{"id":86276,"date":"2025-11-05T11:03:00","date_gmt":"2025-11-05T10:03:00","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=86276"},"modified":"2025-11-07T13:53:05","modified_gmt":"2025-11-07T12:53:05","slug":"gibt-es-unterschiedliche-arten-von-schwarzen-loechern-neue-methode-stellt-einstein-auf-den-pruefstand","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/gibt-es-unterschiedliche-arten-von-schwarzen-loechern-neue-methode-stellt-einstein-auf-den-pruefstand\/","title":{"rendered":"Gibt es unterschiedliche Arten von Schwarzen L\u00f6chern? Neue Methode stellt Einstein auf den Pr\u00fcfstand"},"content":{"rendered":"<p><a href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/english\/are-there-different-types-of-black-holes-new-method-puts-einstein-to-the-test\/\">English version<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><em>Physiker aus Frankfurt und Shanghai vergleichen Schattenbilder Schwarzer L\u00f6cher mit alternativen Gravitationstheorien<\/em><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufnahmen von Schwarzen L\u00f6chern sind mehr als nur faszinierende Bilder: Sie k\u00f6nnten k\u00fcnftig als \u201eTestlabor\u201c f\u00fcr alternative Gravitationstheorien dienen. Ein internationales Team um Prof. Luciano Rezzolla hat eine neue Methode entwickelt, die pr\u00fcft, ob Schwarze L\u00f6cher nach Einsteins Relativit\u00e4tstheorie oder nach anderen, exotischen Theorien \u201efunktionieren\u201c. Dazu haben die Wissenschaftler hochkomplexe Simulationen durchgef\u00fchrt und messbare Kriterien abgeleitet, die mit zuk\u00fcnftigen, noch sch\u00e4rferen Teleskopen getestet werden k\u00f6nnen. Die Methode k\u00f6nnte in den n\u00e4chsten Jahren zeigen, ob Einstein auch in den extremsten Regionen des Universums Recht beh\u00e4lt.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter size-full\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"650\" height=\"469\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2025\/11\/pm_11_rezzolla_black_hole_650x469.jpg\" alt=\"Mit der gegenw\u00e4rtigen Aufl\u00f6sung von Teleskopen sehen Schwarze L\u00f6cher verschiedener Gravitationstheorien noch sehr \u00e4hnlich aus. K\u00fcnftige Teleskope werden die Unterschiede deutlicher sichtbar machen und erm\u00f6glichen, Einstein'sche Schwarze L\u00f6cher von anderen zu unterscheiden.\" class=\"wp-image-86277\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2025\/11\/pm_11_rezzolla_black_hole_650x469.jpg 650w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2025\/11\/pm_11_rezzolla_black_hole_650x469-300x216.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2025\/11\/pm_11_rezzolla_black_hole_650x469-500x361.jpg 500w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2025\/11\/pm_11_rezzolla_black_hole_650x469-18x12.jpg 18w\" sizes=\"(max-width: 650px) 100vw, 650px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Mit der gegenw\u00e4rtigen Aufl\u00f6sung von Teleskopen sehen Schwarze L\u00f6cher verschiedener Gravitationstheorien noch sehr \u00e4hnlich aus. K\u00fcnftige Teleskope werden die Unterschiede deutlicher sichtbar machen und erm\u00f6glichen, Einstein&#8217;sche Schwarze L\u00f6cher von anderen zu unterscheiden (\u00a9 L. Rezzolla\/Goethe-Universit\u00e4t).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p>Schwarze L\u00f6cher gelten als kosmische Gierschl\u00fcnde, denen nicht einmal das Licht entkommen kann. Die vor wenigen Jahren von der Event Horizon Telescope (EHT) Kollaboration ver\u00f6ffentlichten Bilder der Schwarzen L\u00f6cher im Zentrum der Galaxie M87 und unserer Milchstra\u00dfe waren daher bahnbrechend. \u201eWas man dort sieht, ist allerdings nicht das Schwarze Loch selbst, sondern die hei\u00dfe Materie in seiner direkten Umgebung\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Luciano Rezzolla, der mit seiner Gruppe an der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt ma\u00dfgeblich an den Ergebnissen beteiligt