AstroGeo Podcast: Cygnus X-1 – wie findet man ein Schwarzes Loch?
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Je nach Masse beenden Sterne ihre Entwicklung auf unterschiedliche Weisen. Ein Stern wie unsere Sonne – eher klein, eher gelb – endet als Weißer Zwerg. Massereichere Sterne hingegen verwandeln sich in Neutronensterne, die dichtesten Gebilde im Universum. Nur den massereichsten Sternen ist das wohl spektakulärste Schicksal vorbehalten: Sie kollabieren zu einem Schwarzen Loch. Weiße Zwerge und Neutronensterne können Astronominnen und Astronomen problemlos im All beobachten – aber Schwarze Löcher? Wie sollte man ein Schwarzes Loch beobachten können, das seinem Namen wirklich alle Ehre macht, da schließlich noch nicht einmal Licht ihm entkommen kann? Schwarze Löcher sind per Definition unsichtbar.
Nachdem Forschende im Jahr 1939 die Existenz von Schwarzen Löchern vorhergesagt hatten, blieben diese zunächst ein rein theoretisches Gebilde. Wenn überhaupt, beschäftigten sich Mathematiker und theoretische Physiker damit, vor allem waren das die Liebhaber der Allgemeinen Relativitätstheorie. Astronomen und Astrophysikerinnen hingegen kümmerten sich nicht um Schwarze Löcher – denn noch war sich niemand sicher, dass es sie tatsächlich gibt.
Das sollte sich erst in den 1960er-Jahren ändern. Damals wurde klar, dass Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie nicht nur ein theoretisches Konstrukt ist, sondern sich auch an astronomischen Himmelsobjekten beobachten lässt. Da Schwarze Löcher eine Konsequenz aus der Allgemeinen Relativitätstheorie sind, stellte sich damit die Fragen, ob es sie tatsächlich gibt und falls ja, wie man sie überhaupt beobachten könnte.
In dieser Folge erzählt Franzi, wie Astronominnen und Astronomen das erste Schwarze Loch entdeckt haben: eine helle Röntgenquelle namens Cygnus X-1 im Sternbild Schwan – und warum sie sich trotzdem lange Zeit nicht sicher sein konnten, dass es wirklich existierte.
Weiterhören bei AstroGeo
- Folge 61: Quasisterne in der Ferne
- Folge 75: Ein Schwarzes Loch im Zentrum: der etwas andere Quasi-Stern
- Folge 102: Das Ende des Anfangs: Was vom Urknall übrigblieb
- Folge 120: Raumzeit-Riss: Wie Karl Schwarzschild auf Schwarze Löcher stieß
- Folge 123: Weiße Zwerge – die Rettung vor dem Schwarzen Loch?
Weiterführende Links
- WP: Allgemeine Relativitätstheorie
- WP: Ereignishorizont
- WP: Singularität (Astronomie)
- WP: Schwarzes Loch
- WP: Geschichte der Schwarzen Löcher
- WP: Ereignishorizont
- WP: David Finkelstein
- WP: Engelbert Schücking
- WP: 3C 273
- WP: Quasar
- WP: Martin Schwarzschild
- WP: Robert Henry Dicke
- WP: Cygnus X-1
- Welt der Physik: Die Grenzen eines Schwarzen Lochs (2016)
Quellen
- Fachartikel: Cygnus X-1-a Spectroscopic Binary with a Heavy Companion? (1972)
- Buch: Marcus Chown: A Crack in Everything
- Buch: Marcia Bartusiak: Black Hole
- Fachartikel: The Prediction and Interpretation of Singularities and Black Holes: From Einstein and Schwarzschild to Penrose and Wheeler (2025)
Episodenbild: NASA/CXC/SAO
Schwarze Löcher sind unsichtbar – auch auf diesem Röntgenbild ist das Schwarze Loch Cygnus X-1 nicht zu sehen. Es verrät sich über seine Röntgenstrahlung: Weil das Schwarze Loch Materie von seinem Begleitstern abzieht, wird diese hochenergetische Strahlung freigesetzt, während die Materie selbst auf Nimmerwiedersehen ins Schwarze Loch stürzt.
Indem man dem Songtext der kanadischen Rockband Rush folgt!?
👋😁🎸🎶
Cygnus X-1: The Voyage
Franziska Konitzer erzählte [ ag124, 2025, 16:32 ]:
> […] experimentelle Überprüfung der allgemeinen Relativitätstheorie, letztendlich von dem Effekt, der dafür sorgt, [… hinsichtlich …] Navigationssatelliten in den Erdumlaufbahnen, dass deren Uhren so ein bisschen anders laufen als auf dem Erdboden.
“Effekt” ??
Im Vergleich zu welcher “Erwartung (ohne Effekt)” denn ??
Beinhaltet die (allgemeine) Relativitätstheorie etwa irgendwelche Erwartungen hinsichtlich des “Laufens” irgendwelcher Uhren-Exemplare ??
Bis das ESA/ISS-“ACES”-Experiment in ein paar Jahren hoffentlich Ergebnisse mitteilt (die sich ggf. in SciLogs zu kommentieren wären), lässt sich der womöglich unerwartete aber jedenfalls interessante “hypothetische Fall des (vermeintlichen) Prüfens-und-für-falsch-Befindens”:
noch ein bisschen konkreter und Aufschluss-reicher formulieren; z.B. so:
(Und vielleicht treibt jemand — womöglich sogar die SciLog-Mitleserschaft — bis dahin ja die Geheimnis-volle »Referenz [35]« aus [ astro-ph: 1907.12320 ] auf!, also (vgl. Link im Memo):
)
p.s. — [45:10]:
> Dieser Spruch, okay, die Materie sagt der Raumzeit, wie sie sich zu krümmen hat und die Materie bewegt sich auf der gekrümmten Raumzeit. Das war John Wheeler.
Die in diesem Zusammenhang bekannte (weil mehrfach schriftlich vorgelegte) Formulierung J. A. Wheelers … lässt sich wesentlich treuer und dabei “poetisch-symmetrischer” übersetzen.
Der zitierte “Spruch” ist (erst deshalb) allerdings sachlich akzeptabel — im Unterschied zu Wheelers Formulierung an sich, bzw. deren genauerer Übersetzung.
p.p.s. — [43:18]:
> […] wenn ich die Astronautin wäre und ich würde selber ins schwarze Loch fliegen, würde ich das nicht bewusst mitbekommen, dass ich eigentlich gerade den Ereignishorizont überquert habe.
Beim (Selbst-)Studium der ART wird zwar vermittelt, dass das Durchqueren eines Ereignishorizontes am Vorzeichenwechsel der Karlhede-Invariante zu merken sei.
Aber herauszufinden, konkret wie dieses Vorzeichen jeweils aus gegebenen Koinzidenz-Bestimmungen (auch hinsichtlich eventueller Signale bzw. Ping-Echos von zusätzlichen Astronauten) zu ermitteln wäre,
und ob solche Ermittlungen “nach dem Hineinfallen” jeweils überhaupt noch vollständig durchzuführen wären — bedürfte noch (selbst-)bewussterer Initiative.