Schwarze Löcher auf dem Stundenplan

Physik-Alltag an der Uni Siegen

ch Siegen/Genf. Daumen hoch. Als die Nachricht sich auf den Fluren des Emmy-Noether-Campus der Universität Siegen verbreitet, dass der deutsche Astrophysiker Reinhard Genzel gemeinsam mit der US-amerikanischen Astronomin Andrea Ghez und dem Briten Roger Penrose den diesjährigen Physik-Nobelpreis erhält, ist die Freude bei den Siegener Wissenschaftlern groß. „Es ist schön, dass mit Genzel ein Physiker, der seine Forschung auch in Deutschland betreibt, den Nobelpreis gewonnen hat“, so Prof. Dr. Thomas Mannel, Prorektor für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs an der heimischen Hochschule.

Schwarzes Loch nachgewiesen

Genzel, Direktor des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching bei München, wird für den Nachweis des schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie ausgezeichnet. „Albert Einsteins sogenannte Relativitätstheorie sagte diese Objekte voraus, aber der direkte experimentelle Nachweis ist erst viel später gelungen“, so Mannel. Penrose etwa wurde für seine Beiträge zur besagten Relativitätstheorie geehrt, die den theoretischen Rahmen für die schwarzen Löcher bildet, „während Genzel und Ghez den experimentellen Nachweis erbracht haben. Die beiden haben die Milchstraße beobachtet und dabei ein extrem schweres Objekt, dessen Masse ungefähr das 40.000-fache unserer Sonne beträgt, entdeckt!“

Enorme Schwerkraft 

Entdeckt im Sinne der Auswirkungen, die das Loch in unserer Galaxie hat. Denn: Die Bewegungen der Sterne sind messbar, und aus diesen Daten konnten Genzel und Ghez darauf schließen, „was das da für eine Masse ist, die die Bewegungen auslöst“. Oder anders formuliert: Ein schwarzes Loch ist ein extrem massives und kompaktes Objekt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass seine Schwerkraft so enorm ist, dass selbst das Licht nicht mehr entkommen kann, wodurch es nach Außen eben schwarz aussieht.
Mannel: „Seine enorme Schwerkraft zieht weitere Objekte an, die in das schwarze Loch stürzen und dabei Strahlung aussenden, so dass schwarze Löcher durch diese Strahlung sichtbar werden. Indirekt werden schwarze Löcher auch durch ihre Schwerkraft sichtbar, weil sie die Flugbahnen benachbarter Objekte im All verändern.“

Kosmologie und allgemeine Relativitätstheorie

Die faszinierenden Objekte stünden selbstverständlich auf dem Stundenplan der Physik-Vorlesungen am ENC. Und: Die hier beheimatete Elementarteilchenphysik, die sich mit der mikroskopischen Struktur der Materie befasst, sowie die gängigen Theorien dieser Sparte sind auch für die Kosmologie und die allgemeine Relativitätstheorie relevant. Mit anderen Worten: In Siegen und Weidenau wird Grundlagenforschung betrieben, die in der internationalen Wissenschaftswelt durchaus anerkannt ist. Unter anderem am Zentrum für Teilchenphysik (CPPS), das in dem markanten, gelben Bau – einst Krankenhaus-Gebäude – untergebracht ist. Forschungsschwerpunkte am CPPS sind die theoretische und experimentelle Teilchen- und die Astroteilchenphysik.
In der experimentellen Teilchenphysik wird mit Teilchenbeschleunigern geforscht, etwa am Hamburger „DESY“ oder am Genfer „CERN“.
In der Astroteilchenphysik besteht eine Beteiligung am Pierre-Auger-Observatorium, das in Argentinien in der „Pampa“ steht und die Eigenschaften von kosmischer Strahlung mit höchster Energie untersucht.