Das Schwarze Loch ist ein so ausgefallenes Phänomen, dass die Wissenschaftler, die diese Idee vorbrachten, glaubten, dass sie in Wirklichkeit nicht existieren könnten. Sie bilden sich aus riesigen zerbrochenen Sternen, und ihre Masse ist so dicht, dass nichts dem Griff ihrer Anziehungskraft, einschließlich des Lichts, entgehen kann. Schwarze Löcher verzerren die Raumzeit, und Wissenschaftler fragen sich ständig: Wie könnten sie aussehen? Vielleicht können wir sie mit dem Event Horizon-Teleskop sehen, aber 1979 schuf Jean-Pierre Lumine das erste "Bild" nur mit dem damaligen Computer mit Lochkarten, vielen mathematischen Berechnungen und Tinte.
Das Problem bei der Darstellung eines Schwarzen Lochs ist, dass es per Definition kein Licht emittieren kann. Glücklicherweise finden sich normalerweise große Schwarze Löcher neben anderen Sternen, die Materie aus ihnen heraussaugen, was Astronomen im Prinzip bemerken können. „Wenn [die Gase der Sterne] in das Schwarze Loch eindringen, erwärmt es sich immer mehr und beginnt schließlich, Strahlung zu emittieren. Dies ist eine gute Lichtquelle: Akkretionsringe leuchten und beleuchten das zentrale Schwarze Loch “, schreibt Lumine in seinem Blog.
Eine Besonderheit eines Schwarzen Lochs ist seine Grenze als "Ereignishorizont", ein Punkt ohne Wiederkehr für Materie und Licht. Materie an ihrer Peripherie, die von nahegelegenen Sternen angesaugt wird, bildet eine "Akkretionsscheibe", die in Interstellar als zwei helle senkrechte Scheiben dargestellt wird. Dies ist jedoch nur eine Illusion - es gibt nur eine Scheibe am Äquator, aber das Licht wird aufgrund der extremen Schwerkraft des Schwarzen Lochs (Gravitationslinsen) gebogen.
Lumines Zeichnung zeigt zwei weitere wichtige Phänomene, die im interstellaren Raum nicht beobachtet werden. Das erste ist die Tatsache, dass Energie und Licht näher am Rand des Schwarzen Lochs stärker und in einiger Entfernung schwächer sind. Ein weiterer Grund ist der Doppler-Effekt, der durch die Drehung der Akkretionsscheibe verursacht wird und das Licht je nach Drehrichtung auf einer Seite heller erscheinen lässt. In Lumines Bild dreht sich die Akkretionsscheibe gegen den Uhrzeigersinn, so dass sich ihr Licht dem Betrachter von links nähert und von rechts zurücktritt, wodurch die linke Seite aufgehellt wird.
Dies alles führt dazu, dass das Schwarze Loch in der Mitte und links viel heller wird, wie in Lumines Zeichnung dargestellt, im Gegensatz zum Gargantua-Schwarzen Loch, das vom Interstellar-Grafikteam erstellt wurde. „Ein realistisches Bild sollte eine starke Asymmetrie in der Helligkeit der Festplatte aufweisen, damit eine Seite viel heller und die andere viel dunkler ist“, sagt er.
Das Ergebnis der Arbeit des Wissenschaftlers ist das Bild, das als das realistischste angesehen wird. Spätere Computermodelle, die bei der NASA erstellt wurden, zeigen dieselben bestimmenden Elemente - einen dünnen "Photonenring" in der Mitte, Doppler-verschobenes Licht und eine doppelte Akkretionsscheibe, die durch Gravitationslinsen verursacht wird. Für einen Enthusiasten mit Lochkarten und Tinte hat es also ganz gut geklappt.
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Sergey Lukavsky
