Schwarze Löcher

Schwarze Löcher sind eines der merkwürdigsten und unerforschtesten Objekte im Universum. Sie sind ein Gebiet in dem sehr viel Masse auf sehr kleinem Raum konzentriert ist. Versuche dir vorzustellen man müsste das gesamte Gewicht der Erde (5972000000000000000000000 kg) in diese 9 mm kleine Kugel pressen!

Diese extrem schweren Objekte besitzen eine so große Anziehungskraft (Gravitation), dass jede Art von Materie und sogar Licht verschluckt wird. Das Innere eines schwarzen Loches, die Singularität, ist ein Punkt mit theoretisch unendlich großer Masse und Dichte, an dem selbst Raum und Zeit nicht mehr existieren. An diesem Punkt befindet sich einfach Nichts.

In den unendlichen Weiten des Universums entsehen schwarze Löcher, wenn ein Stern, der zehnmal so schwer ist wie unsere Sonne, seinen Brennstoff verbraucht hat und sein Kern, infolge der hohen Gravitation, schlagartig in sich zusammenfällt. Dabei entsteht eine gewaltige Explosion, bei der der größte Teil der Masse in einem schwarzen Loch vereint wird. Diese gewaltige Exlosion nennt man in der Astrophysik eine Supernova. John Wheeler prägte erstmals 1967 den Begriff «schwarzes Loch», denn da es kein Licht reflektiert, können wir es auch nicht sehen und es erscheint uns völlig schwarz. Was die Astromen aber beobachten können, sind Sterne, Gasnebel und Galaxien, die sich um eine Art schwarze Scheibe in der Nähe von schwarzen Löchern drehen. Dabei werden sie sehr heiß und geben Röntgenstrahlung ab. Die schwarze Scheibe heißt Ereignishorizont und beschreibt einen Bereich an dessen Grenze keine Materie und auch kein Licht mehr entkommen kann. Außerdem kann man heute noch Licht, -Gamma, – und Röntgenstrahlung, die bei einer Supernova abgeben wurde, aufzeichnen. Wissenschaftler können solche Beobachtungen mit Hilfe von Satelliten und Teleskopen machen. Eines der Wichtigsten und Modernsten ist das «Chandra» Röntgenteleskop der Nasa, welches 1999 vom Space Shuttle «Columbia» in die Erdumlaufbahn gebracht wurde. Desweiteren liefern der «Swift» Sattelit und das «Fermi» Gammastrahlungs – Weltraumteleskop wichtige Daten für die Forschung über schwarze Löcher.

Die drei verschiedene Arten von schwarzen Löchern:

  • Die kleinsten, ursprünglichen schwarzen Löcher: Sie sind nur so groß wie ein einzelnes Atom, haben aber das Gewicht eines riesigen Berges, wie etwa des Mount Everest mit 8848 m Höhe.
  • Die mittelschweren, stellaren schwarzen Löche: Sie sind am häufigsten im Universum vertreten und sind ungefähr 100 – mal schwerer als unsere Sonne. Ihr Durchmesser beträgt ca. 18 Kilometer.
  • Die supermassiven schwarzen Löcher: Diese schwarzen Löcher haben ein Gewicht von mehr als einer Millionen Sonnen und einen Durchmesser so groß wie der unseres Sonnensystems. Forscher haben herausgefunden, dass sie sich vermutlich im Zentrum aller Galaxien, auch unserer Milchstraße, befinden.

Wird unsere Sonne auch zu einem schwarzen Loch?

In ca. 5 Milliarden Jahren ist der Brennstoff der Sonne aufgebraucht und sie schrumpft zu einem kalten sogenannten «Weißen Zwerg» zusammen. Die Masse und damit auch die Gravitaion, die auf sie wirkt, ist aber zu gering um die Sonne in einem schwarzen Loch enden zu lassen.
Einer der bedeutesten theoretischen Physiker im Bereich schwarzer Löcher ist Stephen Hawking. Seit den achtziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts erforscht er diese besonderen Phänomene, um Erkenntnisse zur Entstehung und Zukunft unseres Universums zu erlangen. Seine Theorien sind sehr kompliziert und entziehen sich oft der menschlichen Vorstellungskraft, darum hat er versucht sie in seinem Buch «Das Universum in einer Nussschale» vereinfacht darzustellen. Die aktuellsten Forschungsergebnisse lieferten Wissenschaftler vor etwa zwei Jahren, sie konnten beobachten wie zwei schwarze Löcher miteinander verschmelzen.

Autor:

Claudius Hütel

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Quellen:

NASA:

https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-a-black-hole-58.html

Welt der Physik:

http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/schwarze-loecher/

Stephen Hawking: Das Universum in einer Nussschale; Deutscher Taschenbuch Verlag, München (2003)

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