Home Sonstige Artikel Astronomie Site Map counter

Schwarze Löcher

Einleitung

Schwarze Löcher kennt heute fast jeder als Begriff, zumeist aus Science-Fiction Romanen oder Filmen. Dieser kleine Artikel soll auf einfache Weise erklären, was Schwarze Löcher sind, wie sie entstehen und wie sie vergehen. Da man zu diesem Thema sicher ein ganzes Buch schreiben könnte kann dies nur ein kleiner Einblick sein, der vieles vereinfachen muss.

Schwarze Löcher - Was sind das für Gebilde?

Die Idee eines schwarzen Loches ist sehr alt. Als man nach den Newtonschen Gravitationsgesetz die Fluchtgeschwindigkeit für Erde und Sonne berechnet kam auch die Idee auf, dass ein Körper der sehr groß ist, eine Fluchtgeschwindigkeit haben könnte, die so groß ist wie die Lichtgeschwindigkeit oder sogar größer.

Die Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit die ein Körper haben muss um von der Oberfläche eines Körpers starten zu können und nie wieder zurückzukehren. Bei kleinen Körpern wie den Marsmonden Deimos und Phobos oder einem Asteroiden ist diese so klein, dass schon ein Fußballspieler seinen Ball auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigen könnte. Beim Mond liegt diese bei 2.4 km/s. Bei der Erde schon bei 11.2 km/s und bei der Sonne bei 620 km/s. Sie ist errechenbar nach der Formel:

v = Sqrt( 2*G*M / r).

Im Jahre 17fünfzigerrechnete der Geologe John Michell, dass sehr große Körper oder sehr kompakte Körper sogar eine Fluchtgeschwindigkeit besitzen müssten die größer als die Lichtgeschwindigkeit ist. Dies bedeutet, dass man einen solchen Körper nicht sehen kann. Sowohl Licht das er aussendet (wenn er selbst leuchtet) wie auch Licht das wir zu ihm senden um ihn zu beleuchten kann von ihm nicht entkommen. Da die Lichtgeschwindigkeit die höchste überhaupt mögliche Geschwindigkeit ist, die keine Materie erreichen kann, bedeutet dies auch das Materie einem solchen Körper nicht entkommen kann.

Damit ein Körper ein schwarzes Loch wird (Dieser Begriff wurde erst 1968 von John Wheeler geprägt) muss er bei Körpern die man damals kannte, enorm dicht sein. Wäre ein Körper von Sonnenmasse ein schwarzes Loch so hätte er nur einen Durchmesser von 6 km. Daher war dies lange Zeit nicht etwas was man als real existierend betrachtete, denn man kannte in der Astronomie keine so kompakten Körper.

Ein Schwarzes Loch kann aus einem Stern entstehen

Schwarzes LochBewegung kam erst in diesem Jahrhundert, als man verstand wie die Fusionsreaktionen im Innern von Sternen funktionieren. Sie sind eine Folge der Gravitation. Sie presst Materie so stark zusammen, dass sie sich stark aufheizt und so einen Gegendruck bildet. Aufrechterhalten wird diese Temperatur durch die Fusion von Wasserstoff zu Helium bei der hohen Temperatur und Dichte. Es zeigte sich, das bei größeren Sternen der Druck im Inneren noch höher ist und dort auch höhere Elemente fusionieren. Dies geschieht auch im Laufe eines Sternenlebens bei kleineren Sternen, denn das Helium das sich bei der Fusion von Wasserstoff bildet wird zuerst zu einem kompakten Kern. Geht die Energieerzeugung durch Wasserstoff zu Ende so drückt die Gravitation den Heliumkern zusammen und er zündet die Fusion zu Sauerstoff und Kohlenstoff bei höherer Dichte und Temperatur. Ohne diese Fusionsprozesse würden die Kerne der Sterne in denen die Fusion stattfinden zusammenstürzen.

