Astronomie: Milchstraßen-Messungen bestätigen Einsteins Relativitätstheorie

Astronomen der Europäischen Südsternwarte ESO sowie des Max-Planck-Instituts für Extraterrestrische Physik MPE haben mit Messungen an einem Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße die Allgemeine Relativitätstheorie Einsteins bestätigt. Die Beobachtungen zeigen, dass die Dynamik von Sternen in einem extremen Gravitationsfeld exakt mit den Vorhersagen aus Einsteins Formeln übereinstimmen.

Als kosmischer Testballon diente den Himmelsforschern ein Stern namens S2, der sich im Zentrum unserer Galaxis durch das Schwerefeld des dortigen unsichtbaren Schwarzen Lochs bewegt. Die präzise Vermessung der Bahn von S2 bildet den Höhepunkt von Messungen, die Astronomen seit 26 Jahren am Paranal-Observatorium in Chile unternehmen.

Das vor einigen Jahren entdeckte, mehr als vier Millionen Sonnenmassen schwere Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ist 26 000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Eine Handvoll sichtbarer Sterne, kreiseln um das Schwarze Loch wie Billardkugeln in einer Suppenschüssel. Es ist ein perfektes Experimentierfeld für Gravitationsphysiker.

Der Stern S2 erreicht dort Spitzengeschwindigkeiten von 25 Millionen Kilometern pro Stunde, fast ein Dreißigstel der Lichtgeschwindigkeit. Unter diesen Bedingungen werden die Unterschiede zwischen der klassischen Mechanik Newtons und den Einsteinschen Gesetzen messbar. Zweimal konnten die Astrophysiker einen engen Vorbeiflug des Sterns S2 am Schwarzen Loch vermessen. "Wir haben uns auf dieses Ereignis mehrere Jahre lang intensiv vorbereitet", betont Reinhard Genzel vom MPE.

Das gewaltige Schwerefeld des Schwarzen Lochs verzerrt Lichtstrahlen, weshalb die Sterne in seiner Umgebung eine längere Wellenlänge haben, je näher sie dem Raumzeit-Staubsauger im Zentrum der Milchstraße kommen. Die Stärke dieser sogenannten Rotverschiebung lässt sich mit Einsteins Formeln vorhersagen.