Dr. Eva Hackmann (30) von der Universität Bremen erhielt für ihre Doktorarbeit im Bereich der Gravitationsphysik eine Hälfte des mit insgesamt 1.500 Euro dotierten „GR-HK-T-Dissertationspreises“. In ihrer Dissertation untersuchte Eva Hackmann wie sich Objekte, zum Beispiel Sterne, um „Schwarze Löcher“ bewegen. Dabei konnte sie erstmals analytisch beschreiben, wie diese Bewegung um ein Schwarzes Loch in unserem, sich ausdehnenden Universum verläuft. Diese Ergebnisse betreffen nicht nur Schwarze Löcher, sondern auch die Bahnen von Satelliten.
Schwarze Löcher bilden sich als Überreste ausgebrannter Sterne oder befinden sich im Zentrum der meisten Galaxien. Ihre Schwerkraft ist so gewaltig, dass sie sämtliche Materie in ihrer Nähe aufsaugen und das Raumzeitgefüge in ihrer Umgebung so stark verzerren, dass sich Raumgebiete herausbilden, aus denen noch nicht einmal das Licht entweichen kann. Die Beschreibung der Bewegung von Objekten in der Nähe eines Schwarzen Loches beruht auf komplizierten Bewegungsgleichungen, den „Geodätengleichungen“, der Allgemeinen Relativitätstheorie. Für dieses mathematische Problem existieren Näherungslösungen. Doch nur exakte analytische Lösungen ermöglichen ein gesichertes und vollständiges Verständnis der Gravitationseffekte. Neben den Eigenschaften des Schwarzen Loches ist in diesem Zusammenhang von Bedeutung, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Diese Expansion wird im Rahmen der Relativitätstheorie durch Einführung einer „kosmologischen Konstante“ beschrieben, die Eva Hackmann in ihren Untersuchungen explizit berücksichtigte. In ihrer Dissertation konnte sie nun erstmals analytisch beschreiben, wie sich Objekte in der Nähe rotierender wie auch nicht-rotierender Schwarzer Löcher bewegen – in einem Universum, das von einer kosmologischen Konstante beschrieben wird. Diese Ergebnisse gelten generell für „Kerr-de Sitter“- beziehungsweise „Schwarzschild-de Sitter“-Raumzeiten: Sie betreffen daher nicht nur Schwarze Löcher, sondern können auch auf andere Situationen – wie die Bewegung von Satelliten – angewendet werden.