
Diese neue Visualisierung eines Schwarzen Lochs demonstriert, wie seine Gravitation unseren Blick verzerrt und seine Umgebung krümmt wie ein Zerrspiegel. Die Visualisierung simuliert die Präsenz eines Schwarzen Lochs, wobei einfallende Materie eine dünne, heiße Struktur gebildet hat, die als Akkretionsscheibe bezeichnet wird. Die extreme Gravitation verzerrt das Licht, das von verschiedenen Regionen der Akkretionsscheibe emittiert wird, was die verdrehte Form hervorbringt.
In der Scheibe entstehen und verschwinden ständig helle Materieknoten, weil die Magnetfelder sich durch das heiße Gas winden und verdrehen. Direkt am Schwarzen Loch kreist das Gas fast mit Lichtgeschwindigkeit, während die äußeren Bereiche etwas langsamer rotieren. Dieser Unterschied streckt und schert die hellen Knoten und produziert helle und dunkle Linien in der Scheibe.
Von der Seite aus betrachtet sieht die Scheibe links heller aus als rechts. Leuchtendes Gas auf der linken Seite der Scheibe bewegt sich so schnell auf uns zu, dass die Effekte von Einsteins Relativitätstheorie einen Helligkeitsschub verursachen. Das Gegenteil passiert auf der rechten Seite, wo sich das Gas von uns entfernt und leicht schwächer wird. Diese Asymmetrie verschwindet, wenn wir direkt frontal auf die Scheibe blicken, weil sich aus dieser Perspektive keine Materie entlang unserer Sichtlinie bewegt.
Direkt am Schwarzen Loch wird die gravitative Lichtkrümmung so stark, dass wir die Unterseite der Scheibe als hellen Lichtring sehen können, der die Konturen des Schwarzen Lochs scheinbar hervorhebt. Dieser sogenannte Photonenring besteht aus mehreren Ringen, deren Licht das Schwarze Loch zweimal, dreimal oder sogar noch öfter umkreist hat und daher zunehmend schwächer und dünner werden, bevor es entkommt, um unsere Augen zu erreichen. Weil das Schwarze Loch in dieser Visualisierung kugelförmig dargestellt wird, sieht der Photonenring aus jeder Perspektive fast kreisförmig und identisch aus. Innerhalb des Photonenrings liegt der Schatten des Schwarzen Lochs – ein Gebiet, das etwa doppelt so groß ist wie der Ereignishorizont, der Punkt ohne Wiederkehr.

„Simulationen und Videos wie diese helfen uns wirklich zu visualisieren, was Einstein meinte, als er sagte, dass die Gravitation das Gefüge der Raumzeit krümmt“, erklärte Jeremy Schnittman, der diese beeindruckenden Bilder mittels spezieller Software am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland) erstellte. Bis vor kurzer Zeit waren diese Visualisierungen auf unsere Vorstellung und Computerprogramme begrenzt. „Ich habe nie gedacht, dass es möglich wäre, ein echtes Schwarzes Loch zu sehen. Dennoch veröffentlichte das Team des Event Horizon Telescope am 10. April 2019 das erste Bild vom Schatten eines Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 mithilfe von Radiobeobachtungen.
(THK)
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