Der Physik-Nobelpreis des Jahres 2020 gilt den Schwarzen Löchern. Während R. Penrose entscheidende Beiträge zu deren theoretischem Verständnis leistete, bestimmten die Astronomen A. Ghez und R. Genzel (mit ihren Forschungsgruppen) die Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße. Und das erzielte Ergebnis ihrer Messungen beruht ganz wesentlich auf dem Doppler-Effekt.
Für die Bestimmung der Masse des Schwarzen Lochs werden die Umlaufbahnen der (in astronomischen Maßen) nahe um das Schwarze Loch kreisenden Sterne vermessen. Unter dem Einfluss der starken Gravitation in der Nähe des Schwarzen Lochs müssen hier – im Gegensatz zur klassischen Mechanik – Position und Geschwindigkeit des Sterns entlang seiner Bahn getrennt bestimmt werden. Der Stern S2 wurde nun seit fast 20 Jahren während mehr als eines ganzen Umlaufs beobachtet. Für die Geschwindigkeit wird dabei die Rotverschiebung der Spektrallinien des vom Stern ausgesandten (Infrarot-)Lichts ermittelt. In der nächsten Nähe des Schwarzen Lochs trägt aber nicht nur der relativistische Doppler-Effekt zur Rotverschiebung bei, sondern zusätzlich auch die aus der Allgemeinen Relativitätstheorie folgende „gravitative Rotverschiebung“. Mehr Details dazu im Artikel „Was das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße über die Gravitation offenbart“ von J. Weratschnig.
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