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Ein Black Hole ist seltsamer als alles,
was sich Science-Fiction-Autoren ausgedacht haben.
In dieser Region im Weltall
ist die Gravitation so stark…
…dass nichts entkommen kann.
Hat man den Rand überquert…
…gibt es kein Zurück.
SERDÁN, MEXIKO JANUAR 2017
Wow.
Ich bin immer wieder beeindruckt, die zwei Berge da zu sehen.
Es täuscht aber.
Man meint, zu Fuß könne man in ein paar Stunden oben sein.
Dabei ist es ein großer Höhenunterschied zu hier unten.
Ich war kein junger Astronom.
Ich hatte als Kind kein Teleskop.
Aber ich erinnere mich an ein Bild von einem schwarzen Loch.
Ich fand, dass es im Universum sehr interessante Dinge zu erforschen gab.
Das Event-Horizon-Teleskop ist ein neues Instrument,
mit dem ein globales Team befasst ist.
Mit seiner Vergrößerungsleistung
können wir die direkte Umgebung eines schwarzen Lochs darstellen.
Das gab es noch nie.
Wir sind auf der Jagd nach etwas,
das mit aller Macht versucht, nicht gesehen zu werden.
Und wir sagen: "Wir kriegen dich!"
Wenn man rund 4,500 Meter erreicht,
ist man ziemlich hoch in der Atmosphäre.
Man muss schon so weit oben sein,
um in die Leere des Weltraums blicken zu können.
Das Ziel des Event-Horizon-Teleskops lässt sich sehr einfach erklären.
Wir werden das erste Foto eines schwarzen Lochs machen.
LMT (GROSSES MILLIMETERTELESKOP) HÖHE: 4,580 METER
Gestern Mittag war es so,
dass jedes Teil des Front-End-Systems funktionierte…
Wir sind extra im Januar zum LMT gekommen,
um einen Probelauf durchzuführen.
Und wir finden Probleme.
Dann wechselten wir die Gunndiode, haben jetzt keinen Strom mehr,
und wollen das oben gerade klären.
Heute versuche ich, die alte Diode wieder hinzubekommen.
Und mit der alten Gunndiode…
Ja.
…sind wir trotzdem noch kompatibel mit dem EHT…
-Mit doppelter Abwärtskonvertierung, ja. -…für Januar und April?
Im April werden weltweit alle Teleskope, das ganze EHT, in Betrieb sein.
Dann versuchen wir, ein Black Hole zu fotografieren.
Vorher müssen wir sicherstellen, dass alles funktioniert.
Erstes Ziel ist es, mit der alten Diode wieder 232,1 Gigahertz zu erzeugen.
-Ja, genau. -Und wenn das nicht klappt? Was dann?
Mein Plan B ist, dass…
Je größer das Teleskop, desto besser sieht es winzige Dinge.
Für hochauflösende Bilder des Black Hole im Zentrum unserer Galaxie
oder des größeren schwarzen Lochs in der Galaxie M87,
braucht man ein fast erdgroßes Teleskop.
Das ist eindeutig nicht möglich.
Wir versuchen das Nächstbeste.
Wir verwenden Teleskope auf der ganzen Welt,
und richten sie gleichzeitig auf das schwarze Loch aus.
Stellen Sie sich vor, Sie zerschlagen einen Spiegel mit einem Hammer.
Sie verteilen die Scherben auf der ganzen Welt.
Dann zeichnen Sie auf, was die einzelnen Scherben spiegeln
und holen all das zusammen,
um den Spiegel in einem Supercomputer zu rekonstruieren.
Genau das macht das Event-Horizon-Teleskop.
An jedem Standort muss darum alles perfekt funktionieren.
Das sieht beschädigt aus.
Vom Transport.
Wenn es qualmt, stimmt definitiv etwas nicht.
Ja.
Es fehlen noch einige Tests.
Morgen machen wir eine echte Beobachtung.
Mit dabei sein werden der Südpol, Spanien, Chile…
…und hoffentlich das LMT.
Die Uhr tickt.
Ich weiß. Dann beginnt der Soundtrack von Mission Impossible.
TAG DER TESTBEOBACHTUNG 27. JANUAR 2017
Sieh dir das an. Da ist das Teleskop, verdeckt von diesem… Scheiß-Zeug.
Moment, was ist hier los?
-Was ist hier los? -Das Wetter ist los.
Du verarschst mich doch. Die letzten 16 Stunden war es wunderschön,
dann schalten wir ein, und die Götter bestrafen uns?
Das ist Mist.
Bei dem Wetter können wir nicht ausrichten und fokussieren.
Laut Plan geht es los…
In 40 Minuten.
Jetzt in 35.
Wenn wir noch in den Wolken sind und es richtig kalt wird,
haben wir es mit Eis zu tun.
Ja. Das ist eine Möglichkeit.
-Das macht mir Sorgen. -Mir macht das auch Sorgen.
Drückt alle die Daumen und murmelt eure Beschwörungsformeln,
dann wird es klappen.
Wir stellen jetzt drüben die Levels ein und sind dann bereit.
Ich passe den Strom für oben ein wenig an.
Du weißt schon, dass wir dieses Ding in genau 14 Minuten, 15 Sekunden starten?
Ja, ich weiß, aber…
Meine Güte.
Hast du 65-73 gesagt?
RCP und LCP hoch, richtig?
Noch eine Minute.
Los geht's, Leute. Hüte festhalten.
Okay, wir sind bereit.
Vier, drei, zwei, eins, null!
Start.
Oh, Mann.
Was ist ein schwarzes Loch?
Das ist so tiefgründig.
Es ist so schwer, all der Physik gerecht zu werden, die mit hineinspielt.
Man kann es sein Leben lang studieren.
Stellen Sie sich ein Objekt an einem Ort mit so starker Gravität vor,
dass sie die gesamte Ausgangsmaterie in einem Punkt komprimiert hat.
Dieses Objekt entwickelt einen sogenannten Ereignishorizont.
Der Ereignishorizont hat die großartige Eigenschaft,
eine Einbahnstraße zu sein.
Man kann von außen nach innen, aber nichts kommt je wieder heraus.
Die Anziehungskraft ist so stark…
…dass alles darin verschwindet, was nahe genug herankommt.
Bewegt sich etwas über den Ereignishorizont, ist es fort.
Und wir erfahren nichts mehr darüber.
Es ist weder detektierbar noch erfassbar.
Ob es noch existiert oder nicht,
bleibt uns verborgen.
Wir haben Kontakt mit einer Art Phänomen,
das wir nicht ganz verstehen.
Es ist wie ein Wirbel im Universum in Raum und Zeit.
Das dunkelste Objekt, das wir uns mathematisch vorstellen können,
emittiert und reflektiert grundsätzlich kein Licht.
Aber es wird zum Motor
der mächtigsten Ereignisse, die wir im Universum beobachten.
Sie haben etwas an sich…
…das den Verstand wirklich herausfordert.
Können Sie mich hören?
Ja.
Man sagt, die Realität kann seltsamer sein als Fiktion,
und schwarze Löcher sind ein Paradebeispiel dafür.
Ich arbeite gerade mit Malcolm Perry aus Cambridge
und mit Andy Strominger von der Universität Harvard
an einer neuen Theorie, um den Mechanismus zu erklären,
durch den ein schwarzes Loch Informationen wieder preisgibt.
Bald gibt es mehr dazu.
Ich lernte Stephen 1982 kennen.
Im Laufe der Jahre stimmten wir bei überraschend vielen Themen überein.
Ein sehr intensives Thema entwickelte sich im Laufe der letzten… drei Jahre?
-Drei Jahre. -Ja.
Das war ein ganz neues, wunderbares Niveau.
-Und ziemlich anders. -Ziemlich anders, ja.
Es war ein wunderschöner warmer Tag.
Ungewöhnlich für den April in England. Darum fand der Vortrag draußen statt.
Das war im Great Brampton House.
In den letzten zehn Jahren organisierten Stephen und einige Freunde Zusammenkünfte.
Ich hatte da ein paar Ideen
über die Struktur der Ränder der Unendlichkeit
und wie sie Informationen speichern könnten.
Ich hörte mir seinen Vortrag an und dachte,
dieses Phänomen wäre auf der Oberfläche eines Black Hole möglich.
Stephen griff das sofort auf.
Er sagte: "Das ist es. Das ist das fehlende Bindeglied."
Er sehnt sich sehr danach, das Paradoxon zu erklären,
das er 1975 der Welt präsentierte.
Das sogenannte Informationsparadoxon.
Es besagt im Grunde, dass Black Holes Informationen auslöschen,
was nicht möglich sein sollte. Das ist das Paradoxon.
Es impliziert den Zusammenbruch der physikalischen Gesetze
in der Gegenwart schwarzer Löcher.
Darum befassen wir uns ja damit.
Denn ein Informationsverlust widerspricht fast allem, das wir über Physik wissen.
