Nach der historischen Ankündigung der Entdeckung von Gravitationswellen durch ein Laserinterferometer am Gravitationswellenobservatorium (LIGO) in der vergangenen Woche gratulierten der britische Schwarzlochphysiker und Theoretiker der von den USA geführten Zusammenarbeit und äußerten sich begeistert über die Bedeutung dieses historischen Moments.
"Diese Ergebnisse bestätigen mehrere sehr wichtige Vorhersagen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie", sagte Hawking der BBC. "Dies bestätigt direkt die Existenz von Gravitationswellen."
Wie deutlich wird, bestätigt der direkte Nachweis dieser Pulsationen in der Raum-Zeit Einsteins allgemein bekannte Relativitätstheorie. Sie öffnen uns aber auch die Augen für ein bisher unbekanntes „dunkles“ Universum. Die Astronomie verwendet das elektromagnetische Spektrum (zum Beispiel sichtbares Licht, Röntgenstrahlen, Infrarot), um das Universum zu untersuchen. Objekte, die nicht im elektromagnetischen Spektrum emittieren, bleiben jedoch unbemerkt. Jetzt wissen wir, wie man Gravitationswellen erkennt, und es kann keinen Paradigmenwechsel geben, wie wir einige der energetischsten kosmischen Phänomene definieren und untersuchen.
Animation von zwei schwarzen Löchern, die sich verbinden:
"Gravitationswellen bieten eine völlig neue Möglichkeit, das Universum zu erkunden", sagte Hawking. "Die Fähigkeit, sie zu entdecken, birgt ein großes Potenzial für eine Revolution in der Astronomie."
Mit Hilfe von zwei Beobachtungsstationen von LIGO in Louisiana und Washington fanden Physiker nicht nur Gravitationswellen. Durch diese Gravitationswellen fanden sie ein klareres Signal, das dem theoretischen Fusionsmodell der Schwarzen Löcher, das vor etwa 1,3 Milliarden Lichtjahren von der Erde aus auftrat, sehr nahe kommt. Bereits nach einer vorläufigen Analyse des resultierenden Schwarzlochsignals stellte Hawking fest, dass das System der von ihm in den 1970er Jahren entwickelten Theorie ähnelt.
"Diese Entdeckung ist die erste Entdeckung des dualen Systems eines Schwarzen Lochs und die erste Beobachtung der Verschmelzung von Schwarzen Löchern", sagte er. "Die beobachteten Eigenschaften dieses Systems stimmen mit den Vorhersagen über Schwarze Löcher überein, die ich 1970 hier in Cambridge getroffen habe."
Hawking, der vielleicht am besten für seine Arbeiten zur Verschmelzung der Quantentheorie mit der Physik der Schwarzen Löcher bekannt ist, weiß, dass die Schwarzen Löcher mit der Zeit verdunsten. Dies zieht ihn in das faszinierende „Firewall-Paradoxon“, das in der Gemeinschaft der theoretischen Physiker immer wieder auf den Beinen steht. Aber hier wendet er sich an seinen Satz schwarzes Loch Bereiche, die die Grundlage für die „zweite Gesetz“ Mechanik der schwarzen Löcher gebildet. Dieses Gesetz besagt, dass die Entropie oder die Höhe der Desorganisation der Informationen kann daher nicht im Laufe der Zeit in einem schwarzen Loch-System reduziert werden. Die Folge dieses Satzes ist, dass, dass die Fusion von zwei Schwarzen Löchern am 14. September war - nämlich der endgültige kombinierte Objektbereich „größer als die Summe der ersten Bereiche der schwarzen Löcher“ Darüber hinaus stellt Hawking, dass dies auf die Gravitationswelle auf der Basis von „no-Haar Satz über“ schwarze Löcher vorhergesagt entspricht. Dies bedeutet, dass ein Schwarzes Loch durch Masse, elektrische Ladung und Drehimpuls beschrieben werden kann. Details darüber, wie dieses Signal der ersten Gravitationswelle von einem Schwarzen Loch mit der Theorie übereinstimmt und komplex ist. Interessant ist jedoch, dass die erste Entdeckung es den Physikern bereits ermöglicht hat, eine mehrjährige Theorie zu bestätigen, bei der es sich bisher nur um Beobachtungen handelte, die nicht auf Tatsachen beruhten.
"Diese Entdeckung stellt auch Astrophysiker vor ein Rätsel", sagte Hawking. - „Die Masse jedes Schwarzen Lochs ist größer als erwartet für die Objekte, die sich aufgrund des Gravitationskollapses des Sterns bilden. Wie hat sich herausgestellt, dass diese beiden Schwarzen Löcher so massiv sind? “
Diese Frage berührt eines der größten Rätsel rund um die Entwicklung eines Schwarzen Lochs. Derzeit haben Astronomen Probleme zu verstehen, wie schwarze Löcher wachsen und so massiv werden können. An einem Ende der Skala befindet sich eine stellare Masse des „Schwarzen Lochs“, die sich bildet, sobald ein massereicher Stern zur Supernova wird, und wir haben zahlreiche Beweise für die Existenz supermassereicher Riesen, die in den Zentren der meisten Galaxien leben. Es besteht jedoch eine Diskrepanz.
Hawkings ursprüngliches Interview:
Wenn schwarze Löcher durch Verschmelzen wachsen und Sternmaterie verbrauchen, sollte dies ein Beweis für das Vorhandensein von schwarzen Löchern aller Größen sein. Aber die "Zwischenmasse" eines Schwarzen Lochs und mehrerer zehn Sonnenmassen in der Größe von Schwarzen Löchern überrascht uns selten und stellt die Theorie der Entwicklung der Schwarzen Löcher in Frage. Am 14. September haben wir das Signal des Zusammenflusses von zwei Schwarzen Löchern mit einer Größe von 29 und 36 Sonnenmassen erhalten. Aber, wie Hawking betonte, wie diese Löcher zu einem verschmelzen könnten, gibt uns Hinweise, um den Prozess des Wachstums von Schwarzen Löchern zu untersuchen.
Eines ist klar: Es ist das erste Mal, dass wir direkte Beweise für die Verschmelzung von Schwarzen Löchern erhalten haben, und dies ist der Schlüsselmechanismus, der der Evolution der Theorie der Schwarzen Löcher zugrunde liegt. Wir sind also auf dem richtigen Weg.
