Mehr als 50 Jahre hat es gedauert, bis eine seiner wichtigsten Ideen bewiesen werden konnte: Nun haben Forscherinnen und Forscher gezeigt, dass Stephen Hawkings sogenanntes Schwarze-Loch-Flächentheorem stimmt. Es besagt: Die Gesamtfläche schwarzer Löcher kann bei ihrer Verschmelzung nicht abnehmen.

Im Januar 2025 registrierten die Forscherinnen und Forscher das Signal GW250114. Es stammt von einer Kollision zweier Schwarzer Löcher in rund 1,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Dabei entstanden winzige Falten im Gefüge der Raumzeit, Gravitationswellen, die die empfindlichen Detektoren auf der Erde auffingen.

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Die anschließende Analyse zeigte ein eindeutiges Ergebnis: Die beiden ursprünglichen Schwarzen Löcher hatten zusammen eine Fläche von etwa 240.000 Quadratkilometern. Nach der Verschmelzung maß das neue Schwarze Loch rund 400.000 Quadratkilometer. Genau wie Hawking vorhergesagt hatte, war die Fläche also gewachsen – und das mit einer statistischen Sicherheit von 99,999 Prozent. Veröffentlicht wurde das Ergebnis im Fachjournal Physical Review Letters.

Schwarze Löcher: Stephen Hawking stellte die Theorie schon 1971 auf

„Wenn Hawking noch leben würde, hätte er sich an der Vergrößerung der Fläche der verschmolzenen schwarzen Löcher erfreut“, sagte Kip Thorne, Nobelpreisträger und emeritierter Professor am California Institute of Technology. Schon 1971 hatte Hawking, damals gerade 29 Jahre alt, sein Flächentheorem formuliert. Seine Idee: Zwar verlieren Schwarze Löcher bei einer Kollision Energie in Form von Gravitationswellen. Das resultierende schwarze Loch kann schneller rotieren, was zu einer kleineren Fläche führen würde. Gleichzeitig bringt das Verschmelzen zusätzliche Masse mit, und diese sorgt für eine Vergrößerung. Laut Hawking überwiegt immer der zweite Effekt. Das haben die neuen Messungen nun bestätigt.

Die Geschichte des Nachweises reicht zurück ins Jahr 2015. Damals registrierten Detektoren vom Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (Ligo) erstmals Gravitationswellen – eine wissenschaftliche Sensation, die später mit dem Nobelpreis geehrt wurde. Hawking soll laut Frankfurter Rundschau unmittelbar nach dem Fund bei Kip Thorne angerufen und gefragt haben, ob sich in den Daten bereits Hinweise auf sein Flächentheorem fänden.

Flächentheorem: Test 2021 reichte nicht für den Beweis

2021 gelang ein erster Test mit dem Signal GW150914. Doch die statistische Sicherheit lag nur bei 95 Prozent – zu wenig, um von einem endgültigen Beweis zu sprechen. Den entscheidenden Durchbruch brachte erst das neue Signal von 2025. „Wir können es laut und deutlich hören, und das ermöglicht es uns, die fundamentalen Gesetze der Physik zu testen“, sagte Katerina Chatziioannou, Astrophysikerin und Mitautorin der Studie. Möglich wurde das durch jahrelange technische Verbesserungen, durch die zum Beispiel Störgeräusche minimiert werden konnten.

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Für Stephen Hawking selbst kam die Bestätigung seiner Theorie allerdings zu spät: Der britische Physiker starb 2018. Mit dem Beweis seines Flächentheorems hat die Forschung nun einen weiteren Meilenstein erreicht.