Wir haben nicht richtig verstanden, wie schwarze Löcher funktionieren.
Von außen sieht man nicht, was sich in einem Black Hole befindet.
Was man von einem schwarzen Loch bestimmen kann,
sind seine Masse, seine Ladung und sein Rotationszustand.
Und das gilt für alle Black Holes, egal woraus sie bestehen.
Das heißt, dass schwarze Löcher viele Informationen enthalten,
die vor der Außenwelt verborgen sind.
Diese seltsame Sache musste man erst mal verstehen.
Dann feierte man Stephen Hawking für die Entdeckung der Hawking-Strahlung,
die ja besagt, dass aus Black Holes Zeug herauskommt.
Und das war der Anfang des Problems.
PARTIKELBILDUNG DURCH SCHWARZE LÖCHER S.W. HAWKING
Sie sind nämlich nicht schwarz, sondern sie strahlen.
Währenddessen verlieren sie Masse, bis sie verschwunden sind.
Eine äquivalente Masse Elefanten könnte ein Black Hole bilden,
und eine äquivalente Masse von Lexika könnte eines bilden.
Das Black Hole verdampft,
und übrig bleibt ein Meer von Hawking-Strahlung.
Die Information darüber, was hineinfällt, scheint verloren zu sein.
Die Partikel, die aus einem Black Hole herauskommen,
scheinen völlig zufällig zu sein und nichts mit dem zu tun zu haben,
das hineingefallen ist.
Wenn Hawking richtig liegt, könnte es alles Mögliche ausspucken.
Es könnte ein Piano oder eine Posaune ausspucken.
Alles Mögliche könnte herauskommen.
Das heißt, das grundlegende Wesen des Universums…
…ist einfach nur zufällig.
Es gibt keine physikalischen Gesetze, die im ganzen Universum gelten.
Das ist der Albtraum eines jeden Physikers.
Unser Wissen über das Universum basiert zu einem Großteil darauf…
…dass wir glauben, mit Naturgesetzen zuverlässig Vorhersagen treffen zu können.
Wir haben eine Theorie der Physik und nutzen sie für Vorhersagen.
Wir experimentieren oder beobachten, ob die Vorhersagen eingetroffen sind.
Wir verstehen das frühe Universum, indem wir physikalische Gesetze anwenden…
…um rückwärts zu prophezeien, wie die Welt gewesen sein muss.
Wenn diese Gesetze zusammenbrechen…
…geht es um die Grenzen des Wissens.
Welche Art Dinge können wir überhaupt über die Welt wissen?
Wenn die Vorhersagbarkeit des Universums
bei schwarzen Löchern zusammenbricht,
kann das auch in anderen Situationen geschehen.
Schlimmer noch, wenn Informationen verlorengehen,
können wir uns auch unserer Vergangenheit nicht sicher sein.
Geschichtsbücher und Erinnerungen könnten nur Illusionen sein.
Die Vergangenheit erklärt uns, wer wir sind.
Ohne sie verlieren wir unsere Identität.
MACH DARAUS EIN SCHWARZES LOCH PROF. STROMINGER
INTERNATIONALES ZENTRUM GRUNDLAGENFORSCHUNG
Seit meinem Masterstudium steht das Informationsparadoxon
im Mittelpunkt meiner Denkprozesse.
Es ist quasi rund um die Uhr präsent.
Ich stehe auf, mache Kaffee und setze mich zum Schreiben hin.
Ich denke beim Zähneputzen daran.
Ich träume davon.
Es ist das interessanteste,
korrekt gestellte Problem in der modernen Physik.
So interessant…
…dass ich mein Leben damit zubringen wollte, es zu verstehen.
20. APRIL 2016
In den 40 Jahren seit der Publikation von Hawking…
Übrigens, während Malcolm das wegwischt…
…entstanden tausende Fachartikel…
…in denen es darum geht, wie das Paradoxon vermieden werden kann.
Keiner von ihnen wurde universell akzeptiert.
Und sie alle sind auf die eine oder andere Weise problematisch.
Ich könnte die Zauberformel detailliert anschreiben.
Ja.
Also während Malcolm schreibt…
Zuerst einmal haben wir herausgefunden…
Doch jetzt haben Stephen, Malcolm und ich einen Mechanismus gefunden,
mit dem das Informationsparadoxon möglicherweise gelöst werden kann.
Wow. Das sieht spannend aus.
Es ist der Anfang von etwas Großem. Wir wissen nicht, wovon…
Den untersuchen wir jetzt intensiv.
-Aber zentrale Terme von… -Was ist die Superrotation?
Also, die Superrotationen. Eine gewöhnliche BMS-Gruppe…
In der Physik geht es darum, die Wahrheit über das Universum zu finden.
Möglicherweise verstehen wir nie alles…
Das ist dann ein Erhaltungssatz.
…aber ich glaube, die Chancen stehen gut,
dass wir das hier noch zu meinen Lebzeiten hinbekommen.
Das ist der Erhaltungssatz der Superrotationsladung.
Jetzt streiche ich das hier…
Man glaubt, was man sieht.
Sehen ist der glaubwürdigste und mächtigste Sinn, den wir haben.
Wir müssen die Dinge sehen.
Wir sehnen uns danach.
Seit etwa zehn Jahren bezweifle ich nicht, dass es ein schwarzes Loch gibt,
und dass wir es fotografieren können. Ich will endlich dieses blöde Foto sehen.
Ich will es sehen.
Wir haben das untrügliche Merkmal eines schwarzen Lochs noch nie gesehen,
also diese virtuelle Region, den Horizont, von dem nicht einmal Licht entkommt.
Mit dem Event-Horizon-Teleskop zoomen wir bis auf den Horizont hinein,
und schauen, ob seine Silhouette oder sein Schatten zu sehen ist.
Das Event-Horizon-Teleskop ist der Höhepunkt
von Jahrzehnten der Arbeit.
Als uns klar wurde, dass wir ein Foto machen konnten …
…wurde das zur Faszination.
In den vergangenen Jahren besuchten wir neue Standorte,
und mussten sie davon überzeugen,
dass die Forschung es wert ist.
Wir entwickelten und installierten sehr spezialisierte
und teure Ausrüstung an allen Standorten.
In all diesen extremen Gegenden.
SPT, SÜDPOL
Jetzt werden wir unsere erste Beobachtung durchführen
und womöglich ein Bild machen.
EHT-BEOBACHTUNGSZEITRAUM BEGINNT 4. APRIL 2017
Das ist noch offen, aber die Leute dort meinen, es klappt.
-Ja. -SPT. Wetter gut. Ausrichtung negativ.
Ausrichtungsprobleme.
SMT ist technisch bereit. Wetterbericht:
starker Wind möglich, Schäden unwahrscheinlich.
Die Aussichten für die Nacht sind gut?
Ja.
Wir haben weltweit Teleskope aufgebaut, die miteinander kommunizieren
und als Tandem Daten aufzeichnen können.
Anschließend können wir diese Daten kombinieren
und sie so darstellen, als kämen sie von einem einzigen Teleskop.
Momentan ist das Event-Horizon-Teleskop ein Netzwerk
aus acht Anlagen rund um den Globus…
…vom Südpol, über die Wüste von Arizona bis nach Hawaii und Chile.
Sie bilden gewissermaßen ein Teleskop in der Größe der Erde.
Ist der Wetterbericht gut für Pico?
Sie sagen, er ist ausgezeichnet.
-Das sieht gut aus. -Ich ändere das auf Komma zwei…
Ich würde gerne die Wasserdampfkarte vom LMT sehen.
Hat man eine einzige Anlage,
muss das Wetter über dem Teleskop in der Beobachtungsnacht perfekt sein.
Wir brauchen perfektes Wetter an jedem Standort im Netzwerk.
Bis wir anfangen, wird es vorbeigezogen sein,
aber wir wissen nicht, was noch kommt.
Es wird offenbar schneller.
-Stimmt. -Beim SMT wird es also schlechter.
Was sind die Knackpunkte?
Eigentlich nur das LMT und das SMT,
und wir müssen basierend auf dem Südpol entscheiden,
weil sie dort womöglich Ausrichtungsprobleme haben.
Wie besorgt ist man beim LMT wegen dem Maser?
Ich bin besorgt wegen dem Maser,
weil einige Tests fehlen, die zeigen würden…
…wie gut er ist.
-Es ist 15,30 Uhr. Noch eine halbe Stunde. -Ja.
Machen wir es?
Ich denke im Grunde, dass wir es heute Nacht tun sollten.
Das Wetter wird sicher nicht besser,
technische Probleme kommen auf.
Wegen der unsicheren Lage am Südpol muss es eigentlich diese Nacht sein.
Ja.
Hoffentlich bekommen wir ein paar richtig gute Scans von M87, nicht wahr?
So steht es geschrieben, so soll es geschehen.
Ich treffe die Entscheidung und funke sie raus.
Nacht fünf, Track D, wird gestartet!
