Heino Falckes Werk „Light in the Dark“: Das Schwarze Loch – und dann Gott dahinter?

Der Radioastronom Heino Falcke hat ein faszinierendes Buch über die Entstehung des ersten Fotos eines Schwarzen Lochs geschrieben.

Es war eine weltweite Sensation, als am 10. April 2019 um 15:07 Uhr mitteleuropäischer Zeit Wissenschaftler in Brüssel, Santiago de Chile, Shanghai, Taipeh, Tokio und Washington gleichzeitig die erste Aufnahme machten Schwarzes Loch gezeigt. Lieber Leser, Sie haben natürlich Recht: Es ging nicht um ein Foto eines Schwarzen Lochs – so etwas kann es nicht geben – sondern um die Umgebung eines Schwarzen Lochs. Auf dem Bild sehen Sie einen roten Lichtring vor dem Hintergrund des schwarzen Raums, in dem ein gelber Pfad zu sehen ist. Dieser Lichtring umschließt eine runde schwarze Oberfläche. Wissenschaftler nennen dies den „Schatten“ des Schwarzen Lochs. Das Ganze ist das Foto von M87 *. Dies ist der Name dieses Schwarzen Lochs in der Galaxie Messier 87. Das Foto verwandelte eine hundert Jahre alte Theorie in ein Objekt. Der Lichtring hat einen Durchmesser von 100 Milliarden Kilometern. Es ist 55 Millionen Lichtjahre – 500 Billionen Kilometer – von uns entfernt.

Heino FalckeDer 1966 in Köln geborene Professor in Nimwegen ist einer der Wissenschaftler, die diese Fotos ermöglicht haben. Zusammen mit dem „Spiegel“ -Journalisten Jörg Römer schrieb er das Buch „Licht in der Dunkelheit – schwarze Löcher, das Universum und wirDarin beschreibt er, wie diese Fotos möglich gemacht wurden. Er spricht über die wissenschaftlichen Bemühungen und er spricht über die logistischen, politischen und auch wirtschaftlichen Probleme, die überwunden werden mussten, damit diese Fotos zustande kamen.

Schwarze Löcher sind Weltraumfriedhöfe

Am Anfang steht jedoch die Erkenntnis: „Supermassive Schwarze Löcher sind Weltraumfriedhöfe. Sie entstehen durch brennende, ausgebrannte und sterbende Sterne. Der Weltraum speist sie aber auch mit riesigen Gasnebeln, Planeten und Sternen. Aufgrund ihrer Masse krümmen sie den leeren Raum auf extreme Weise und scheinen in der Lage zu sein, den Lauf der Zeit selbst zu stoppen. Schwarze Löcher setzen niemals das frei, was ihnen zu nahe kommt – nicht einmal Lichtstrahlen können ihnen entkommen. „“

Das Schwarze Loch, das auf dem Foto zu sehen ist, soll 6,5 Milliarden Sonnenmassen komprimiert haben. Eine Sonnenmasse entspricht ungefähr 333.000 Erdmassen. Die Erde wiegt fast sechs Billionen Tonnen. Eine Quintillion ist eine 1 mit 21 Nullen. Eine Tonne wiegt 1000 Kilogramm. Ich arbeite das so weit herunter, dass ich verstehen kann, was „super massiv“ bedeutet. Die Wahrheit ist natürlich, dass ich nichts realisiere. Es ist einfach zu viel. Aber lassen Sie sich nicht von den Zahlen abschrecken. Die Schreibweise hilft: 1021. Das ist eine Billion.

