Physik-Nobelpreis 2020
Preis geht an Forschung zu Schwarzen Löchern

Die drei Physik-Nobelpreisträger Roger Penrose, Andrea Ghez und Reinhard Genzel hätten Licht in «das dunkelste Geheimnis des Universums» gebracht. Das sagte der Generalsekretär der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften, Göran Hansson, bei der Verkündung.
Publiziert: 06.10.2020 um 12:14 Uhr
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Aktualisiert: 12.10.2020 um 14:43 Uhr
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Eine künstlerische Darstellung von Galaxien, gefangen im Netz eines supermassiven Schwarzen Lochs. Dies entdeckten Astronomen mit Hilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO).
Foto: ESO/L. CALÇADA / HANDOUT

+++ Die Gewinner der Nobelpreise in allen Kategorien gibt es täglich im Ticker +++

Wer sind die Gewinner in Physik 2020?

Der Astrophysiker Reinhard Genzel aus Deutschland und Andrea Ghez aus den USA haben den Nobelpreis für Physik erhalten. Sie entdeckten ein supermassives kompaktes Objekts im Zentrum unserer Galaxie. Die 55-jährige Astronomin Ghez ist erst die vierte Frau, die einen Nobelpreis für Physik erhält.

Der Deutsche und die US-Amerikanerin teilen sich den Nobelpreis mit dem Briten Roger Penrose. Der Mathematiker und theoretische Physiker zeigte, dass die allgemeine Relativitätstheorie zur Bildung von Schwarzen Löchern führt.

Penrose (geboren 1931) erfand geniale mathematische Methoden, um Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie zu erforschen, wie das Nobelkomitee mitteilte. Er habe gezeigt, dass diese Theorie zur Bildung von Schwarzen Löchern führt, jenen Monstern in Zeit und Raum, die alles erfassen, was ihnen nahe kommt. Genzel (geboren 1952) und Ghez (geboren 1965) entdeckten, dass ein unsichtbares und extrem schweres Objekt die Umlaufbahnen der Sterne im Zentrum unserer Galaxie beherrscht. Ein supermassives Schwarzes Loch sei dafür die einzige derzeit bekannte Erklärung.

Wer hat letztes Jahr gewonnen?

Im vergangenen Jahr ging der Nobelpreis für Physik zu einer Hälfte an die Schweizer Michel Mayor und Didier Queloz von der Universität Genf. Sie wurden für die Entdeckung des ersten Exoplaneten geehrt, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist. Zur anderen Hälfte erhielt James Peebles für Entdeckungen zur physikalischen Kosmologie die höchste wissenschaftliche Auszeichnung in Physik.

Wann sind die Termine?

Wie viel Geld erhalten die Sieger?

Die Nobelpreise sind pro Kategorie mit zehn Millionen schwedischen Kronen (rund 1'030'000 Franken) dotiert. Offiziell geehrt werden die Preisträgerinnen und Preisträger am 10. Dezember, dem Todestag des Preisstifters und Dynamit-Erfinders Alfred Nobel. Sie erhalten dann neben dem Preisgeld die berühmte Medaille sowie eine Nobelurkunde.

Ungleichgewicht bei Vergabe von Nobelpreisen

«Ich hoffe, ich kann junge Frauen für das Fachgebiet inspirieren», sagt die frischgebackene Physik-Nobelpreisträgerin Andrea Ghez. Es gebe noch so viel mehr als Schwarze Löcher zu erforschen. Ghez ist erst die vierte Frau, die Physik-Nobelpreis erhält. Die wissenschaftlichen Nobelpreisträger sind mehrheitlich männlich und oft jenseits der 70.

Von 919 unterschiedlichen Wissenschaftlern, Schriftstellern und Friedensstiftern mit Nobelpreisen sind zwischen 1901 und 2019 nur 53 Frauen gewesen (5,75 Prozent), wobei Marie Curie den Preis gleich zweimal erhielt, nämlich erst 1903 für Physik und acht Jahre später für Chemie.

Besonders bei den wissenschaftlichen Preisen ist das Ungleichgewicht zwischen Männern und Frauen gross: Während es bislang zumindest 17 Friedens- und 15 Literaturnobelpreisträgerinnen gab, sind es in der Medizin (12), Chemie (5) und Physik (3) weitaus weniger gewesen. Unter den Wirtschaftsnobelpreisträgerinnen finden sich sogar nur zwei ausgezeichnete Frauen.

Wer ist Andrea Ghez?

Schon als junges Mädchen war Andrea Ghez vom Weltraum fasziniert. «Ich wollte Astronautin werden», sagt die Nobelpreis-gekürte Astronomin. Inspiriert von der Mondlandung habe sie geplant, als erste Frau ins All zu fliegen - «erzählt man zumindest in meiner Familie».

Die 1965 in New York geborene Ghez studierte dann nach der Schule Physik, erst am Massachusetts Institute of Technology und später am California Institute of Technology. Zeitweise forschte sie an Projekten der US-Raumfahrtbehörde Nasa, bevor sie Anfang der 90er Jahre an die University of California in Los Angeles (UCLA) ging, wo die Professorin bis heute forscht und lehrt. «Viel Neugier, viel Optimismus und definitiv auch ein bisschen Glück» hätten sie dorthin gebracht, sagt Ghez.

Für ihre Arbeit, dokumentiert unter anderem in mehr als 100 wissenschaftlichen Fachartikeln, bekommt die Forscherin schon seit Jahren hohes Ansehen und viele Preise. «Ich betrachte alles als ein Rätsel», sagt Ghez. Sie sei «eine echte Star-Wissenschaftlerin», lobte jüngst der US-Radiosender NPR.

