Lange waren Schwarze Löcher vor allem eine kühne Idee aus Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie. Inzwischen gilt es als bewiesen, dass sie wirklich existieren: Sie sind der Grund dafür, dass Sterne um ein scheinbar leeres Zentrum rasen, dass Gas und Staub erst auf unerklärliche Weise verschwinden und dann extrem hell leuchten, und wenn zwei Schwarze Löcher miteinander kollidieren, erzeugen sie Gravitationswellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch das Universum ausbreiten. Für den Nachweis eines supermassereichen Exemplars im Zentrum unserer eigenen Galaxie ist Reinhard Genzel 2020 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet worden.

Der Astrophysiker und Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik beobachtet seit Jahrzehnten das Zentrum unserer Milchstraße. Dort liegt auch Sagittarius A*: ein Schwarzes Loch, rund vier Millionen Mal so schwer wie unsere Sonne. Es verrät sich nur durch seine Wirkung auf Sterne und Gaswolken in seiner Umgebung. Direkt sehen lässt sich das Objekt im Herzen der Milchstraße also nicht. Aber die Bewegungen der Sterne in seiner Umgebung zeigen, wie stark die Gravitation dort ist. Einem Team von Forschenden ist es mit dem Event Horizon Telescope 2022 gelungen, die unmittelbare Umgebung von Sagittarius A* abzubilden. Sichtbar wird darauf nicht das Objekt selbst, sondern sein leuchtendes Umfeld und sein Schatten (darum geht es übrigens auch in der Folge von »Die großen Fragen der Wissenschaft« mit Heino Falcke).

Doch selbst solche Bilder zeigen nur, was außen passiert. Was im Inneren geschieht, bleibt eine besondere Herausforderung: »Man kann schließlich nicht in ein Schwarzes Loch hineinfliegen und dort Experimente machen«, sagt Genzel.

Schwarze Löcher verstehen

Aber wie erforscht man dann Schwarze Löcher? Wie entstehen sie? Saugen sie wirklich alles in ihrer Umgebung auf? Was passiert, wenn man in ein Schwarzes Loch fällt? Was verraten sie über Raum und Zeit? Und warum bringen diese Objekte selbst die moderne Physik an ihre Grenzen? Über all diese Fragen sprechen Katharina Menne und Carsten Könneker in dieser Folge von »Die großen Fragen der Wissenschaft« mit Nobelpreisträger Reinhard Genzel.