war. \u201eSolange die Materie noch au\u00dferhalb des Ereignishorizonts rotiert, bevor sie unweigerlich eingesogen wird, kann sie letzte Lichtsignale aussenden, die wir prinzipiell empfangen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Auf solchen Bildern sieht man sozusagen den Schatten des Schwarzen Lochs. Das er\u00f6ffnet nun die M\u00f6glichkeit, die Theorien hinter diesen extremen kosmischen Objekten eingehend zu pr\u00fcfen. Bislang gilt Einsteins Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie als Goldstandard in der Physik, wenn es um die Beschreibung von Raum und Zeit geht. Sie sagt die Existenz Schwarzer L\u00f6cher voraus, mitsamt all ihren Eigenarten. Dazu geh\u00f6rt der Ereignishorizont, hinter dem alles \u2013 auch das Licht \u2013 verschwindet. \u201eDoch es gibt auch andere, bislang noch hypothetische Theorien, die ebenfalls die Existenz Schwarzer L\u00f6cher vorhersagen. Einige dieser Ans\u00e4tze erfordern die Anwesenheit von Materie mit ganz besonderen Eigenschaften oder die Verletzung der uns bekannten physikalischen Gesetze\u201c, sagt Rezzolla.<\/p>\n\n\n\n<p>Gemeinsam mit Kollegen des Tsung-Dao Lee Instituts in Shanghai (China) hat der Frankfurter Physiker im Fachblatt \u201eNature Astronomy\u201c eine neue M\u00f6glichkeit vorgestellt, solche alternativen Theorien zu \u00fcberpr\u00fcfen. Denn bislang gab es keine handfesten Daten, die eine Widerlegung oder Best\u00e4tigung dieser Theorien erm\u00f6glichten. Mit den Schattenbildern der supermassereichen Schwarzen L\u00f6cher wollen die Forscher genau das k\u00fcnftig realisieren.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201eDazu ben\u00f6tigt man zweierlei\u201c, erl\u00e4utert Rezzolla. \u201eEinerseits hochaufgel\u00f6ste Schattenbilder der Schwarzen L\u00f6cher, um daraus ihren Radius m\u00f6glichst gut bestimmen zu k\u00f6nnen, und andererseits eine theoretische Beschreibung, wie stark die verschiedenen Ans\u00e4tze von der Einstein\u2019schen Relativit\u00e4tstheorie abweichen.\u201c Die Wissenschaftler haben nun eine umfassende Beschreibung vorgelegt, wie sehr sich verschiedene Arten hypothetischer Schwarzer L\u00f6cher von der Relativit\u00e4tstheorie unterscheiden und wie sich dies in den Schattenbildern niederschl\u00e4gt. Um dies zu untersuchen, f\u00fchrte das Team hochkomplexe dreidimensionale Computersimulationen durch, die das Verhalten von Materie und Magnetfeldern in der gekr\u00fcmmten Raumzeit in der Umgebung der Schwarzen L\u00f6cher nachbilden. Aus diesen Simulationen erzeugten die Forscher dann synthetische Bilder des leuchtenden Plasmas.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201eDie zentrale Frage war: Wie stark unterscheiden sich die Bilder von Schwarzen L\u00f6chern in verschiedenen Theorien voneinander?\u201c, erkl\u00e4rt Erstautor Akhil Uniyal vom Tsung-Dao Lee Institut in Shanghai. Daraus konnten sie eindeutige Kriterien ableiten, anhand derer man mit k\u00fcnftigen, hochaufgel\u00f6sten Messungen in vielen F\u00e4llen eine Entscheidung f\u00fcr eine bestimme Theorie treffen kann. Die Bildunterschiede sind zwar mit der gegenw\u00e4rtigen Aufl\u00f6sung des EHT noch zu klein, wachsen aber systematisch mit verbesserter Aufl\u00f6sung. Hierzu haben die Physiker eine allgemeing\u00fcltige Charakterisierung von Schwarzen L\u00f6chern entwickelt, die sehr unterschiedliche theoretische Ans\u00e4tze zusammenfasst.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201eEiner der wichtigsten Beitr\u00e4ge, den die EHT-Kollaboration zur Astrophysik geleistet hat, ist die Verwandlung von Schwarzen L\u00f6chern in testbare Objekte\u201c, betont Rezzolla. \u201eUnsere Erwartung ist es, dass die Relativit\u00e4tstheorie sich auch k\u00fcnftig bew\u00e4hrt, so wie sie es bislang immer wieder getan hat.