Ein Bild aus der Perspektive von acht Teleskopsystemen

Acht Radioteleskopstationen – allein in Chile hat „ALMA“ 66 Präzisionsantennen – mussten zusammenarbeiten, um die M87 * zu fotografieren. Das gesamte globale Netzwerk von Millimeterwellen-Radioteleskopen, deren Wechselwirkung das erste Bild eines Schwarzen Lochs ermöglichte, wird als „Event Horizon Telescope“ bezeichnet. 200 Wissenschaftler aus 60 Instituten in zwanzig Ländern waren an der Arbeit beteiligt. Im April 2017 stand die Galaxie Messier 87 zehn Tage lang unter ständiger Beobachtung aus der Perspektive der acht Teleskopsysteme. Alles koordiniert mit Atomuhren. Dann kam die Arbeit, aus einer riesigen Datenmenge ein Bild zu machen. Viel? Natürlich spricht Heino Falcke nicht so. Er sagt: „32 Gigabit pro Sekunde – das sind 32 Milliarden Nullen und Einsen pro Sekunde.“ Das sind hauptsächlich Himmels- und Empfängergeräusche. Und dann ein winziges Geräusch vom Rand des Schwarzen Lochs. Sehr wenig? Die Gesamtenergie des Rauschens des Schwarzen Lochs, die von unseren Teleskopen wahrgenommen wird, „entspricht der Energie eines Haarfragments, das einen Millimeter lang ist und aus einer Höhe von einem Millimeter im Vakuum auf eine Glasplatte fällt.“

In dem Prozess, in dem Bilder aus diesen Daten erstellt werden, gibt es jetzt neben der Zusammenarbeit auch Wettbewerb. Verschiedene Gruppen müssen jeweils Bilder für sich entwickeln. Nur so können Sie feststellen, ob Sie wirklich unabhängig voneinander zu ähnlichen Ergebnissen gekommen sind. „Unsere Daten stammen nicht aus dem für das Auge sichtbaren Wellenbereich. Welche Farbe hat so ein Licht? Wir hatten die Helligkeit berechnet, aber keine Farben. Grundsätzlich hätten wir eine Konturkarte oder ein Bild mit Graustufen verwenden können. Das hätte die Daten auch auf sinnvolle Weise gezeigt, aber es wäre langweilig, sie anzusehen. “ Am Ende stehen „Bilder aus vier verschiedenen Tagen mit jeweils drei verschiedenen Algorithmen, also zwölf Bilder. Alle sehen gleich aus, sind aber nicht genau gleich…. Am Ende beschließt die Gruppe, die drei verschiedenen Methoden für den besten Messtag im April 2017 einfach zu einem Bild zusammenzufassen. Die Bilder der anderen Tage und die einzelnen Bilder werden ebenfalls gezeigt, aber nicht so prominent. „“

Heino Falcke gibt eine Vorstellung davon, wie weit unsere Beobachtungen heute von der Welt entfernt sind, in der – wenn man der Brechtschen Idee folgt – ein Galileo den zögernden Gegnern seiner Theorie sagen könnte: „Ich dachte, Sie würden einfach durch das Teleskop schauen und überzeugen Sie sich selbst? Mit Brecht diskutieren die Florentiner lieber, als durch das Teleskop zu schauen. Als Galileo noch einmal darum bittet, nur durch das Teleskop zu schauen, um zu sehen, wie die Dinge wirklich sind, antwortet der Mathematiker: „Man könnte versucht sein zu antworten, dass Ihre Röhre, die etwas zeigt, was nicht sein kann, nicht ist. Es müsste eine sehr zuverlässige Pfeife sein , nicht wahr? „Moderne Bildgebungstechniken zeigen uns, wie viel gesunden Menschenverstand der Einwand des Mathematikers gehabt hätte, wenn er sich nur darum gekümmert hätte, die Instrumente unserer Wahrnehmung als aktive Faktoren zu verstehen.

Heino Falcke erklärt, was wir nicht sehen

Auf dem Foto, das im April letzten Jahres um die Welt ging, gibt es so viel menschliche Arbeit, so viel künstliche Intelligenz, es hat eine so lange Geschichte, an der so viele verschiedene Wissenschaften beteiligt waren – es ist uns unmöglich zu entscheiden, was wir denken sollen davon. Es ist sehr klar, dass es auch „Showbusiness“ gibt: Sie hätten „ein Bild mit Grautönen verwenden können. Das hätte die Daten auch vernünftig gezeigt, aber es wäre langweilig gewesen, sie anzuschauen. “