Jeder Stern verbraucht zumindest im Kern irgendwann seinen Brennstoff. Was dann geschieht hängt von der Masse des Sterns ab. Bei Sternen wie der Sonne kollabiert der Kern, bis die Kräfte zwischen den Atomkernen wieder mit der Gravitation mithalten können. Dies ist nur wenig, da der Kern schon vorher sehr dicht ist, es führt aber zum Abstoßen der Hülle, die den Kern umgibt. Ein Stern kann so sehr viel seiner Masse verlieren, so das von einem Stern mit 8 Sonnenmassen nur noch einen Kern von 1.3 Sonnenmassen übrig bleibt. Ein solcher Kern ist sehr kompakt. Der Durchmesser liegt in etwa zwischen Erdgröße und der Größe des Uranus. Wegen dieser Kleinheit, bezeichnet man diese noch lange durch die Resthitze leuchtenden Himmelkörper als "Weiße Zwerge". Der erste davon wurde schon 1861 entdeckt. Da sie sehr klein sind, ist das aufspüren auch in Sonnennähe sehr schwierig.

Rechnungen zeigten, dass je massiver der Kern ist um so kleiner ist er, da die Atomkerne enger zusammen rücken müssen um der Gravitation Paroli zu bieten. Bei einer Masse von 1.4 Sonnenmassen reichen die Kräfte nicht mehr aus. Der Kern kollabiert und die Implosion kommt erst zum Stillstand, wenn sich die Elementarteilchen berühren. Nun wirkt als Abstoßende Kraft die starke Kernkraft, die auch Atomkerne zusammenhält. Es entsteht ein Neutronenstern, so genannt, weil auch die Elektronen in die Protonen hineingedrückt werden. Er ist nur noch 20 km groß und im Prinzip ein gigantischer Atomkern: Er hat die Dichte wie im Innern eines Atoms. (Man vergisst im täglichen Leben gerne, das selbst bei massivsten Gegenständen der Kern eines Atoms nur ein Hunderttausendstel dessen Durchmessers hat).

Ein Neutronenstern bildet sich, wenn sehr massive Sterne am Ende ihres Lebens in einer Supernova explodieren. Um von der Oberfläche dieses Körpers weg zu kommen muss man schon zwei Drittel der Lichtgeschwindigkeit erreichen. Neutronensterne konnte man Ende der sechziger Jahre nachweisen, als man die Pulsare entdeckte.

Doch wie bei einem weißen Zwerg, gibt es auch bei einem Neutronenstern eine kritische Grenze. Hat er eine Masse von 3.2 Sonnenmassen oder noch mehr, so reichen die Abstoßungskräfte zwischen den Neutronen nicht mehr aus, um der Gravitation Einhalt zu bieten. Auch den Neutronenstern kollabiert. Man weiß nicht ob nun die Neutronen aufgespalten werden in Quarks oder ob die Materie zu einem Punkt kollabiert, doch eines kann man mit Sicherheit sagen: Sobald er auch nur ein bisschen kleiner geworden ist, ist die Fluchtgeschwindigkeit von der Oberfläche größer als die Lichtgeschwindigkeit. Es ist ein schwarzes Loch entstanden. Es leuchtet nicht mehr, es hat aber noch immer die Masse des Neutronensterns. Hat der Stern aus dem das schwarze Loch entstand ein Planetensystem und hat es die Explosion am Ende des Lebens überlebt, so umkreist es noch immer das schwarze Loch wie es den Stern umkreist hat.

Ein schwarzes Loch kann im Inneren einer Galaxie entstehen

In den sechziger Jahren fielen bei der Durchmusterung des Himmels Objekte auf, die sternförmig aussahen, aber anders als Sterne in sehr großer Entfernung von der Erde sich befinden. Ja, je weiter man schaute, desto mehr fand man davon. Man nannte diese Objekte Quasare, nach "quasistellare Objekte". Denn obgleich sie auf den Fotoplatten punktförmig wie ein Stern waren, so wusste man dass sie keine Sterne sein konnten - sie leuchteten so hell wie eine Galaxie.