Mögen alle Nächte so gut sein wie diese.
Dann drehen sich auf der ganzen Welt…
…all diese Teleskope gleichzeitig…
…und beginnen, Photonen vom schwarzen Loch aufzuzeichnen.
Wie groß ein schwarzes Loch am Himmel aussieht,
hängt von seiner Masse und seiner Entfernung ab.
Das Black Hole im Zentrum unserer Galaxie, Sagittarius A*,
hat die größte scheinbare Größe am Himmel, gefolgt von M87.
Das schwarze Loch der Galaxie M87 ist tausend Mal größer,
aber rund tausend Mal weiter entfernt.
Am Himmel sind beide ziemlich gut vergleichbar.
NACHT 3 DES BEOBACHTUNGSZEITRAUMS
Das ist die Zentrale. Sie ist rund um die Uhr besetzt.
Manche Leute schreiben wegen einem Notfall
mit einem der Aufzeichnungsgeräte, einem Empfänger oder so etwas.
Wir hoffen, uns zu langweilen.
Wir hoffen, nichts tun zu müssen,
dass alles glatt läuft und dass nichts schiefgeht.
Aber für den Fall der Fälle sind wir hier.
Wir haben gerade Tag drei der EHT-Beobachtungen beendet.
Das ist alles neu.
Wir hatten drei aufeinanderfolgende Beobachtungsnächte,
weil das Wetter hervorragend war.
Das Team ist ziemlich müde,
weil alle seit drei Tagen rund um die Uhr arbeiten.
Sie arbeiten in großer Höhe und müssen auf viele Details achten.
Sie stehen unter Druck. Sie versuchen, Probleme zu lösen,
und wir bringen sie gerade an ihre Grenzen.
ENDE VON NACHT 5 DER EHT-BEOBACHTUNGEN
Der letzte Scan von Sagittarius A* beginnt.
Das ist er, oh ja. Das ist er, der letzte Scan…
…der Beobachtungen im Jahr 2017…
…von Sagittarius A*.
Irgendwo
Über dem Regenbogen
Fliegen Sperlingsvögel…
-Hast du das "Woohoo" geschrieben? -Ja.
Und du hast Träume
Träume werden wirklich wahr
Eines Tages wünsche ich mir Beim Anblick einer Sternschnuppe
Weit über den Wolken aufzuwachen
Wo Probleme…
Ich finde, dieser Song drückt gut aus, wie schön es ist, etwas zu verwirklichen,
an dem man seit Ewigkeiten arbeitet.
Wie lange?
Ich arbeite hieran seit… Ich weiß nicht, seit 20 Jahren.
An den EHT-Standorten werden nun die Festplatten zusammengepackt.
Vorsichtig, ganz vorsichtig.
Sie werden in die Verarbeitungsanlage geschickt.
Leute, wir sind fertig!
Sind wir echt gerade fertig geworden?
Wir sind fertig. Das war's!
Das ist jetzt das Ende des gesamten Scans…
…und der gesamten Planung, und der gesamten Kampagne…
…und aller diesjährigen Beobachtungen mit dem Event-Horizon-Teleskop.
Die Herausforderung mit dem Event-Horizon-Teleskop ist,
dass man erst nach Eingang der Daten im Spezialcomputer weiß,
ob alles funktioniert hat.
Und das dauert über einen Monat.
Bis dahin bleibt die Anspannung bestehen.
Man ist immer unsicher, ob etwas übersehen wurde.
Im Mai also. Frühling, neues Erwachen, Bilder von Black Holes generieren.
Das wird sicher ein spannender Sommer.
ERDE
ERDE BIS SONNE: 149,600.000 KM 1 ASTRONOMISCHE EINHEIT
MERKUR
SONNENSYSTEM
SONNENSYSTEM BIS SAGITTARIUS A* 25,600 LICHTJAHRE
MILCHSTRASSE GALAXIE
MILCHSTRASSE BIS GALAXIE M87 54,8 MILLIONEN LICHTJAHRE
In der Wissenschaftstheorie gibt es eine ewige Frage.
Wenn unser Hauptinteresse den Phänomenen gilt,
die experimentell erkannt werden können…
…wie ist es uns dann möglich,
Wissen über Dinge zu erlangen, die nicht beobachtbar sind?
Ich hatte schon immer einen Hang
zum Unsichtbaren und Geheimnisvollen.
Es war also logisch, dass mich Black Holes anziehen.
Doch nur mit Gleichungen sind sie sehr schwer zu verstehen.
Wenn man etwas wirklich bis ins Detail verstehen will…
…ist Mathematik allein nicht ausreichend.
Das geht nicht. Man muss es am Computer simulieren.
Um das schwarze Loch herum rotiert eine sogenannte Akkretionsscheibe.
In ihr herrscht Chaos.
Sie besteht aus ionisiertem Gas, aus Magnetfeldern,
und alles wirbelt heftig.
Das Gas wird heiß und strahlt dann aus.
Das wird etwas zu kompliziert,
um es als Theoretiker auf dem Papier zu berechnen.
Mithilfe von Simulationen können wir das Unsichtbare…
…das, was nicht zu sehen ist, sehr gut sichtbar machen.
TEMPERATURVERHÄLTNIS ELEKTRON ZU ION GASDICHTE
10. SEPTEMBER 2017
-Das muss Andy sein. -Hallo.
Wir haben beinahe unglaublich gute Neuigkeiten.
Was?
Aber nicht ganz.
Irgendwo fehlt ein Bindeglied.
Mach dir keine Sorgen, und du findest die Lösung.
Also ich mache mir nie Sorgen…
Jedes Jahr treffen sich Stephen Hawking und seine Freunde irgendwo in einem Haus.
Dort können wir Ideen austauschen und Spaß haben,
wir können in den Bergen wandern.
Stephen ist angekommen.
Er ist hier, toll.
Wenn du dort durchgehst, kannst du ihn begrüßen.
Stephen, Sasha, Malcolm und ich fanden einen Riss im Gefüge,
nein, mehr als einen Riss,
eine riesige Lücke im Gefüge des Informationsparadoxons.
-Warum nehmen wir nicht die Tafel dort. -Okay.
Der alten Geschichte nach…
…konnte ein Black Hole einfach keine Informationen speichern.
Es war nur ein Loch im All.
Wir entdeckten, dass der Horizont Eigenschaften besitzt,
die Informationen verschlüsseln.
Das sind die Freiheitsgrade von Supertranslation und Superrotation,
die wir jetzt weiches Haar nennen.
-Okay. -Drum herum.
Das Haar verteilt sich über den Horizont des schwarzen Lochs.
Wenn Sie etwas ins schwarze Loch reinwerfen,
verändern Sie seine Frisur.
Erst sieht sie so aus, danach liegen die Haare so.
Wir entdeckten, dass aufgezeichnet wird, was ins Black Hole hineinfällt.
Einige Informationen werden definitiv übertragen.
Was genau das alles ist, wissen wir noch nicht.
Und das wollen wir momentan sehr gerne herausfinden.
-Das wäre so. -Ja.
Es enthält nur zwei Ableitungen.
-In Epsilon, dann ist es weg. -Okay.
Wir müssen herausfinden, ob weiches Haar und weiche Partikel
alle Informationen verschlüsseln können.
Der Term ist also in Ordnung.
-Ja. -Hast du dich auch damit befasst?
Es gibt eine Formel
von Bekenstein und Hawking aus den frühen 1970ern.
Sie ergibt präzise, wie viele…
…Gigabytes Informationen ein schwarzes Loch speichern kann.
Die allererste Prüfung, die wir noch nicht bestanden haben…
…ist das Zählen der Informationen mithilfe des weichen Haars.
Und wir müssen beweisen, dass die Antwort exakt richtig ist.
Bei einer zentralen Ladung von 12 J,
gehen Informationen nicht verloren, sondern werden gespeichert,
und wir werden sie verfolgen können, indem wir uns den Horizont anschauen.
Drei Monate lang war das Ergebnis null, drei Monate kam unendlich heraus.
In den letzten Wochen dachte Malcolm, sein Ergebnis wäre 12.
Aber das ist wohl wieder falsch.
Momentan ist das Ergebnis 12,
aber das beinhaltet einen zweifelhaften Schritt.
Also durch diese partielle Integration
ist die Formel hier herausgekommen?
Ich glaube schon.
Ja, denn da sind keine Terme mit zwei Ableitungen von Zeta.
Aber es ging ja darum, zwei Ableitungen von Zeta loszuwerden.
Doch vielleicht sind sie wirklich da.
Schauen wir mal, okay.
Ich glaube, wir müssen das noch durchdenken.
Stephen ist hier. Gerettet!
Hallo, Stephen.
Lasst uns Stephen die Zusammenfassung geben.
Angenommen, alles stimmt.
-Noch nicht bestätigt. -Nein.
Man nimmt nie an, dass alles stimmt.