\u201c Bislang passen die Ergebnisse zu Einsteins Theorie. Die Messunsicherheit ist jedoch noch so gro\u00df, dass nur einige, sehr exotische M\u00f6glichkeiten ausgeschlossen werden konnten. So d\u00fcrfte es sich bei den beiden Schwarzen L\u00f6chern im Zentrum von M87 und unserer Milchstra\u00dfe weder um sogenannte nackte Singularit\u00e4ten (ohne Ereignishorizont) noch um Wurml\u00f6cher handeln \u2013 um nur zwei der vielen anderen theoretischen M\u00f6glichkeiten zu nennen, die es zu \u00fcberpr\u00fcfen gilt. \u201eUnd auch die etablierte Theorie muss man immer wieder testen, gerade an extremen Objekten wie Schwarzen L\u00f6chern\u201c, erg\u00e4nzt der Physiker. Es w\u00e4re eine Sensation, falls sich Einsteins Theorie irgendwann als hinf\u00e4llig erwiese.<\/p>\n\n\n\n<p>F\u00fcr solche Messungen bietet das EHT hervorragende M\u00f6glichkeiten. Dieser Zusammenschluss mehrerer gro\u00dfer Radioteleskope quer \u00fcber den Globus erreicht eine Aufl\u00f6sung wie ein Teleskop von der Gr\u00f6\u00dfe der Erde \u2013 und hat so den scharfen Blick in die unmittelbare Umgebung der Schwarzen L\u00f6cher \u00fcberhaupt erst m\u00f6glich gemacht. In Zukunft sollen nicht nur weitere Teleskope auf der Erde zum EHT hinzugeschaltet werden. Die Wissenschaftler hoffen auch auf ein Radioteleskop im Weltall. Das w\u00fcrde die Gesamtaufl\u00f6sung noch einmal deutlich verbessern. Mit einem so hochaufl\u00f6senden Blick k\u00f6nnte man die verschiedenen Theorien zu Schwarzen L\u00f6chern einem strengen Test unterziehen. Wie die nun vorgestellte Studie zeigt, ben\u00f6tigt man dazu Winkelaufl\u00f6sungen von unterhalb einer millionstel Bogensekunde \u2013 das entspricht etwa dem Blick auf eine M\u00fcnze auf dem Mond von der Erde aus. Noch \u00fcbersteigt das die heutigen M\u00f6glichkeiten, soll in einigen Jahren aber erreicht werden.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p class=\"has-background\" style=\"background-color:#eeeeee\"><strong>Publikation:<\/strong> Akhil Uniyal, Indu K. Dihingia, Yosuke Mizuno, Luciano Rezzolla: The future ability to test theories of gravity with black-hole shadows. Nature Astronomy (2025). <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41550-025-02695-4\">https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41550-025-02695-4<\/a><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:20px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Weitere Informationen<\/strong><br>Prof. Dr. Luciano Rezzolla<br>Institut f\u00fcr Theoretische Physik<br>Goethe University Frankfurt<br>Tel: +49 (69) 798-47871<br><a href=\"mailto:rezzolla@itp.uni-frankfurt.de\">rezzolla@itp.uni-frankfurt.de<\/a><br><a href=\"https:\/\/astro.uni-frankfurt.de\/rezzolla\/\">https:\/\/astro.uni-frankfurt.de\/rezzolla\/<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>English version Physiker aus Frankfurt und Shanghai vergleichen Schattenbilder Schwarzer L\u00f6cher mit alternativen Gravitationstheorien Aufnahmen von Schwarzen L\u00f6chern sind mehr als nur faszinierende Bilder: Sie k\u00f6nnten k\u00fcnftig als \u201eTestlabor\u201c f\u00fcr [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":86277,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_eb_attr":"","_price":"","_stock":"","_tribe_ticket_header":"","_tribe_default_ticket_provider":"","_ticket_start_date":"","_ticket_end_date":"","_tribe_ticket_show_description":"","_tribe_ticket_show_not_going":false,"_tribe_ticket_use_global_stock":"","_tribe_ticket_global_stock_level":"","_global_stock_mode":"","_global_stock_cap":"","_tribe_rsvp_for_event":"","_tribe_ticket_going_count":"","_tribe_ticket_not_going_count":"","_tribe_tickets_list":"[]","_tribe_ticket_has_attendee_info_fields":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[23],"post_folder":[],"class_list":["post-86276","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-forschung","tag-physik"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v27.5 - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-wordpress\/ -->\n<title>Gibt es unterschiedliche Arten von Schwarzen L\u00f6chern? 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