Bewegung in die Vorstellung, was man unter den Quasaren verstehen musste kam, als man Helligkeitsschwankungen innerhalb von Tagen und Stunden beobachten konnte. Warum ? Nun weil sich Signale nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können, kann das Gebiet das die Strahlung emittiert nicht größer sein, als die beobachteten Helligkeitsschwankungen. Wenn man also Strahlungsausbrüche innerhalb von Stunden anstatt Jahren beobachtet, so muss die Region die leuchtet einen Durchmesser von einigen Lichtstunden haben. Sie kann nur so nur so groß wie unser Sonnensystem sein. Nur - In unserem Sonnensystem ist nur eine Sonne und nicht 100 Milliarden Sonnen. Das aber ist die Leuchtkraft eines Quasars.

In den siebziger und achtziger Jahren zeigten Beobachtungen mit verbesserter Technik und Radioteleskopen, das viele dieser Quasaren in der Mitte einer Galaxie saßen, die sie aber völlig überstrahlten. Nun begann man zu verstehen, was Quasare wirklich sind: Regionen um ein großes Schwarzes Loch in der Mitte einer Galaxie, auf die Gas zustürzt. Da ein Schwarzes Loch sehr klein ist, kann es soviel Gas gar nicht auf einmal "verdauen". Das Gas sammelt sich in einer Scheibe um das Loch und heizt sich durch den Druck des nachströmenden Gases auf und beginnt zu leuchten. Auch unsere Milchstraße und wahrscheinlich jede Galaxie hat im Inneren ein solches schwarzes Loch. Es ist wahrscheinlich sogar der Geburtshelfer der Galaxie, denn um es herum sammelte sich die Materie, die dann später die Sterne bildete.

Quasare sind vor allem deswegen so leuchtkräftig, weil sie so alt sind. Die große Entfernung (Der nächste ist 2 Mrd. Lichtjahre entfernt, die meisten 8-15 Mrd. Lichtjahre) bedeutet auch, dass man in die Vergangenheit schaut. Quasare sind Momentaufnahmen von Galaxien als diese noch jung waren und rund um das Schwarze Loch es viel Gas und Sterne gab. Inzwischen haben alle schwarzen Löcher diese Region weitgehend leergeräumt und sind ruhiger geworden, aber noch immer da. Heute ist es ruhiger geworden, doch nach und nach wird in ferner Zukunft jedes schwarze Loch die meisten Sterne einer Galaxie sich einverleiben, da diese durch das Durchqueren von Staubregionen und das intergalaktische Magnetfeld langsam aber sicher Drehimpuls verlieren und näher an das Zentrum rücken.

Je nach Galaxiengröße hat so ein schwarzes Loch eine Masse von 1 Million bis 1 Milliarde Sonnenmassen. Neueste Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass man auch Schwarze Löcher in den innersten Bezirken von Kugelsternhaufen findet. Auch hier scheinen sich diese um das schwarze Loch herum gebildet zu haben. Da Kugelsternhaufen kleiner als Galaxien sind, sind auch die schwarzen Löcher mit einer Masse von 1000-10000 Sonnenmassen kleiner.

Gibt es schwarze Löcher?

Steven Hawking hat in seiner "Kleinen Geschichte der Zeit erwähnt", dass er eine Wette laufen hat, das Cygnus X-1 ein schwarzes Loch ist. In der Tat lässt die Natur der schwarzen Löcher nur indirekte Bobachtungen zu. Man glaubt viele Phänomene mit schwarzen Löchern erklären zu können, aber hundertprozentig beweisen, dass es eines gibt kann man nicht.