-Alles ist noch zu prüfen. -Ja. Alles ist ungeprüft.
Es ist die übliche Achterbahn. Vorhin hatten wir uns gefreut,
weil der zentrale Term genau so herauskam,
wie er für den Flächensatz sein muss.
Dann merkten wir, dass wir wohl einige Terme vergessen hatten.
Etwas Gutes liegt in der Luft.
Aber es gibt noch viel zu tun.
Wir haben vielleicht noch etwas vergessen.
Was?
Ein Term mit F plus minus ist problematisch.
Ja, der hat mich auch gestört.
Der Term mit F plus minus löst das vielleicht auf.
Aber was machen wir deswegen, denn…
Bei mir hatte sich doch gar nichts mit drei Ableitungen von Epsilon ergeben.
-Aber… -Wir prüfen das lieber.
Wir suchen eine Zahl.
Zwölf mal den Drehimpuls.
-Ich glaube, das ist… -Oder die Divergenz von…
Es ist unglaublich schwer, diese Zahl auszurechnen.
Wenn wir die Zahl ausrechnen…
Hier hinauf.
…sagt sie uns, dass Black Holes die Kapazität haben,
all die Informationen zu speichern, die vielleicht verloren gewesen wären.
Ich glaube, hier ist ein Weg.
Ein Riesenschritt zur Lösung des Informationsparadoxons.
Hierauf ist Malcolm durch partielle Integration gekommen.
-Nicht legal. -Ja.
Aber durch die Divergenz einer 3-Form…
Machst du das Gleiche.
Du erhältst diese Gleichung und hast Spielraum für…
Wie viele konforme Killing-Vektoren auf der 2-Sphäre?
-Drei! -Eine unendliche Zahl?
Sechs!
Die Arbeit mit Stephen ist sehr interessant,
denn er ist kein Mann der vielen Worte. Was er sagt, ist immer sehr wichtig.
Globale, gut definierte, strikte Killing-Vektoren.
Von denen gibt es drei. Globale, gut definierte…
Seine Fragen können den Anschein haben, als wolle er etwas klarstellen.
Dabei stellt sich dann heraus, dass er eine etwas andere Idee hat oder…
…dass er eine Erkenntnis oder Intuition hat.
Das kann erst mal verwirrend sein für alle,
bis uns klar wird, wie wichtig es ist.
Wir haben uns streng an deine Anweisungen gehalten…
…die Unendlichkeit zu vergessen.
Ich leistete zuerst etwas Vorarbeit und ging quasi um den Berg herum,
um herauszufinden, wie ich am besten hochsteige.
Und Stephen sagte: "Okay, wir gehen jetzt hier lang."
Er ist sehr wagemutig.
Er will keine Zeit damit verbringen,
all die Teilbereiche und Möglichkeiten zu untersuchen.
Er will die Gelegenheit beim Schopfe packen.
Würde Diffeomorphismus die ganze Entropie abbilden?
Welche Diffeomorphismen ergeben die Entropie?
Was sind also die Diffeomorphismen…
Für einen allein wäre dieses Problem sicher zu schwer,
doch mehrere Menschen denken auch verschieden,
und so leistet jeder seinen kleinen Beitrag zum Ganzen.
Es ist im Grunde E hoch i n-Phi um dieses…
-Es ist im Grunde… -E hoch i n-Phi, aber irgendwie…
Ich neige dazu, zum Ziel zu rennen,
um danach die Lücken zu füllen.
Wirklich?
Bei dieser Methode treten besonders häufig Fehler auf,
weil man sich schon auf eine Lösung festgelegt hat.
Malcolm wiederum macht es eher so…
…dass er sich von Anfang an systematisch durcharbeitet,
was ein anderes Problem birgt.
Denn wer in die falsche Richtung läuft, kommt vielleicht nie an.
Ich denke, wir ergänzen uns gut.
Sasha ist eine fantastische neue Kollegin.
Sie begann als Malcolms Doktorandin.
Und dann düste sie ziemlich spektakulär von null auf hundert.
Wir hatten es einmal. Dann war es weg.
Vor rund zehn Tagen fanden wir es wieder, doch es ist wieder weg.
Die Richtung stimmt.
Aber es ist tatsächlich fürchterlich kompliziert.
-Hier entlang. -Ich sage, da lang.
-Wir brauchen einen Hubschrauber. -Willst du dort runter?
-Du meinst den hier? -Nein.
12. MAI 2017
MIT HAYSTACK OBSERVATORIUM EHT-DATENVERARBEITUNGSZENTRUM
Die internationale Lieferung war wegen der Sache in Chile echt kompliziert.
-Wie wichtig die Daten sind, wisst ihr? -Ja.
Ich höre nicht gerne "kompliziert" im gleichen Satz mit "deine Daten".
Das Werkzeug der Zerstörung.
Das sind frisch gelieferte Daten.
Den ganzen Weg von Chile. Recorder drei, Slot zwei, Set zwei.
-Schön gekennzeichnet. -Vincent?
Photonen aus Chile. Gefroren.
Was wir von den verschieden Teleskopen erhalten,
sind riesige Datenmengen.
Wir müssen jede einzelne Welle messen,
jedes Auf und Ab der Wellen, die das Teleskop erreichen.
Wir müssen sie ganz exakt aufzeichnen.
Dann vergleichen wir die einzelnen Wellenfronten
mit den Aufzeichnungen der Teleskope auf der anderen Seite der Welt.
Die neueste Lieferung von ALMA.
Was haben wir noch?
In jeder Beobachtungsnacht generieren wir eineinhalb Petabytes Daten.
-Okay. -Sobald wir die freimachen…
Das ist die größte Menge an Daten pro Beobachtungsnacht,
die jemals bei einem Experiment im Bereich Physik gesammelt wurde.
Ich will mal schauen…
Also hier ist ein ganzes ALMA-Set.
Wir transportieren alle Daten,
all diese Laufwerke, zu einem Supercomputer.
Einer befindet sich im MIT Haystack Observatorium.
Der andere steht im Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Deutschland.
An diesen beiden Standorten
werden all diese Daten verarbeitet und verwaltet.
So macht man ein erdgroßes Teleskop.
Die sind wie eine Weltkarte.
Die Module hier oben wurden in Mexiko aufgezeichnet.
Die sind auch aus Mexiko, die sind aus Arizona.
Die hier sind aus Spanien.
Die sind von Hawaii.
Wir können nichts vom Südpol verarbeiten.
Die Südpol-Station ist jetzt geschlossen. Es gibt weder Starts noch Landungen.
Alle Daten sind dort bis Oktober tiefgefroren.
Hier fließen alle Daten zusammen, und wir erhalten die Datenendprodukte.
Es geschieht wirklich. Das ist unglaublich nach so langer Zeit.
Lass das erst mal und versuche, nur die Basislinie einzufügen.
Wenn die manuellen Phasenberechnungen korrigiert sind, wird das bereinigt.
Auch der Signal-zu-Rausch-Abstand und die Amplitude werden hochgehen.
Das ist echt großartig.
Wir haben jetzt die Empfindlichkeit und die Auflösung,
die wir seit rund einem Jahrzehnt anstreben.
Ich persönlich…
…bin zurzeit sehr nervös.
Wir haben lange an diesem Ergebnis gearbeitet.
Und wir wissen auch jetzt noch nicht, was wir da haben.
UNIVERSITÄT NOTTINGHAM NOTTINGHAM, ENGLAND
PHYSIKGEBÄUDE
SCHWARZES-LOCH-LABOR
Schwarze Löcher sind unerreichbar.
Wir wissen nicht, ob unsere Gleichungen
tatsächlich ein schwarzes Loch beschreiben.
Das können wir nicht vor Ort überprüfen. Das ist unser Dilemma.
In meinem Labor habe ich ein Modell,
das einige Eigenschaften von Black Holes imitiert.
Natürlich ist es kein echtes Black Hole. Das wäre gefährlich.
Wir haben einfach nur ein riesiges Wasserbecken.
In der Mitte bildet sich ein schöner Wasserstrudel.
Auf kleine Oberflächenbewegungen wirkt der wie ein rotierendes Black Hole.
Es gibt physikalische Effekte im Zusammenhang mit dem Horizont.
Die Lichtkrümmung, die Hawking-Strahlung, die Superradianz.
Und diese Art Effekte können wir simulieren.
Alle Effekte außerhalb des Ereignishorizonts.
Das Ergebnis ist ein Effekt, der seit Jahren vorhergesagt,
aber nie experimentell bestätigt wurde.
Das ist echte Physik.
Es ist nachgewiesen worden.
Unser Wissen über schwarze Löcher ist noch begrenzt.
Doch als Wissenschaftlerin kann mir nichts Besseres passieren.
Wir haben ein Universum in der Petrischale.
Und es birgt fantastische neue Erkenntnisse,
die es zu entdecken gilt.
