus einer Höhe von einem Millimeter fällt „.

Bei der Erstellung von Bildern aus diesen Daten gibt es jetzt Wettbewerb und Zusammenarbeit. Verschiedene Gruppen sollten jeweils Bilder für sich entwickeln. Nur so können Sie feststellen, ob Sie tatsächlich unabhängig voneinander ähnliche Ergebnisse erzielt haben. „Unsere Daten stammen nicht aus dem Wellenbereich, der mit bloßem Auge sichtbar ist. Welche Farbe hat so ein Licht? Wir hatten die Helligkeit berechnet, aber keine Farben. Grundsätzlich hätten wir eine Übersichtskarte oder ein Graustufenbild verwenden können. Es hätte die Daten auch auf sinnvolle Weise gezeigt, aber das wäre langweilig anzusehen. “ Am Ende gibt es „Bilder von vier verschiedenen Tagen mit jeweils drei verschiedenen Algorithmen, also zwölf Bilder. Alle sehen gleich aus, aber nicht genau gleich… Am Ende beschließt die Gruppe, einfach die drei verschiedenen Methoden für den besten Messtag im April 2017 in einem Bild zu mitteln. Bilder von anderen Tagen und einzelne Bilder werden ebenfalls gezeigt, jedoch nicht so prominent. „“

Das Buch:

Heino Falcke, Jörg Römer: Licht in den dunkelschwarzen Löchern, das Universum und wir. Klett-Cotta 2020. 377 S., 24 Euro.

Heino Falcke gibt eine Vorstellung von der Distanz, die wir heute zwischen unseren Beobachtungen und der Welt haben, in der – wenn wir der Brechtschen Idee folgen – ein Galileo zögernden Gegnern seiner Theorie sagen könnte: „Ich dachte, Sie würden zuschauen einfach durch das teleskop und überzeugen sich selbst? Mit Brecht diskutieren die Florentiner lieber, als auf das Teleskop zu schauen. Als Galileo erneut darum bittet, nur durch das Teleskop zu schauen, um zu sehen, wie die Dinge wirklich sind, antwortet der Mathematiker: „Man könnte versucht sein zu antworten, dass Ihre Röhre, die etwas zeigt, was nicht sein kann, nicht ist. Es müsste ein sehr zuverlässiges Rohr sein, oder? Moderne Bildgebungstechniken zeigen uns, wie viel gesunden Menschenverstand der Einwand des Mathematikers gehabt hätte, wenn er sich nur darum gekümmert hätte, die Instrumente unserer Wahrnehmung als aktive Faktoren zu verstehen.

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Heino Falcke erklärt, was wir nicht sehen

Auf dem Foto, das im April letzten Jahres um die Welt ging, gibt es so viel menschliche Arbeit, so viel künstliche Intelligenz, es hat eine so lange Geschichte, an der so viele verschiedene Wissenschaften beteiligt waren – das ist für uns unmöglich Entscheide, was wir darüber denken sollen. Es ist sehr klar, dass es auch „Showbusiness“ gibt: Sie hätten „ein Bild mit Graustufen verwenden können. Es hätte die Daten auch auf vernünftige Weise angezeigt, aber es wäre langweilig gewesen, sie anzusehen. “

Das schreibt Heino Falcke. Es ist gut, dass er das schreibt. Es sagt uns, dass das, was wir sehen, nicht nur das ist, was wir zu sehen glauben. Darüber hinaus versteht jeder, der „Licht im Dunkeln“ liest, sorgfältig, dass unser Gehirn auch Bildgebungsverfahren verwendet. Unser Kopf ist kein Kino, in dem Filme gezeigt werden. Im Inneren befindet sich ein Computer, der Signale in Bilder, Geräusche und Gerüche umwandelt. Was wir für unsere sensorischen Eindrücke nehmen, sind bereits Übersetzungen, die unser Gehirn für uns macht.

Stephen Hawking wurde bestätigt

1988 erfunden Stephen feilscht in seinem Buch „Eine kurze Geschichte der Zeit„Das Konzept der Spaghetti. Da die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs mit abnehmender Entfernung zunimmt, wirken auf die dem Schwarzen Loch zugewandte Seite des Objekts stärkere Kräfte als auf die gegenüberliegende Seite. Dadurch wird das Objekt gedehnt und auseinandergerissen. So stellte sich Hawking das vor. Am 12. Oktober 2020 hielt ein Team von Astronomen mit Teleskopen des European Southern Observatory (Eso) die letzten Momente eines Sterns fest, der von einem supermassiven Schwarzen Loch auseinandergerissen wurde. Genau so, wie Hawking es entwickelt hatte. Wieder einmal gingen die Bilder um die Welt.

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Wir Laien sehen nie etwas anderes als bestätigte Thesen. Wir bemerken nicht, wie viele Ansichten und Modelle fehlschlagen. Das Buch von Heino Falcke zeigt uns auch, wie viel Kraft, Neugier und Enthusiasmus es braucht, um durch alle Fehler an einem großen Forschungsprojekt festzuhalten. Das zweite Kapitel des Buches endet mit den folgenden Sätzen: „Ich habe stolz in einer Pressemitteilung angekündigt:‚ Wir werden das Schwarze Loch vielleicht bald sehen! – Eigentlich sollte es noch 20 Jahre dauern. „“

Du kannst nicht an Gott vorbei kommen

Sie müssen sehr überzeugt sein von dem, was Sie tun. Wir müssen glauben. Das bringt uns zu etwas, das mich beim Lesen des Buches beunruhigte: Heino Falckes Glaube. Im letzten Kapitel „Allmacht und Grenzen“ schreibt er: „Atheismus ist eine legitime Überzeugung, die wissenschaftlich nicht gerechtfertigt werden kann. Gott mit Hilfe der Wissenschaft zu leugnen, erscheint mir genauso absurd wie der Versuch, Gott mit Hilfe der Wissenschaft zu beweisen. Schwarze Löcher zeigen uns nicht nur, dass Grenzen Teil unserer Welt sind. Wer es wagt, über die Grenzen der Physik hinaus zu fragen, kann nicht über Gott hinausgehen … Ich denke, eine völlig gottlose Physik ist nicht möglich, wenn man wirklich nach den Grenzen des menschlichen Wissens fragt … Gott wird mehr gebraucht heute wie nie zuvor. „“

Jetzt können Sie sehen, was diesen Mann zum Ticken bringt. Als Kind, schrieb er, lag er in seinem Bett und stellte sich vor, was sich hinter und hinter dem Himmel befand. Gab es Unendlichkeit oder Gott? Oder war es das? Heute ist er 54 Jahre alt, hat sich diese Fragen immer wieder gestellt, steht nur wenige vor dem Schwarzen Loch und in der evangelischen Kirche von Frechen und hat dort Ämter als Prediger. Ich hätte ihm auch gerne die Frage gestellt.

Wie heißt das in dem Lied von Bob Dylan aus dem Jahr 1973, als der kleine Heino Falcke in seinem Bett lag und sich über den Himmel hinter dem Himmel wunderte? „Es ist dunkel, zu dunkel, um es zu sehen. Ich habe das Gefühl, an die Tür des Paradieses zu klopfen.“

Mallory Glasg

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