Doch man hat die anderen Objekte entdeckt, die als Sternenleichen fungieren. Der erste weiße Zwerg wurde schon 1861 entdeckt. Inzwischen kennt man eine Menge davon. Sie sind die Endstadien der meisten Sterne und damit sehr häufig, aber wegen ihrer Kleinheit schwer zu entdecken. 1967 folgten die Neutronensterne. Neutronensterne rotieren in der Regel wie ihre Sterne, nur da sie erheblich kleiner sind, sehr schnell. Die meisten brauchen für eine Umdrehung um die Achse weniger als eine Sekunde. Bedingt durch die hohe Fluchtgeschwindigkeit und die schnelle Rotation entweicht dann Licht oder andere Strahlung vorwiegend an der Rotationsachse. Trifft ein solcher Austrittskegel dann die Erde so beobachten wir ein Pulsieren der Strahlung, da wir durch die Rotation gestreift werden.

Alle anderen Erklärungsversuche die pulsierenden Strahlen zu erklären scheiterten an den kleinen Impuls Zeiten. Die kürzesten liegen im Bereich von Millisekunden und kein Stern kann so schnell pulsieren oder rotieren.

Da es Neutronensterne gibt, sind die Wissenschaftler überzeigt, dass es auch schwarze Löcher gibt. Doch wie soll man eines nachweisen? Man hat eigentlich nur eine Chance, wenn das schwarze Loch nicht alleine ist. Viele Sterne existieren in Doppelsternsystemen. Wenn in einem solchen System der massereichere Stern seinen Lebenszyklus beendet und zu einem schwarzen Loch geworden ist, so umkreist der Partner ein Nichts. Das könnte man ausmachen. Doch kennt man noch zu wenige Bewegungen von Sternen, als dass man dies finden konnte, denn schwarze Löcher sind selten. Sie entstehen nur aus den schwersten Sternen die recht rar sind.

Bessere Chancen hat man, wenn das System sehr klein ist also die beiden Sterne eine kleine Distanz voneinander haben. Bläht sich der Partner am Ende seines Lebens zum roten Riesen auf, dann kann Materie von ihm zum schwarzen Loch strömen. Wie bei den Quasaren gibt es einen Stau, das Gas erhitzt sich und strahlt Röntgenstrahlung ab. In Cygnus X-1 wurde man zum ersten mal auf ein solches Phänomen aufmerksam. Optisch sieht man nur einen Stern, der aber ein unsichtbares Objekt umkreisen muss. Dieses hat eine Masse von 10 Sonnenmassen und ist offensichtlich die Quelle der Röntgenstrahlung. Mit 10 Sonnenmassen kann es aber kein weißer Zwerg oder Neutronenstern sein. Es kann nur ein schwarzes Loch sein.

Eigenschaften Schwarzer Löcher

Das erste was ein schwarzes Loch charakterisiert ist der Schwarzschild-Radius. Man versteht darunter die Grenze, ab der kein Licht und damit auch kein materieller Körper dem Loch mehr entkommen kann. Er ist berechenbar nach

R = 2 * G * M / c²

c ist dabei die Lichtgeschwindigkeit (299 792 458 m/s). Die anderen Größen wurden schon oben erklärt.

Nichts was innerhalb dieses Radius ist, kann mehr beobachtet werden, es ist von unserem Universum abgekoppelt, sowohl räumlich wie auch zeitlich. Daher nennt man diese Grenze auch Ereignishorizont.

Weiterhin dürften die meisten schwarzen Löcher wie die Sterne aus denen sie entstanden rotieren. Durch die Erhaltung des Drehimpulses sogar sehr rasch. Dann ist der Schwarzschildradius an den Polen eines schwarzen Loches ein anderer als am Äquator. Dazu passt die Beobachtung, dass bei den meisten indirekt nachgewiesenen schwarzen Löchern die Emission aus einer Scheibe kommt, so wie Gas bei einer rotierenden Wolke zu einer Scheibe gepresst wird.