VIER MONATE NACH DEM HAWKING-RETREAT 25. JANUAR 2018
Also Zeta minus Zeta hoch Tilde y,
und das enthält ein Epsilon Strich Strich, das ein Epsilon Strich.
Das ist wie eins durch W plus.
Das ist eins durch W plus.
Wir müssen also nach W plus auflösen.
Das ist alles, ganz sicher?
Nein, das stimmt nicht.
Nein, denn nur der Term eins durch W plus wirkt sich aus.
-Richtig. -Wir brauchen eins durch W plus.
Also rechnen wir das hier nach W plus aus.
Nein.
Nein, denn eins durch W plus soll im Integranden stehen.
-Richtig. -Denn der Bereich von W plus ist null.
Wenn es nicht eins durch W plus heißt, erhalten wir null.
-Das war uns in Brinsop nicht klar. -Nein, das war uns nicht klar.
In Brinsop dachten wir, alles wäre relativ einfach,
dass wir nicht so viel überlegen müssten.
Aber seitdem haben wir viele andere Dinge erkannt,
die eine Rolle spielen und alles komplizierter machen.
In Brinsop dachten wir, wir könnten es aufschreiben.
Ihr wisst schon, zehn Seiten.
Tatsächlich ist es eine der…
…längsten Berechnungen, die jeder von uns je angestellt hat.
Das trifft es auf den Punkt.
Es sind 1,050 Terme.
1,500 Terme? Man kann doch nicht 1,050 Terme addieren,
ohne einen einzigen Fehler zu machen.
Ich jedenfalls nicht.
Das schafft sogar Malcolm nicht.
Ich glaube, ich schaffe die Hälfte…
Vor etwa einem Monat…
…wurde uns klar, dass wir Computer brauchen würden.
Im Grunde addieren wir viele Tausend Terme.
Wenn am Ende genau 12 J herauskommen,
heißt das, dass das Haar eines Black Hole…
…dazu in der Lage ist, seine Entstehung genau zu rekonstruieren.
Es ist ein langer Weg zur Lösung des Paradoxons.
Bisher ist es noch nicht geschehen.
Der Fehler liegt entweder in unserem Computerprogramm
oder in unseren Eingaben
oder in unserer konzeptionellen Analyse des Problems.
Unser Optimismus-Pegel schwankt auch.
Wir sind davon überzeugt, dass am Ende das Richtige herauskommt.
Denn wären wir nicht davon überzeugt, würden wir uns doch nicht so anstrengen.
-Wir strengen uns an. -Ja, wir strengen uns an.
Und der Grund dafür ist, dass wir überzeugt sind.
Ohne diese Überzeugung hätten wir sicher…
-Vor Monaten aufgegeben. -…den Mut verloren.
Ich bin optimistisch.
Aber ich glaube, uns fehlt etwas…
Uns fehlt ein Term oder so.
Oder eine Idee.
Oder eine Idee oder so etwas. Die Gleichung stimmt noch nicht.
Das Informationsparadoxon besagt, dass wegen schwarzen Löchern
eine Beschreibung des Universums…
…mit den Gesetzen der Physik nicht exakt möglich ist.
Ich wette darauf,
dass es physikalische Gesetze gibt, und dass wir sie ermitteln können.
Aber es ist noch nicht vorbei.
Ich finde es interessant, wenn Beobachtungen abweichen
vom Standardbild dessen, wie sich die Dinge verhalten.
Dann beginnt die Suche der Menschen
nach exotischeren Erklärungen.
Das geschah auch im Zusammenhang mit dem Black Hole.
Anfangs waren schwarze Löcher
sehr esoterisch, mathematisch, schwer zu akzeptieren.
Doch im Laufe der Zeit
wurden Beobachtungen gemacht, die keinen Sinn ergaben.
Black Holes waren die beste Erklärung für die Beobachtungen.
Kontrovers blieben die supermassereichen Black Holes
mit einem Millionen- bis Milliardenfachen der Sonnenmasse.
Vielleicht haben alle Galaxien supermassereiche Black Holes.
Sogar unsere eigene Galaxie.
Das war ziemlich kontrovers.
Und das war der Gedanke, der mein großes Interesse weckte.
Ich arbeitete an einer Technik
mit meiner Gruppe und dann in Deutschland,
mit der eine Berechnung prinzipiell möglich war.
Damals eröffnete gerade das Keck Observatorium auf Hawaii.
Es ist erstaunlich, dass wir in so einem Großteleskop
überhaupt an den Instrumenten spielen durften.
Und es funktionierte.
Wir sahen das Zentrum der Galaxie,
die Sterne im Zentrum der Galaxie.
Wenn es da ein Black Hole mit der millionenfachen Sonnenmasse gab,
müsste es sich sehr schnell bewegen.
Unsere erste Messung war 1995.
Dann sahen wir 1996 ein zweites Bild, und du meine Güte!
Die waren auf keinen Fall an derselben Stelle.
Sie bewegten sich!
In den Jahren 1998, 1999 stand schon fest,
dass die sehr nahen Sterne eine Kurve beschrieben.
Die Kurve zeigt die Richtung zum schwarzen Loch an.
Wir sahen drei Sterne mit einer Kurve. Sie waren wie drei Pfeile.
Alle drei überschnitten sich an derselben Stelle.
Man braucht etwas enorm Großes,
um solche kurzperiodischen Umlaufbahnen zu bewirken.
Man kann sich in ihrem Mittelpunkt nichts anderes vorstellen
als ein supermassereiches schwarzes Loch.
Wir kommen ihm immer näher.
Man kann es förmlich schmecken.
EHT-BILD-HACKATHON 12. OKTOBER 2017
Drei, vier, fünf…
Nein, ich glaube, Kazu sagte…
Ja, aber Kazu bat mich gestern, 120 anzusehen,
und darum schauen wir uns das an.
Also das ist 3C345?
-Ja. -Okay.
Weil wir mit dem EHT anstreben,
etwas völlig Neues zu sehen,
müssen wir eine Reihe völlig neuer Instrumente entwickeln.
Es ist einfacher, mit einem großen Blickfeld anzufangen…
Wir müssen ein Bild rekonstruieren, das so genau ist,
dass wir dem Gesehenen trauen.
…klein und man sieht seltsame Strukturen.
Ja, ich habe aber nicht alle auf der gleichen linearen Skala geladen.
Wenn wir mit einer Kamera ein Bild aufnehmen,
glauben wir, dass das Bild wirklich real ist.
Man hat es ja mit eigenen Augen gesehen,
und man sieht, dass es stimmt.
Fotografieren wir ein Black Hole mit dem Event-Horizon-Teleskop,
können wir das nicht sehen.
Wir wissen nicht, ob das generierte Bild
tatsächlich das schwarze Loch zeigt.
Woran erkennen wir also echte Bilder?
Also welches stimmt? Ganz allgemein gefragt.
Welches stimmt? Ihr wisst ja, beim Veröffentlichen…
Um das Problem anzugehen, teilen wir Teams auch in Gruppen auf,
die nicht kommunizieren dürfen.
Wir generieren Daten aus vielen verschiedenen Bildern,
realistische Daten, die denen vom Event-Horizon-Teleskop entsprechen.
Unsere Leute erhalten die Daten, aber ohne das echte Bild.
Wir sagen: "Generiert aus diesen Daten das bestmögliche Bild."
Was im Raum von Team eins passiert, dringt nicht nach draußen.
Wenn ich das Bild eines anderen Teams sehe,
versuche ich vielleicht, meinen Bildalgorithmus anzupassen,
um so eine Art Bild zu generieren, wenn auch unbewusst.
Sieh dir diese Amplitudenfehler an.
Wir planen viele Runden der Bildverarbeitung und Feinjustierung.
Erst dann vergleichen wir die Bilder.
Angesichts all dieser verschiedenen Dinge mit denselben Daten
ist es wie ein Käfig-Match…
Wir sollten die Algorithmen der Teams im Quervergleich prüfen können.
Und wenn wir uns dabei annähern,
werden wir das Gleiche auch für Sag-A* und M87 tun können.
Hier haben wir eine niedrige Endamplitude.
Das ist ein sehr großer Unterschied.
Dazwischen liegen drei Tage.
Aber die Quelle hat sich kaum geändert.
Lichtgeschwindigkeit bleibt gleich.
Aber Orange und Blau stammen vom selben Tag zur selben Zeit.
Ich finde, im Team zwei hatten wir es schwer.
Ich habe das Gefühl, dass die Daten noch nicht bereit sind.
Sie sind noch nicht gut kalibriert für die Bildverarbeitung.
Es gibt also noch viel zu tun.
Ich sah zufällig die Website des Guardian,
ungefähr gegen Mitternacht am 13.
Und dort stand es.
Und das war's.
STEPHEN HAWKING IM ALTER VON 76 JAHREN GESTORBEN
Wir hatten darüber gesprochen, ihn zu besuchen.
Wir hatten uns Sorgen gemacht.
