Die Entstehung Schwarzer Löcher und der Physik-Nobelpreis 2020 für Roger Penrose

Schon im Jahre 1939 hatten R. Oppenheimer und H. Snyder auf der Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie berechnet, dass ein unter dem Einfluss seiner Gravitation kollabierender Stern eine punktförmige ``Singularität'' bildet. Da diese Rechnung auf den Annahmen basierte, dass der Kollaps exakt kugelsymmetrisch erfolgt und dass es keinen Druck im Stern gibt, wurde dieses Ergebnis damals nicht als dramatisch empfunden. Man glaubte, dass es ganz anders aussehen würde, wenn man Kugelsymmetrie und Drucklosigkeit aufgeben würde. Dass ein Schwarzes Loch, wie wir das heute nennen, mit einer Singularität im Zentrum unter sehr viel allgemeineren Bedingungen ensteht, insbesondere auch dann, wenn es keinerlei Symmetrie gibt, hat Roger Penrose im Jahre 1965 gezeigt. Für diese Arbeit, in der er ganz neue mathematische Methoden in die Allgemeine Relativitätstheorie einführte, hat er im Jahr 2020 50 Prozent des Physik-Nobelpreises erhalten. Die anderen 50 Prozent teilen sich Andrea Ghez und Reinhard Genzel, die mit Hilfe von Infrarotbeobachtungen Evidenz dafür gefunden haben, dass im Zentrum unserer Galaxis ein supermassives Schwarzes Loch sitzt.

In diesem Vortrag wird das Singularitätentheorem von Roger Penrose ausführlich erläutert. Es wird auch das 2. Singularitätentheorem (von Stephen Hawking) angesprochen, in dem es um die kosmologische Singularität (den "Urknall'') geht, und das 3. Singularitätentheorem (von Penrose und Hawking), das sowohl für den Gravitationskollaps als auch für den Urknall relevant ist. Da Stephen Hawking im Herbst 2020 leider nicht mehr am Leben war, konnte er bei der Vergabe des Nobelpreises nicht berücksichtigt werden.