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Gravitations-Rotverschiebung

Schwarzes Loch in der Milchstraße bestätigt Einstein

27. Juli 2018, 6:58 Uhr | Heinz Arnold

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Zwei nebeneinanderliegene Euromünzen auf dem Mond sehen!

Vor einigen Jahren wären diese Messungen noch gar nicht möglich gewesen. Die Forscher benutzen dazu alle vier Fernrohre der Europäischen Südsternwarte in Chile: Aus der Überlagerung ergeben sich schärfere Abbildungen. Dieses Interferometrie-Verfahren verwenden die die Radioastronomen schon länger, jetzt kam es erstmals für optische Teleskope zum Einsatz. Verschiedene europäische Institute haben dazu ein komplexes Instrument namens Gravity entwickelt. Es verarbeitet die Signale der vier Einzelteleskope und verbessert im Infrarotbereich die Detailauflösung enorm. »Das heißt, das Very Large Telescope könnte dank Gravity zwei nebeneinanderliegende Zwei-Euro-Münzen auf dem Mond sichtbar mache«, so Genzel. »Es ist nicht übertrieben zu behaupten, dass Gravity im optischen Bereich in Sachen Interferometrie einen Durchbruch bedeutet.«

Wesentlich zur hohen Auflösung trägt die adaptive Optik bei. Denn Turbulenzen in der Erdatmosphäre verzerren die Wellenfronten des Sternenlichts. Aktoren verformen einen kleinen Spiegel im Teleskop bis zu tausendmal pro Sekunde und schalten auf diese Weise die Verzerrungen aus. Genzel: »Damit erreichen wir die theoretische Auflösung des Teleskops – und die ist um einen Faktor zehn höher als jene ohne Korrektur der Luftunruhe.«

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Die Rotverschiebung, die die Gruppe um Reinhard Genzel jetzt gemessen hat, beruht nicht auf dem Doppler-Effekt: je schneller sich ein Stern von uns entfernt, umso weiter scheint sich sein Licht ins Rote zu verschieben. Je schneller er auf uns zukommt, umso weiter verschiebt es sich ins Blaue. Den akustischen Doppler-Effekt können wir eindrucksvoll wahrnehmen: Kommt ein Krankenwagen mit Martinshorn auf uns zu, so klingt der Ton hoch. Fährt er an uns vorbei und entfernt sich, so klingt der Ton tiefer.

Die Gravitations-Rotverschiebung dagegen ruft das Schwerefeld des Schwarzen Lochs hervor.

Wenn der Nachweis der Schwarzschild-Präzession an dem Stern gelänge, wäre dies eine weitere Bestätigung für die Relativitätstheorie. Am Planeten Merkur konnte sie schon länger gemessen werden, hier ist der Effekt unter dem Namen »Periheldrehung des Merkur« bekannt. »Tatsächlich sehen wir schon erste Anzeichen dafür. In zwei Jahren müssten wir dann statistisch signifikante Messungen haben. Der beste Test für die allgemeine Relativitätstheorie wäre im Übrigen, wenn ein Stern vor unseren Augen ins schwarze Loch fallen würde. Leider passiert das statistisch nur einmal alle 10.000 Jahre«, erklärt Genzel.