Da die Masse eines schwarzen Loches den Schwarzschildradius bestimmt (alles andere in der Gleichung sind Konstanten) kann man aus der Masse den Schwarzschildradius bestimmen und umgekehrt. Weiterhin haben schwarze Löcher noch eine Temperatur und eine elektrische Ladung. Das war's, mehr gibt es über schwarze Löcher nicht zu sagen. Sie sind die einfachsten makroskopischen Körper die es gibt. Selbst zur Beschreibung eines Wasserstoffatoms braucht man mehr Parameter. Wie es im innern des schwarzen Loches aussieht, aus was für Materie es ursprünglich entstand, wie alt es ist - nichts davon kann man mehr außen wahrnehmen. Schwarze Löcher verlieren bei ihrer Entstehung rapide an Information, weitaus schneller und gründlicher als das Gedächtnis von Politikern.

Was passiert mit Materie die in ein schwarze Loch stürzt?

Sehr gerne werden schwarze Löcher für Zeitreisen benutzt. Denn in dem Maße wie man sich dem schwarzen Loch nähert beschleunigt man durch die Anziehungskraft. Dadurch vergeht die Zeit immer langsamer bis sie am Ereignishorizont still steht - Zumindest für einen Beobachter von außen. Er würde nie bemerken, dass ein Raumschiff in das schwarze Loch stürzt, denn dieses findet erst für ihn in unendlich ferner Zukunft statt. Für den, der auf das schwarze Loch stürzt sieht die Sache anders aus. Er passiert den Ereignishorizont innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde, würde aber bevor er dies tut alles was außen passiert in immer stärker beschleunigter Zeit wahrnehmen.

Sowjetische Wissenschaftler reden von "gefrorenen Sternen" anstatt von schwarzen Löchern. Der Grund: Dieselbe Zeitdehnung passiert auch mit der Materie aus der auch ein Schwarzes Loch entsteht. Sie kriecht immer langsamer auf den Ereignishorizont zu, wird diesen aber erst in unendlich langer Zeit passieren.

Doch Materie passiert auch etwas anderes. Es gibt noch die Gezeitenkräfte. Wir alle kennen Ebbe und Flut, die dadurch zustande kommen, das es eine Entfernungsdifferenz zwischen Mondzugewandter und abgewandter Erdseite gibt. Dieser Gezeiteneffekt wirkt auf jeden Körper. Er ist berechenbar nach

f =m1 * (GM/r1) - GM/r2)

Bei der Erde wirkt so auf einen Menschen eine Kraft von 4 × 10 -4 Newton. Auf einem weißen Zwerg von Sonnenmasse und 50.000 km Durchmesser wären es schon 0.27 N, also wie wenn man ein Gewicht von 270 g an die Füße gehängt bekommt. Auf der Oberfläche eines Neutronensternes mit 2 facher Sonnenmasse und 10 km Durchmesser sind es dagegen 5.57 × 1011 Newton! Wenn man davon ausgeht, dass ein Mensch von einem Gewicht von einer Tonne, dass an seinen Füßen hängt, in zwei Teile zerrissen wird, dann wird diese Grenze bei einem 4 Sonnenmassen schweren schwarzen Loch schon in 5182 km Entfernung erreicht, also lange bevor der Schwarzschildradius erreicht ist.

Die Gezeitenkräfte reichen bei stärker Annäherung aus jede Zelle zu zerreisen, ja sogar Moleküle. Bevor ein Körper an den Schwarzschildradius kommt wird er in Atome zerlegt. Damit scheiden Schwarze Löcher als Abkürzungen durch Raum und Zeit aus, auch wenn man bei rotierenden schwarzen Löchern durch die Abplattung des Schwarzschildradius eine Zone kennt in der ein Körper sehr stark in der Zeit verlangsamt wird, aber dem schwarzen Loch noch entkommen kann.

