Stephen Hawking - Nobelpreis-Arbeit einfach erklärt

Stephen Hawking hat noch keinen Nobelpreis

• Einer der bekanntesten Physiker ist der Engländer Stephen Hawking, nicht nur für seine spektakulären Auftritte im Rollstuhl und seine populären Sachbücher, sondern auch für seine bahnbrechenden Erkenntnisse im Fachgebiet "Astrophysik".
• Da verwundert es schon, dass gerade ihm noch nicht der Nobelpreis verliehen wurde, beispielsweise für die Vorhersage der sog. Hawking-Strahlung, mit der sich Schwarze Löcher auflösen.
• Die Sache hat allerdings einen kleinen Haken: Bei der Hawking-Strahlung handelt es sich um eine theoretische Vorhersage. Der experimentelle Beweis steht noch aus. Aber man kann sicher sein: Dann wird es einen Nobelpreis geben.

Hawking-Strahlung - was das ist

• Ein besonderes Arbeitsgebiet des theoretischen Physikers Stephen Hawking sind die Schwarzen Löcher.
• Dabei handelt es sich um extrem massereiche Gebiete im Universum, die über eine so starke Gravitationskraft verfügen, dass selbst Licht (also Photonen) dieses Gebiet nicht verlassen können.


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• Stephen Hawking hat jedoch bereits im Jahr 1974 die Existenz einer Strahlung vorausgesagt, die von einem solchen Schwarzen Loch ausgehen sollte. Dadurch verliert das Schwarze Loch im Laufe der Zeit an Masse (und sollte eines Tages sogar ganz verschwunden sein). 
• Diese Strahlung hat einen speziellen Quanteneffekt als Grundlage: In der Quantenphysik bilden sich stets kurzfristig Paare aus Teilchen und Antiteilchen, die ebenso schnell auch wieder zerfallen.
• Allerdings kann es in der näheren Umgebung eines Schwarzen Lochs passieren, dass diese Paare räumlich ein wenig getrennt werden. Da eine der beiden Teilchen fällt dabei in das Schwarze Loch, das anderes entkommt über den sog. Ereignishorizont ins All.
• In dieser Form müsste sich ein Schwarzes Loch also durch einen beständigen Teilchenstrom, die Hawking-Strahlung bemerkbar machen. 
• Allerdings ist die Strahlung (wahrscheinlich) so schwach, dass sie sich mittels Satellitenmessinstrumenten bisher nicht beobachten ließ.
• Aber: Eine italienische Forschergruppe hat in einem Laborexperiment Bedingungen geschaffen, die einem Schwarzen Loch ähneln. Sie sperrten Laserlicht in einem Glasblock ein, sodass dieses nicht mehr entkommen konnte. Überraschenderweise ließ sich außerhalb des Glases dennoch Licht beobachten, das man in diesem Modellversuch als die gesuchte Hawking-Strahlung interpretieren könnte. Eine Bestätigung durch andere Arbeitsgruppen steht allerdings noch aus.