Und wir wussten, die Arbeit würde ihn aufmuntern.
Wir sagten immer: "Sobald wir etwas finden,
fliegen wir nach Großbritannien,
um mit ihm zusammen den nächsten Schritt zu besprechen."
Es hätte ihn so glücklich gemacht, zu hören, dass wir weitergekommen sind.
Leider waren wir einfach nicht schnell genug.
-Jeder denkt auf seine Weise. -Ja.
Und er hat seine eigenen einzigartigen Gedankengänge.
Jetzt ist es uns nicht mehr möglich, auf seine Gedanken zuzugreifen.
Das ist ein großer Verlust.
Es ist eine besondere Art der Freundschaft…
…die aus wissenschaftlicher Zusammenarbeit und Forschung erwächst.
Meiner Erfahrung nach ist sie unvergleichbar.
Und hat man eine…
…wissenschaftliche, eine produktive wissenschaftliche Interaktion…
…mit jemandem über viele Jahrzehnte…
…und verliert diese Person…
…ist das sehr traurig.
Es ist auf andere Weise traurig als einen Verwandten zu verlieren,
aber es ist…
Es ist etwas Besonderes, und der Verlust ist sehr traurig.
Stellen Sie sich vor,
Sie schweben in der Nähe von zwei kollidierten Black Holes.
Während die ihre Bahnen ziehen, beginnt die Raumzeit zu schallen.
Das ist wie Schlegel auf einer Trommel.
Die Raumzeit ist die Trommel.
Sie beginnt, zu schallen.
Gravitationswellen verdichten und dehnen den Raum.
Grundsätzlich sind die sogar wahrnehmbar.
Sie würden sie hören, obwohl wir uns im leerem All befinden.
Gravitationswellen sind im Medium Raumzeit tatsächlich wie Töne.
Und das war die größte Entdeckung des Jahres 2015.
Im Experiment LIGO wurde die Kollision von zwei schwarzen Löchern aufgezeichnet.
FREQUENZ (HZ) – ZEIT (SEK.)
Das letzte Fünftel einer Sekunde
bevor die beiden verschmolzen und als größeres Black Hole verstummten.
Und das ist umwerfend.
Der einzige Beweis für schwarze Löcher, den wir davor hatten,
war ihr Einfluss auf ihr Umfeld.
Das war konkret.
Das war der erste völlig direkte Beweis dafür,
dass Black Holes nicht nur existierten,
sondern dass es zwei schwarze Löcher gab.
Dieses Signal ist mehr als eine Milliarde Jahre gereist,
und sie nahmen es auf.
Das war eine spektakuläre Entdeckung.
In meiner Arbeit ging es theoretisch um die Kollision von Black Holes,
wie sie klingen würde.
Ich simulierte den Klang und versuchte, die Dynamik ihrer Orbits zu verstehen.
Gravitationswellen sind sehr leise, wenn sie die Erde erreichen.
Die Experimente erhaschen nur die letzten paar Umlaufbahnen.
Um mehr zu erfahren und zu hören, wie sie herankommen,
hat sich meine Gruppe mit Näherungen der letzten paar Minuten befasst.
Wenn wir länger zuhören,
können wir sagen, ob das Black Hole eine interessantere Dynamik hatte,
ob die Bewegung komplexer war.
In diesem Fall haben die Black Holes nicht nur verschiedene Massen
und eine kompliziertere Umlaufbahn,
sie drehen sich auch noch.
Das System fängt an, sich im Raum zu drehen.
Man hört, wie es leiser wird,
wenn die Gravitationswellen von uns weg strahlen,
und lauter, wenn sie in unsere Richtung strahlen.
All diese Details extrahieren wir aus dem Ton der Gravitationswelle,
wenn wir zuhören.
Dann werden sie lauter, schneller, kurz bevor sie verschmelzen.
Dann ist es still, und da ist nur ein schwarzes Loch.
Als Mensch ist es ein Vergnügen,
so etwas Tiefgreifendes wie so eine Aufnahme erleben zu dürfen.
Sie macht schwarze Löcher irgendwie realer.
Es ist außergewöhnlich, das mitzuerleben…
…diesen Scheitelpunkt zwischen Unwissenheit und Entdeckung.
BLACK-HOLE-DATEN VON M87 BEREIT ZUR BILDVERARBEITUNG, 5. JUNI 2018
In Ordnung, Leute, wir werden die Daten freigeben.
Ein großer Moment. Los geht's.
Okay, diese Nachricht geht an alle aus der ganzen Kollaboration.
Das Ziel ist ein Schnappschuss davon, wie ein schwarzes Loch wirklich aussieht.
Black Holes im Zentrum von Galaxien sind von glühend-heißem Plasma umgeben.
Darum strahlt Licht hinter ihnen hervor,
und vor ihnen und auch sonst überall.
Sie krümmen ihre Raumzeit so sehr, dass sogar Licht von hinter dem Black Hole
um sie herum zum Beobachter hin gekrümmt wird.
Es ist vorstellbar, dass einige Photonen zu weit weg sind und Sie darum erreichen.
Einige sind nahe am Horizont und werden nach innen gezogen.
Und einige sind zu nahe am schwarzen Loch und fallen hinein.
Der Schatten des Black Hole ist also dieser runde Bereich
mit verminderter Helligkeit, umgeben von einem hellen Ring.
Es ist wirklich etwas Besonderes, etwas so genau berechnen zu können,
das nie jemand gesehen hat.
Wenn du ein Bild machst, musst du in den anderen Raum kommen.
-Okay. -Wir fangen gleichzeitig an.
Bildverarbeiter von Team eins!
Welcher Tag ist eigentlich am besten?
Ich nehme 3601.
-Ich wollte 3601 nehmen. -Ich auch.
-Okay, sind wir bereit? -Ich bin aufgeregt.
Meine Güte. Machen wir die Tür zu? Alle fertig?
Moment, was ist los?
Wir versuchen, ein Bild zu machen.
Können wir das einfach etwas ruhiger angehen?
Nicht wirklich.
Shep, mach die Tür zu.
Oh, mein Gott!
Können wir, Michael? Du musst ja nicht…
Wir warten auf Michael.
Können wir nicht jeder für sich arbeiten und uns in zwanzig Minuten treffen?
Nein.
Ich finde, das ist ein großer Moment,
und ich persönlich denke einfach…
…dass es schön wäre, das erste zusammen zu machen,
uns das Durcheinander anzusehen und es dann jeder für sich korrigieren.
Ich finde es nur so aufregend. Willst du allein sein?
Ich möchte, dass wir es zusammen sehen, um einen Eindruck der Daten zu bekommen.
-Sind wir bereit? -Bereit.
Es wird überhaupt nicht klappen!
Vergrößern!
Bereit?
Fertig.
-Los! -Los!
Oh, mein Gott! Wir haben Los gedrückt!
Das ist nur eine Waffel.
Das sieht sehr interessant aus.
Wie läuft es mit der Waffel?
Andrews ist schön,
aber da wird nichts angepasst.
Ich habe eine hohe Kompaktheit eingestellt.
Daniel und ich haben beide etwas in der Art hier…
Das bekomme ich nur mit Verschluss.
-Nur mit Verschluss? -Meine Güte, diese Chi-Quadrate!
-Das ist ziemlich gut! -Die Abdeckung ist besser.
Nach ein paar Iterationen erhalten wir das hier.
Das glättet es und zeigt weniger von dem Zeug außen.
-Ist das alles auf Unterband? -Ja.
-Das ist nur ein Tag? -Nur ein Tag.
-Wisst ihr, was… -Das ist ziemlich vielsagend.
Nun, wie es aussieht…
Sind Ausreißer in der Amplitude?
Ich habe nichts angefasst.
Das ist sehr cool, Leute. Wirklich cool.
Warte, welches ist das?
Das ist Katies Bild.
Es sieht aber anders aus.
Bei euch ist der helle Punkt eher auf dieser Seite.
Okay, im Ernst?
Wir haben alle eine Art Sichel in der richtigen Größe…
-Wie groß ist das wohl. Das sind… -Etwa vierzig.
Wir kriegen das hin.
Das ist zu erwarten, wenn M87 sechs Milliarden Sonnenmassen hat.
Das ist massereich.
Wisst ihr, was das ist? Eine Waage zum Wiegen von Black Holes.
Also wenn wir nur im Entferntesten so ein Bild von jedem Tag bekommen…
Leute, bevor jemand den Raum verlässt,
stellen wir uns da hin und machen ein Foto.
Es hätte mies sein können!
Bin ich klein genug, um hier zu stehen?
Das Ding muss mit drauf sein!
Wir sind jetzt an einem Punkt,
an dem es versehentlich schiefgehen könnte.
Ich habe ein Handyfoto von einem Bildschirm gemacht.
Bis morgen. Dann geht es weiter.
Wenn nur ein solches Bild an die falsche Person geschickt wird,
werden es sich Leute ansehen, auf dem Display abmessen
und einen Artikel schreiben, garantiert.