Bei der Bekanntgabe ihres Preises unterstrich sie die Bedeutung der Wissenschaft für die Menschheit. Besonders die Lehre geniesse sie, sagte die Wissenschaftlerin am Dienstag, als sie während der Verkündung der Auszeichnung von der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Stockholm telefonisch zugeschaltet wurde. Dass die junge Generation Fragen stellen und nachdenken könne, sei schlichtweg entscheidend für die Zukunft der Welt.

Wer ist Reinhard Genzel?

Reinhard Genzel promovierte 1978 am Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Er ging anschliessend an das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge. Ab 1980 wirkte er an der University of California, Berkeley, ab 1985/86 mit voller Professur. 1986 wurde er Direktor am Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching; seit 1999 ist er ausserdem ordentlicher Professor an der University of California in Berkeley - parallel zu seiner Tätigkeit in Garching.

Reinhard Genzel war massgeblich an der Entwicklung der Infrarot- und Submillimeter-Astronomie beteiligt. So gelang ihm mit seinem Team zunächst am La-Silla-Observatorium und dann am Very Large Telescope über langjährige Beobachtungen der Bahnen von Sternen nahe Sagittarius A* der Nachweis, dass sich im Zentrum der Milchstrasse ein supermassives Schwarzes Loch von etwa 4,3 Millionen Sonnenmassen befindet. Unabhängig gelang dies auch Astronomen um Andrea Ghez am Keck-Observatorium. Beide erhielten nun für ihre Entdeckung zusammen mit Roger Penrose den Nobelpreis für Physik 2020.

Der deutsche Astrophysiker hat mitten in einer virtuellen Konferenz erfahren, dass er in diesem Jahr den Physik-Nobelpreis erhält. «Ich war heute Morgen in einer virtuellen Konferenz, da kommt das Telefon und dann sagt da jemand: 'This is Stockholm'».

Wer ist Roger Penrose?

Sogar das Astrophysik-Genie Stephen Hawking hat als Doktorand mit ihm studiert: Der Brite Roger Penrose bekommt im hohen Alter von 89 Jahren eine Hälfte des Physik-Nobelpreises für die Erforschung von Schwarzen Löchern.

Auch der Mathematiker Penrose ist ein Genie, wenn auch nicht so populär wie Hawking. Er stammt aus einer Familie von erfolgreichen Wissenschaftlern: Der Vater war ein bekannter Psychiater und Genetiker, die Mutter Ärztin, ein Bruder Mathematiker und ein anderer Psychologe sowie mehrfacher britischer Schachmeister. Fast allen gemeinsam scheint eine Liebe zur Geometrie zu sein. «Ich erinnere mich daran, wie ich verschiedene Polyeder (geometrische Körper) mit etwa zehn Jahren gemacht habe», sagte Penrose einmal.

Penrose wurde im englischen Colchester geboren und verbrachte einen Teil seiner Kindheit in Kanada, wo sein Vater arbeitete. Seine eigene wissenschaftliche Karriere trieb er hauptsächlich in Grossbritannien voran. Er promovierte 1957 an der renommierten Universität Cambridge und arbeitete später als Professor an der hoch angesehenen Uni Oxford.

1997 machte Penrose Schlagzeilen in der Rubrik «Vermischtes», weil er die Firma verklagte, die Kleenex-Papiertücher herstellt: Sie hatte ein Prägemuster verwendet, das Penrose erfunden hatte und das sogar nach ihm benannt war. Das Muster aus diamantenförmigen, fünfeckigen Teilchen unterschiedlicher Grösse gilt als Darstellung einer «fünffachen Symmetrie».

(SDA)

Was ist ein Schwarzes Loch?

Es ist extrem verdichtete Materie, im Bild gesprochen die ganze Erde auf Stecknadelkopf-Grösse gepresst. Diese Masse hat enorme Anziehungskraft. Alle umliegende Materie wird einfach aufgesogen. Schwarze Löcher kann man in der Regel nicht «sehen», da sie sogar Licht verschlucken.

Wie kann man die Löcher sehen?

Ihre Existenz kann lediglich bewiesen werden, indem die Strahlung gemessen wird, die von Materie ausgesandt wird, die in ein Loch gesogen wird. Schwarze Löcher können trotzdem als extrem helle Erscheinungen auftreten, weil sich das eingesogene Material durch rotierende Gase um das Lochzentrum aufheizen und extrem hell zu leuchten beginnen.

Wie entstehen Schwarze Löcher?

Schwarze Löcher gibt es wohl in fast jeder Grösse im Kosmos - von der einfachen Masse unserer Sonne bis zu Milliarden Sonnenmassen. Schwarze Löcher entstehen aus sterbenden Blauen Riesen, also Himmelskörpern (Sternen), die mindestens dreimal die Masse unserer Sonne haben. Kühlt ein Blauer Riese ab, entwickelt er sich zu einem riesigen instabilen Stern. Fällt dieser in einem Gravitationskollaps in sich zusammen, fallen die äusseren Schichten auf den Kern ein und führen zu einer Explosion (Supernova). Nach dieser Explosion fällt der Sternkern endgültig zusammen, verdichtet sich und wird schliesslich zu einem Schwarzen Loch.

Es ist extrem verdichtete Materie, im Bild gesprochen die ganze Erde auf Stecknadelkopf-Grösse gepresst. Diese Masse hat enorme Anziehungskraft. Alle umliegende Materie wird einfach aufgesogen. Schwarze Löcher kann man in der Regel nicht «sehen», da sie sogar Licht verschlucken.

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Die Nobelpreis-Medaille ist der wohl begehrteste Wissenschaftspreis.
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Keystone

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