Dr. Maria Rodriguez, Leiterin einer Minerva-Forschungsgruppe am
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI),
wurde zum Mitglied des Elisabeth-Schiemann-Kollegs ernannt. Diese Ehre wird in
der Regel nur fünf neuen Mitglieder jedes Jahr zuteil.
Das Elisabeth-Schiemann-Kolleg ist
ein Mentoring-Programm der Max-Planck-Gesellschaft, das herausragende junge
Wissenschaftlerinnen nach ihrer Postdoc-Phase auf ihrem Weg zu einer
Lebenszeitprofessur oder Direktorinnenstelle an einer Forschungseinrichtung
unterstützt. Die Mitglieder werden professionell von renommierten
Max-Planck-Forschern gefördert, darunter elf Max-Planck-Direktoren und
-Direktorinnen.
"Ich bin sehr glücklich und stolz,
Mitglied dieses Programms zu werden", sagt Maria Rodriguez. Die junge
Wissenschaftlerin leitet die Minerva-Forschungsgruppe Gravitation und
Theorie der Schwarzen Löcher am AEI. Die Forschung dieser unabhängigen
Gruppe konzentriert sich auf theoretische Aspekte von schwarzen Löcher und
deren erstaunliche Auswirkungen auf die sie umgebende Raumzeit. Schwarze Löcher
sind eine Vorhersage von Einsteins Relativitätstheorie. Sie haben eine extrem
hohe Dichte und ihre Gravitation ist so stark, dass selbst Licht nicht
entkommen kann. Deshalb kann man sie mit Teleskopen, die elektromagnetische
Strahlung empfangen, nicht direkt beobachten.
Einstein und schwarze
Löcher
Einsteins allgemeine Relativitätstheorie
beschreibt die Raumzeitstruktur und Gravitation der Welt im Großen – im
makroskopischen Bereich. Nach Einsteins Theorie kommen die Erscheinungen der
Schwere dadurch zustande, dass jeder Körper in seiner Umgebung den Raum krümmt
und den Zeitablauf beeinflusst – und umgekehrt die Bewegung jedes Körpers
dadurch bestimmt ist, dass er sich in die gekrümmte Raumzeit einpasst.
Schwarze Löcher sind die Lösung der
Einsteinschen Feldgleichungen für Materie, die auf einen Punkt konzentriert
ist. An diesem Punkt werden die Gravitation und die Krümmung der Raumzeit
unendlich groß. Diese so genannte Singularität sagt jedoch aus physikalischer
Sicht nichts aus. Viel interessanter ist der "Ereignishorizont": das
ist diejenige Entfernung von der Punktmasse, ab der die Schwerkraft so stark
wird, dass ihr nichts mehr entkommen kann. Für ein nicht rotierendes schwarzes
Loch ist der Ereignishorizont eine perfekte Kugeloberfläche, aber statische
schwarze Löcher kommen in der Natur sehr selten vor. Schwarze Löcher stammen
aus Super-Nova-Explosionen, und normalerweise dreht sich der explodierende
Stern und überträgt seine Rotation auf das entstehende schwarze Loch.
Mit
Lichtgeschwindigkeit rotierende schwarze Löcher
Die Wissenschaftler berechnen daher das
Verhalten von rotierenden schwarzen Löchern und die physikalischen Prozesse in
ihrer nächsten Umgebung. Analytisch gelangen solche Berechnungen nur für sehr
langsam rotierende schwarze Löcher. Maria Rodriguez hingegen interessiert sich
für schwarze Löcher, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit um die eigene Achse
drehen und sehr energiereiche „Jets“ erzeugen können. Jets treten auf, wenn
sich elektrisch geladene Materie um das schwarze Loch dreht und ein starkes
Magnetfeld entsteht. Einige der geladenen Teilchen werden entlang der
Magnetfeldlinien abgelenkt und fallen entweder noch schneller in das schwarze
Loch oder werden entlang der Rotationsachse weggeschleudert. „In rund 20
aktiven Galaxien oder Quasaren haben Astronomen sehr energiereiche Jets
beobachtet“, sagt Rodriguez. „In deren Zentrum gibt es wahrscheinlich ein sehr
massereiches, schnell rotierendes schwarzes Loch."
Um diese Prozesse zu verstehen, löst
Maria Rodriguez die Gleichungen der Elektrodynamik und Einsteins Gleichungen
der allgemeinen Relativitätstheorie. Diese Modelle, die die Entstehung von Jets
bei rotierenden schwarzen Löchern erklären, können auf sowohl auf supermassive
schwarzen Löcher von Millionen von Sonnenmassen in den Zentren der Galaxien als
auch auf die weniger massereichen stellaren schwarzen Löcher angewendet werden,
die durch Gravitationskollaps eines Sterns gebildet werden.
Dr. Maria Rodriguez kam
nach ihrer Postdoc-Phase in den USA (A. Stromingers Gruppe an der Harvard
University) und Europa (H. Nicolais Abteilung am Max-Planck-Institut für
Gravitationsphysik und I. Benas Gruppe am Commissariat à l'Energie Atomique) in
Saclay, Frankreich) ans AEI. Sie schloss ihr Studium als physics major an
der Universidad Nacional de La Plata ab, eine der ältesten und angesehensten
Institutionen des Landes. 2008 promovierte sie in theoretischer Physik an der
Universität Barcelona, Spanien. Während und nach ihrem
Studium erhielt sie vier Stipendien der argentinischen und spanischen Regierung sowie
vier Preise, darunter auch als Finalistin der argentinischen Mathematischen
Olympischen Spiele.
Weitere Informationen:
Kontakt:
Dr. Maria J. Rodriguez
Leiterin einer Minerva-Forschungsgruppe
Tel.: 0331 567 7368
Dr. Elke Müller
Pressereferentin AEI Potsdam
Tel.: 0331 567 7303
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