Wir brauchen ein absolut 100 %iges Embargo.
Niemand außerhalb der EHT-Kollaboration darf etwas sehen.
Nichts von dem, was hier vorgeht…
…darf von Team eins nach außen dringen.
Das ist ziemlich verrückt.
Alles ist falsch. Sicher ist alles falsch. Aber wenn nicht…
…ist es ziemlich fantastisch.
Alles läuft gut.
Wir glauben, wir haben diesen Teil des Projekts durchgeführt.
BRINSOP COURT, ENGLAND 16. SEPTEMBER 2018
Wir haben unser Zielergebnis 12 J erhalten.
Es gibt noch ein bisschen Arbeit.
Ich glaube, das einzig Wichtige ist 3,5.
-Drei Punkt fünf? -Ja.
Schön, dich zu sehen.
-Hi, Sasha! -Oh hi, du bist schon hier!
Ja, wir haben schon fünf Seiten berechnet.
Du kommst zu spät!
Du darfst deine Sachen wegbringen und dich frischmachen.
Schon gut, ich werde gebraucht.
-Keine Zeit dafür. -Nein.
Also wie weit sind wir? Was muss noch gemacht werden?
Die einzigen Probleme, die ich noch sehe…
…sind das Verständnis dieses G plus minus hoch P…
-Ja. -Okay, und den Vergangenheits-Horizont.
…und den Vergangenheits-Horizont. Noch etwas?
Nein, das war's.
Wieder in Brinsop, ein Jahr später.
Letztes Jahr dachten wir, es wäre einfach.
Wir bräuchten nur ein paar Wochen länger,
um mit diesen Termen unser Ergebnis zu erzielen.
Im Laufe des letzten Jahres wurde uns klar,
dass es viel komplizierter ist.
T links durch T rechts plus T links.
Wir fanden Millionen Terme und wussten, dass zwei Wochen nicht reichen.
Wir holten unsere Computer raus, und das klappte nicht.
Eins durch y.
Und dann erkannten wir, dass wir die Gleichung aufbrechen konnten.
Es gab einen integrierbaren und einen nicht integrierbaren Teil.
Das war sicher der Durchbruch.
Uns musste klarwerden, dass wir fast alles Wichtige hatten,
aber dass wir irgendwie ein paar Terme verloren hatten.
N, D, hier.
Wie wir feststellten…
…ist die Gleichung die Summe aus der Variation der Trägheitsladung
und der Variation der Winkelgeschwindigkeit des Horizonts.
Das Ergebnis der Gleichung ist 12 J.
Davor hatten wir die Winkelgeschwindigkeit des Horizonts mit weniger Termen bestimmt.
Doch so war die Gleichung nicht integrierbar.
Jetzt haben wir ein schönes physikalisches Bild
und einen guten Lösungsweg, um 12 J zu erhalten.
Und das hier ist das Finale,
die Feinarbeit, damit wir von allem überzeugt sind.
Ich bin nur sehr traurig, dass Stephen das nicht mehr erleben kann.
Er hätte sich sehr gefreut.
Es ist seltsam, wie persönlich Physik werden kann.
Dass Stephen während des Projekts starb, hat eine besonders traurige Seite.
Wenn es funktioniert, erfährt er es nicht.
Eine Flasche hier vorne bei…
Auf Stephen.
Eines der eindrucksvollen und wunderbaren Dinge an Stephen
war sein tiefgreifendes…
…Interesse an diesen Fragen.
Wir wissen, dass es in einem Black Hole irgendwie ganz anders ist.
Wenn wir das herausfinden, winkt uns ein wirklich großer Preis.
Die Beschaffenheit der Raumzeit.
Das stimmt.
Hawking gab uns den größten Anhaltspunkt, den wir haben.
Würde das Projekt jetzt stattfinden…
…wäre da ein riesiger Wegweiser mit der Aufschrift:
"Hier geht es zum Gold."
Man schaut in den Nachthimmel…
…und sieht sie natürlich nicht.
Aber man weiß, es gibt sie da oben.
Fast scheinen sie uns zu hänseln.
"Kommt doch und erforscht mich!"
NEROC HAYSTACK OBSERVATORIUM
EHT-BILDVERARBEITUNG TEAM ZWEI BILDVERGLEICH IN ZWEI WOCHEN
Ich prüfe nur mal mein Audio.
Hörst du mich?
Ja, ich höre dich.
-Hi, Monica. Hörst du uns? -Ja. Hallo!
Okay, ich beginne einfach.
Das ist das erste Videogespräch, in dem ich erste Bilder von M87 zeige.
Alle Bilder sind sehr konsistent.
Da ist eine schattenartige Erscheinung.
Die Ergebnisse sind wirklich ermutigend.
Wow. Es hat geklappt. Es hat definitiv geklappt.
Wir sehen den Ring.
Und dann muss man wirklich sehr skeptisch sein.
Ich würde das Ding gerne sehen,
und darum bin ich sehr misstrauisch gegenüber dem, was ich sehe.
Es ist okay, das als Schattenerscheinung zu bezeichnen,
was da in der Mitte ist.
Aber wir sollten sehr vorsichtig damit sein, was wir zu sehen glauben.
Sehen wir die Bilder anderer Teams?
Nein.
Wenn wir uns zum Workshop treffen, um die Bilder aller Teams zu inspizieren…
Ich war so aufgeregt, dass ich gestern nicht schlafen konnte.
Ich habe acht Jahre auf diese Daten und dieses Bild gewartet.
Ich bin wirklich froh über die ziemlich konsistenten Ergebnisse.
Und ich bin gespannt, was die anderen Teams machen.
Wir haben alles schön geheim gehalten.
Team drei hat hauptsächlich mit der Standardtechnik gearbeitet,
für die man den Clean-Algorithmus verwendet.
In unserem Team werden von sechs Leuten Bilder generiert.
Über den Bildmittelpunkt sind wir uns alle einig.
Interessant wird, was die Teams mit maximaler Entropie
und den anderen Methoden nächste Woche vorlegen.
Hoffentlich sind sie konsistent.
Wir versuchen, sehr vorsichtig zu sein.
Das Schlimmste wäre, zu sagen: "Es ist der Schatten des schwarzen Lochs,"
um später herauszufinden, dass es nur ein Artefakt war.
EHT-BILDVERARBEITUNG TEAM EINS
In Team eins sind wir gerade sehr zuversichtlich,
was unsere Strukturen angeht.
Wir sind glücklich mit der Bildkonsistenz,
aber wir haben noch nichts von den anderen Teams gesehen.
Es ist möglich, dass beim Vergleich der Teams alles ein völliges Chaos wird.
Mir macht etwas Angst,
wie wir weitermachen wollen, wenn sich die Bilder unterscheiden.
Ja.
EHT-WORKSHOP FÜR DEN BILDVERGLEICH 23. JULI 2018
Guten Morgen.
-Wie geht's? -Ziemlich gut.
Ich freue mich darauf.
-Schön, dich endlich zu treffen. -Ebenso.
Ich bin Katie.
Freut mich!
Danke, dass du gekommen bist!
Das ist unglaublich spannend.
Zum ersten Mal prüfen wir, ob alle Teams die gleiche Grundstruktur sehen.
Ich kenne noch keine anderen Ergebnisse.
Das ist wirklich wie Weihnachten oder Chanukka.
Das ist der Moment, wenn die Geschenke ausgepackt werden.
Ist es ein Pony? Ich weiß nicht.
Erst kam die Selbstkalibrierung, dann Amplitude plus Verschlussphase.
Okay.
Ich hatte ein wenig Gänsehaut.
Ich habe seit zehn Jahren auf diesen Moment gewartet.
Seit zehn Jahren modelliere ich schwarze Löcher.
Und jetzt wird es endlich eine reale Sache.
Lass uns prüfen, was möglich ist, wenn wir dasselbe Skript verwenden,
ohne etwas zu verändern, ohne Feinjustierungen.
Einfach abwarten, was passiert.
-Das wäre interessant. -Nur aus Neugier.
Um zu sehen, ob es ein Skript gibt, das vielleicht konsistent…
…alles in Mikrowinkelsekunden.
Es sieht so aus, als wird das Vakuum mehr ausgefüllt.
Wir haben also zwei Optionen bei einer Basislinie von null.
Und bei beiden wird ungefähr das gleiche Bild generiert.
Es ergibt keinen Sinn, die hier anzuwenden.
Doch, tut es. Sie liefern zusätzliche Informationen.
Aber die Information könnte völlig irrelevant sein…
Michael, ein Bild von Team drei fehlt noch. Soll ich sie nerven?
Okay.
-Dann wird es viel schlimmer… -Okay.
Nur ganz schnell.
Wie lange braucht ihr noch, bis ihr fertig seid?
-Ich weiß nicht… -Um die 15 Minuten?
Ja, wenn hier alles glatt läuft.
