Audio auf FM4: Hawking-Strahlung
Der 68-jährige englische Astrophysiker Stephen Hawking ist die bekannteste Pop-Ikone der modernen Physik. Bei ihm wurde mit 21 Jahren eine seltene Nervenkrankheit diagnostiziert, wodurch er bald auf den Rollstuhl angewiesen war. Er ist mittlerweise vollkommen gelähmt und verlor durch einen Luftröhrenschnitt auch seine Fähigkeit zu sprechen. Er ist daher auf die Benutzung eines Sprachcomputers angewiesen, den er durch die Bewegung seiner Pupillen steuert.
Die wohl wichtigste Entdeckung von Stephen Hawking war die nach ihm benannte Hawking-Strahlung. Darunter versteht man die Strahlung, die von einem Schwarzen Loch ausgesandt wird, obwohl durch die riesige Anziehung durch die Schwerkraft eigentlich nichts, nicht einmal Licht, aus dem Schwarzen Loch entkommen sollte. Nun könnte es italienischen Physikern in einem Laborexperiment gelungen sein durch Imitation der Eigenschaften eines Schwarzen Lochs die Hawking-Strahlung nachzuweisen.
Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Lochs im Weltraum [Quelle: Ute Kraus, Univ. Hildesheim]
Im Jahre 1974 postulierte jedoch Stephen Hawking, dass Schwarze Löcher trotzdem Strahlung aussenden und dadurch Masse verlieren können. Dabei geht man davon aus, dass laut Quantentheorie ständig kurzfristig Paare bestehend aus einem Teilchen und einem Antiteilchen entstehen und gleich wieder verschwinden können. Durch die starke Schwerkraft in der Umgebung des Schwarzen Loches kann es nun passieren, dass diese Paare getrennt werden und ein Teilchen ins Schwarze Loch fällt, während das andere ins All entkommt. Dadurch nimmt die Masse des Schwarzen Lochs mit der Zeit ab. Dieser Prozess führt über viele Milliarden Jahre sogar zum Auflösen der Schwarzen Löcher.
Die Stärke der Hawking-Strahlung von Schwarzen Löchern im Weltraum ist einfach zu schwach um diese beobachten zu können. Tatsächlich konnte man diese im Weltraum mittels Satellitenbeobachtungen auch nicht nachweisen. Jetzt gibt es aber ein Laborexperiment, bei dem ähnliche Bedingungen wie bei einem Schwarzen Loch hergestellt werden können. Dabei wurde durch eine geeignete Anordnung Laserlicht im Inneren eines Glasblocks eingesperrt, woraus es nicht mehr entkommen kann. Wie bei einem Schwarzen Loch sollte daraus außer der Hawking-Strahlung eigentlich kein Licht aus dem Glasblock entweichen. Das Überraschende dabei war nun, dass außerhalb des Glasblocks trotzdem Licht aus dem Glasblock beobachtet wurde, welche man als Hawking-Strahlung interpretieren kann.
Eine Forschergruppe hat die Eigenschaften eines Schwarzen Lochs kein Licht auszusenden in einem Laborexperiment auf Erden imitiert und konnte dabei wahrscheinlich Hawking-Strahlung nachweisen. Dieses Experiment muss natürlich noch von anderen Forschergruppen bestätigt werden. Das Tolle daran ist, dass man dabei Eigenschaften eines Schwarzen Lochs in einem irdischen Labor imitieren konnte und damit wahrscheinlich die lange gesuchte Hawking-Strahlung beobachten konnte.
Für Stephen Hawking bedeutet das, dass er doch noch vielleicht den Nobelpreis für seine Hawking-Strahlung erhalten könnte. Eine Theorie wie die Hawking-Strahlung muss nämlich auch experimentell bestätigt werden, sodass sie für den Nobelpreis geeignet ist.
ZDF-Mediathek: Video über Stephen Hawking
About.com: Hawking Radiation (Sort Of) Detected
New Scientist: Hawking radiation glimpsed in artificial black hole