Weiterhin bedeuten schwarze Löcher einen Informationsverlust. Jeder Körper der in es fällt trägt Information: Parameter die man braucht um ihn zu beschreiben. Ist er einmal im schwarzen Loch so ist diese Information weg. Das einzige was davon übrig bleibt ist, dass das schwarze Loch etwas größer ist und seine Entropie (ein Maß für die Unordnung) dadurch etwas größer ist.

Bei großen Schwarzen Löchern sieht das Verschlucken etwas anders aus. Der Schwarzschildradius eines 1 Million Sonnenmassen schweren schwarzen Loches, wie es beispielsweise im Zentrum der Milchstraße existiert klingt bei 2.95 Millionen km. In einem solchen schwarzen Loch ist die Masse nicht unbedingt enorm dicht, sondern nur so dicht wie Gold. Ein Raumschiff und ein Mensch könnte den Schwarzschildradius bequem überschreiten, Er wäre trotzdem gefangen im schwarzen Loch. Diese Widersprüchlichkeit ergibt sich daraus, das der Schwarzschildradius linear mit der Masse wächst, die Dichte eines Körpers aber in der dritten Potenz. Ein Schwarzes Loch mit der Masse von 1 Milliarden Sonnen hat eine Dichte die kleiner als die von Gasen ist und wenn man unser Universum als schwarzes Loch nimmt so hat es einen Schwarzschildradius von 15.6 Mrd. Lichtjahren - passend zu den Altersbestimmungen die just dasselbe Alter für das Weltall vorhersagen: Wir leben in einem schwarzen Loch. Auch die Materie des Universums hat einen Ereignishorizont denn man nicht überschreiten kann. Es ist die Raumkrümmung des Universums.

Schwarze Löcher verdampfen

Steven Hawking entdeckte in den siebziger Jahren, dass schwarze Löcher nicht vollkommen schwarz sind. Man kennt von der Quantentheorie virtuelle Teilchen. Diese entstehen spontan als Teilchen-Antiteilchen Paar und vernichten sich nach kurzer Zeit wieder gegenseitig. Doch was passiert, wenn dies in der Nähe eines schwarzen Loches stattfindet? Hawking rechnete dies durch und es kam heraus, das ein Teilchen, wenn es am Schwarzschildradius entsteht, ins das schwarze Loch hineingezogen wird, das andere aber entkommen kann. Für einen äußeren Beobachter ist dies gleichbedeutend mit einer Strahlung die aus dem schwarzen Loch kommt. Ein Schwarzes Loch hat somit auch Temperatur, denn Strahlung ist ein Maß für die Temperatur.

Es zeigt sich das schon normale schwarze Löcher wie sie aus Sternen entstehen recht niedrige Temperaturen haben, nur wenige Millionstel Grad Kelvin. Dagegen hat das Universum derzeit eine Temperatur von knapp 3 Kelvin. In unserem derzeitigen Universum verlieren schwarze Löcher durch Strahlung also keine Energie sondern nehmen durch Absorption von Licht Energie auf. Große Schwarze Löcher sind noch kälter.

Doch das Universum wird sich abkühlen und irgendwann ist es kälter als schwarze Löcher. Nun fangen diese an zu verdampfen - Sprich die Strahlung die sie abgeben ist größer als die welche sie aufnehmen. Sie geben Energie ab und dadurch verlieren sie an Masse. Hawking bewies nun, das schwarze Löcher um so mehr Energie abgeben je kleiner sie sind. Das liegt daran, dass der Schwarzschildradius schrumpft und die Krümmung so steigt. Je stärker er aber gekrümmt ist desto wahrscheinlicher ist die Aufspaltung des virtuellen Teilchenpaars in reale Teilchen. Je kleiner schwarze Löcher werden, desto mehr Energie setzen sie frei, desto heißer werden sie, je kleiner werden sie - ein Teufelskreislauf. Sehr kleine schwarze Löcher mit der Masse von Bergen oder Asteroiden sollten massiv energiereiche Strahlung freisetzen und zum Schluss in einer Explosion verpuffen. Vielleicht sind dies die "weißen Löcher" die oft als Gegenstück zu den schwarzen Löchern prognostiziert werden und nicht Materie schlucken, sondern ausspeien.