Das schreibt Heino Falcke. Es ist gut, dass er das schreibt. Es sagt uns, dass das, was wir sehen, nicht nur das ist, was wir zu sehen glauben. Darüber hinaus versteht jeder, der „Licht im Dunkeln“ liest, sorgfältig, dass unser Gehirn auch Bildgebungsverfahren verwendet. Unser Kopf ist kein Kino, in dem Filme gezeigt werden. Im Inneren befindet sich ein Computer, der Signale in Bilder, Töne und Gerüche umwandelt. Was wir als unsere sensorischen Eindrücke betrachten, sind bereits Übersetzungen, die unser Gehirn für uns macht.

Stephen Hawking wurde bestätigt

1988 geprägt Stephen Hawking in seinem Buch „Eine kurze Geschichte der Zeit„Das Konzept der Spaghetti. Da die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs mit abnehmender Entfernung zunimmt, wirken auf die dem Schwarzen Loch zugewandte Seite des Objekts stärkere Kräfte als auf die gegenüberliegende Seite. Dadurch wird das Objekt gedehnt und auseinandergerissen. So stellte sich Hawking das vor. Am 12. Oktober 2020 hielt ein Team von Astronomen mit Teleskopen des European Southern Observatory (Eso) die letzten Momente eines Sterns fest, der von einem supermassiven Schwarzen Loch auseinandergerissen wurde. Genau so, wie Hawking es entwickelt hatte. Wieder gingen Bilder um die Welt.

Wir Laien sehen immer nur, dass Thesen bestätigt werden. Wir bemerken nicht, wie viele Ansichten und Modelle fehlschlagen. Das Buch von Heino Falcke zeigt uns auch, wie viel Kraft, Neugier und Enthusiasmus es braucht, um durch alle Fehler an einem großen Forschungsprojekt festzuhalten. Das zweite Kapitel des Buches endet mit den folgenden Sätzen: „Ich habe stolz in einer Pressemitteilung angekündigt: ‚Wir werden bald das Schwarze Loch sehen können!‘ – In Wirklichkeit sollte es weitere 20 Jahre dauern. „“

Du kannst nicht an Gott vorbei kommen

Sie müssen sehr überzeugt sein von dem, was Sie tun. Man muss daran glauben. Das bringt uns zu etwas, das mich beschäftigt, je länger ich in dem Buch lese: Heino Falckes Glaube. Im letzten Kapitel „Allmacht und Grenzen“ schreibt er: „Atheismus ist eine legitime Überzeugung, die wissenschaftlich nicht gerechtfertigt werden kann. Gott mit Hilfe der Wissenschaft zu widerlegen, erscheint mir genauso unsinnig wie der Versuch, Gott mit Hilfe der Wissenschaft zu beweisen. Nicht nur Schwarze Löcher zeigen uns, dass Grenzen Teil unserer Welt sind. Wer es wagt, über die Grenzen der Physik hinaus zu fragen, kommt nicht an Gott vorbei … Ich denke, dass eine völlig gottlose Physik nicht möglich ist, wenn man wirklich an die Grenzen des menschlichen Wissens fragt … Gott ist heute notwendiger als je zuvor. „“

Jetzt können Sie sehen, was diesen Mann antreibt. Als Kind, schreibt er, lag er im Bett und stellte sich vor, was sich hinter dem Himmel, dahinter und dahinter befand. Gab es Unendlichkeit oder Gott? Oder war das einer? Heute ist er 54 Jahre alt, hat nicht aufgehört, diese Fragen zu stellen, ist so nah wie wenige vor dem Schwarzen Loch und in der evangelischen Kirche von Frechen und hält dort Gottesdienste als Prediger ab. Ich hätte ihn auch gerne danach gefragt.

Wie steht es in Bob Dylans Lied von 1973, als der kleine Heino Falcke im Bett lag und sich über den Himmel hinter dem Himmel wunderte? „Es wird dunkel, zu dunkel, um es zu sehen. Ich habe das Gefühl, ich klopfe an die Tür des Himmels.“