Wie lange braucht Team drei?
Ein paar Minuten, wenn es klappt.
Lass es uns so machen. Wenn die Zahlen gut aussehen…
Okay.
-Hey. -Ich bin fertig, ja.
Also, der erste Schritt war ein normaler Kreuzkorrelationsvergleich
mit sämtlichen Bildern.
Der Wert eins repräsentiert die perfekte Konsistenz zweier Bilder,
null ist schlecht.
Sind wir bereit für den Moment der Wahrheit?
Okay, ich scrolle runter.
Oh, mein Gott.
Seht euch das an!
Wow!
Das ist M87!
Wir verglichen im Grunde Pixel für Pixel,
wie ähnlich die Bilder waren.
Es gab keinerlei Austausch zwischen den Teams,
doch diese Zahlen sagen uns,
dass wir trotzdem alle im Großen und Ganzen dieselbe Struktur sehen.
Das ist wirklich vielversprechend.
Es war überraschend emotional.
Mathematisch betrachtet wusste ich es,
und unsere Modelle hatten ähnliche Bilder ergeben.
Doch ich musste mir immer wieder sagen, dass es echte Daten sind,
dass es keine Simulation ist, sondern dass ich ein Black Hole betrachte.
Ich starrte es stundenlang auf meinem Handy an.
Als Nächstes muss nun
die gesamte Kollaboration zusammenkommen und sich einigen.
MEETING DER WELTWEITEN EHT-KOLLABORATION NIEDERLANDE, 8. NOVEMBER 2018
Es ist auf der gleichen Höhe wie ALMA.
Das ist eine sehr kritische Phase des Projekts.
Wir müssen viele verschiedene Menschen zusammenholen,
damit sie sich auf etwas einigen…
…das die Arbeit von 200, 250 Personen widerspiegelt.
Das ist eine sehr gute Frage. Am besten wäre es sicher…
Man verliert sehr leicht seine Glaubwürdigkeit.
Das Event-Horizon-Teleskop hat über Jahre Glaubwürdigkeit aufgebaut.
Wir müssen es richtig machen.
Wie legt man fest, was der entscheidende Punkt ist?
Worüber sind sich alle einig?
Das wurde diskutiert und es ist strittig.
Wahrscheinlich ist es nicht ganz entschieden.
BERATUNGSSESSION: FACHARTIKEL II + IV
Ja, wir wollen ein Einzelbild erzielen,
aber auch die Variationen zeigen.
Wir brauchen einen Kompromiss.
Etwas, das funktioniert. Die Sache, die funktioniert.
Ich glaube, das ist nicht, was wir zeigen wollen.
Wir sollten den besten Datensatz hernehmen
und das beste Bild daraus generieren,
das für jeden leicht reproduzierbar ist, der es wiederholen möchte.
Ich mag das Durchschnittsbild,
aber es stimmt mit keinerlei Daten überein.
Werden wir mit diesem Bild beispielsweise Parameter schätzen?
Alle haben eigene Grundlagen, eigene Erwartungen.
Es geht also darum, andere zu überzeugen,
sich gegenseitig dazu zu bringen, einen Weg zu finden.
Halten Sie nicht modellierte Systematiken in den synthetischen Daten für möglich…
Das macht es sehr demokratisch, aber es ist nicht leicht.
Da muss ich ehrlich sein.
Jeder Physiker, der Black Holes erforscht, hat sicherlich den einen Traum:
Den Horizont zu überschreiten und auf die andere Seite zu gelangen.
Ginge ich auf diese Reise…
…wenn ich weiß, dass ich von dieser Welt genug habe…
…was würde ich sehen?
So wie es frühe Entdecker aufs Meer zog…
…zieht es uns zum Horizont.
Wir werden immer von den Grenzen angezogen.
Der Horizont eines schwarzen Lochs…
…ist der Rand unseres Wissens…
…unseres Verständnisses des Universums.
Und das große, spannende Problem ist es, über den Rand hinauszugehen.
Das ist das Ultimative.
An diesem Ort gibt es kein Jenseits.
Es existiert nicht als physikalischer, messbarer Teil des Universums.
Trotzdem könnte man selbst hingehen und es erleben.
Doch man kann niemandem davon erzählen.
Und für die Außenwelt existiert man nicht mehr.
Intuitiv verbinden die Menschen das immer mit dem Tod.
5. OKTOBER 2018
Da sind sie. Sie lächeln!
Schön, euch wiederzusehen. Ich habe euch vermisst, ihr beiden!
Wir sind jetzt also frei.
Die Publikation ist fertig.
Darum lächeln alle.
Ich fühle mich ziemlich gut.
Ich muss sagen, dass ich mich großartig fühle.
Einfach, weil es wahnsinnig lange gedauert hat, es fertig zu bekommen.
Ich fühle mich erleichtert.
Es ist schön, etwas mehr über das große Ganze nachdenken zu können.
Es fühlt sich an, als wäre ich lange festgefahren gewesen.
Du fühlst dich befreit.
Ja, ich fühle mich befreit, weiter zu erforschen, was da los ist,
und ich finde, unser Ergebnis ist sehr überzeugend.
Wir haben gezeigt, dass das weiche Haar
alle Informationen widerspiegeln kann,
die im Black Hole gespeichert sind.
Aber wir müssen die nächsten Schritte gut überlegen.
Ja, auf jeden Fall.
Die große Herausforderung ist es, zu zeigen…
…dass es nicht nur sein kann,
sondern dass es so ist, dass es einen Mechanismus gibt…
…für den Informationsfluss in das schwarze Loch und wieder heraus.
Das ist ein viel komplizierteres Problem.
Stephen würde wollen, dass wir das so machen.
Kommst du am 15. zur Pressevorstellung?
Ich weiß es noch nicht.
Guten Tag.
Willkommen zur Präsentation des letzten Buchs von Professor Hawking.
Bis zu seinem Tod suchte er mit seiner letzten Arbeit nach Antworten.
In langjähriger Zusammenarbeit
mit den Professoren Malcom Perry und Andy Strominger
entstand diese Publikation über eine der rätselhaftesten Wissenschaftsfragen,
das Informationsparadoxon.
Malcolm, Andy, bitte fassen Sie uns die Arbeit kurz zusammen.
Ja, Stephen hatte uns da ein riesiges Problem vorgelegt.
Es dauerte 50 Jahre, um zu verstehen,
was ein schwarzes Loch ist, bevor wir uns mit Quanten befassten…
Es wird zehn Jahre dauern, bis wir wissen,
ob dieser Weg uns ans gewünschte Zielt führt.
Wir wissen auch nicht, ob er es nicht tut.
Und das ist zwar nicht wissenschaftlich von mir, aber ich muss zugeben…
…dass er sich gut anfühlt.
Ich freue mich sehr, bei diesem großen Abenteuer dabei zu sein.
-Auf Stephen. -Auf Stephen.
-Auf weiches Haar. -Auf weiches Haar.
Und auf das Ende des Informationsparadoxons.
Und auf den nächsten Artikel.
Das Leben ist großartig!
Darum geht es im Leben.
10. APRIL 2019
FLUGHAFEN LOGAN
NATIONALES PRESSEGEBÄUDE
RESERVIERT FÜR DIE PRESSE
Mir ging es genau so.
Willkommen zur heutigen Pressekonferenz der National Science Foundation
und des Event Horizon…
Guten Tag.
Wir haben nur wenig Zeit vor der eigentlichen Ankündigung,
die gleichzeitig weltweit live auf sechs Pressekonferenzen erfolgt…
Buenos días a todos. Heute ist ein großer Tag für die Astronomie.
TOKIO, JAPAN
Was Sie hier sehen, ist das Ergebnis der Zusammenarbeit vieler Menschen.
Ich danke allen Gästen, den Fans von schwarzen Löchern.
Schwarze Löcher sind die geheimnisvollsten Objekte im Universum.
Wir sind Mitglieder einer großen Kollaboration.
Wir haben 200 Mitglieder, wir haben 60 Institute,
und wir sind in über 20 Ländern und Regionen tätig.
In mehr als zehn Jahren Arbeit
legten wir einen Teil des Universums frei,
der davor unsichtbar war.
Und wir freuen uns, Ihnen heute berichten zu können,
dass wir gesehen haben, was wir für nicht sichtbar hielten.
Wir haben ein schwarzes Loch gesehen und ein Foto davon gemacht.
Hier ist es.
Wir haben jetzt den sichtbaren Beweis für die Existenz eines schwarzen Lochs.
Wir wissen jetzt,
dass ein Black Hole mit der 6,5-fachen Sonnenmasse
im Zentrum von M87 existiert.
Und das ist erst der Anfang.
SCHWARZES LOCH ENDLICH FOTOGRAFIERT
ERSTES FOTO EINES SCHWARZEN LOCHS GEZEIGT
EIN GEHEIMNIS UNSERES RIESIGEN UNIVERSUMS GELÜFTET