Was sind schwarze Löcher?

Science-Fiction Fans lieben die fantastischen Geschichten, die sich in den Romanen oder Filmen um die schwarzen Löcher ranken, doch was genau sind schwarze Löcher und woher kommt die Bezeichnung für dieses Phänomen im All? Als schwarzes Loch wird ein astronomisches Objekt bezeichnet, in dessen Umgebung die Gravitation extrem verstärkt ist. Im inneren Bereich dieses Objekts gibt es einen Ereignishorizont, ab dem die Fluchtgeschwindigkeit schneller als die Lichtgeschwindigkeit wird und dieser Bereich wächst mit der Masse eines schwarzen Lochs.

Die Entdeckung der dunklen Sterne

Im 18. Jahrhundert entstand die Theorie, dass es dunkle Sterne gibt, die das Licht gefangen halten können und der Erfinder dieser Theorie blieb damit nicht lang alleine. Allerdings konnte man erst nach den Veröffentlichungen von Albert Einstein über die Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie zum ersten Mal die Größe eines schwarzen Lochs berechnen. Danach gelang es zu beweisen, dass der Ereignishorizont eines schwarzen Lochs nie kleiner wird und man stellte die Theorie auf, dass sie eine Strahlung abgeben; die Hawking-Strahlung. Die Erforschung dieser astronomischen Objekte ist allerdings extrem schwierig, denn eine direkte Beobachtung eines schwarzen Lochs ist fast unmöglich. Die Bahnen der Sterne, die ein schwarzes Loch umkreisen, lassen sich hingegen beobachten und wenn sie sich dem Gezeitenradius annähern, werden sie zerrissen und es tritt eine charakteristische Röntgenstrahlung aus, die ebenfalls beobachtet werden kann. Ein schwarzes Loch beobachten, bedeutet also eher, dass dessen Umgebung genauer untersucht wird.

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Wie entstehen schwarze Löcher?

Die Masse eines Körpers zieht Gravitationskräfte nach sich. Ist die Masse auf ein ausreichend kleines Volumen begrenzt, hält sie von alleine zusammen, denn die Gravitationskraft führt zu einer Kompression. Wird eine bestimmte Dichte überschritten, steigen die Gravitationskräfte schneller als die Gegenkräfte und die Masse fällt zusammen. Die Gravitation steigt aber weiter an und verzerrt lokal den Raum und damit auch den Ablauf der Zeit. Ein äußerer Beobachter nimmt wahr, dass der Kollaps langsamer wird und sich das Volumen nie auf einen einzigen Punkt zusammenzieht.

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