Doch bis alle schwarzen Löcher verdampft sind, dauert es noch eine Weile: Nach 10 67 Jahre für schwarze Löcher die aus Sternen entstehen und Nach 10 100 Jahre für die größten im Inneren von Galaxien. Siehe auch meinen Aufsatz über die Zukunft der Erde und des Weltalls.

Hawking entdeckte aber noch mehr. Seiner Ansicht nach sollten bei Urknall Bedingungen geherrscht haben, bei denen Ansammlungen von Energien auf so kleinem Raum sich bildeten, dass Sie Mini-Schwarze Löcher bilden könnten. Diese wären sehr viel kleiner als die bisherigen und viele kleine wären in der Vergangenheit schon verdampft. Derzeit müssten schwarze Löcher mit einer Anfangsmasse eines Asteroiden verdampfen.

Während man davon ausgeht, dass schwarze Löcher verdampfen können, ist die Existenz solcher Mini Schwarzer Löcher jedoch derzeit noch nicht bewiesen. Hawking hofft jedoch das man eines entdeckt, denn dann bekäme er den Nobelpreis.

Ein Schwarzes Loch - Alles verschlingend?

Wenn man populärwissenschaftliche Sendungen ansieht, so wird ein Schwarzes Loch immer als eine Art Riesenstaubsauger dargestellt, der alles verschlingt. Dieses Bild muss man in einigen Punkten korrigieren. Nehmen wir zuerst einmal schwarze Löcher die aus Sternen entstehen. Deren Anziehungskraft ist nicht größer als die der Sterne aus denen sie entstanden. Das bedeutet, dass Materie genauso entkommen kann, wie es einem Stern entkommen kann. Richtig stark wird die Anziehungskraft nur wenn man sich dem schwarzen Loch sehr stark nähert. Unsere Sonne hat z.B. einen Radius von 696000 km, als schwarzes Loch hätte sie einen Radius von 2953 m. Wenn also Materie bei der Sonne irgendwann einmal auf deren Oberfläche stürzt, so kann sie sich dem schwarzen Loch viel mehr nähern und erhitzt sich stärker. Sie strahlt dadurch Gamma und Röntgenstrahlung aus, doch das hat nichts mit der Anziehungskraft als solches zu tun. Eine stabile Umlaufbahn wie die der Erde wäre auch bei einem schwarzen Loch stabil.

Man findet solche Röntgenstrahlenemissionen z.B. in engen Doppelsternsystemen. Der Massereichere der beiden wird als erstes sein Leben beenden und zum Schwarzen Loch, wobei er vorher Masse an seinen Partner abgibt (da er sich ausdehnt und so Bereiche seiner Hülle in die Anziehungskraft des Partners geraten). Irgendwann ist auch der Partner am Ende des Lebens, er dehnt sich aus und Gas strömt zum schwarzen Loch. Doch die gleichen Phänomene findet man auch bei Neutronensternen und weißen Zwergen, nur sind hier die Emissionen der aufgeheizten Materie in einem anderen Spektralbereich, bei weißen Zwergen z.B. optisch beobachtbar.

Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien sind heute sehr ruhig. Die aktive Phase dieser Systeme war in der Jugend der Galaxien, als es um das Zentrum sehr viel Gas und Materie gab. Heute haben die meisten Sterne stabile Bahnen und der Materienachschub bleibt weitgehend aus.

Die Zukunft des Weltalls - ein schwarzes Loch?

Noch weiß man nicht wie sich das Weltall entwickeln wird. Vereinfacht gesagt hat das Weltall beim Urknall einen "Anfangsschwung" erhalten, der nun von der Gravitation abgebremst wird. Ähnlich wie bei der Fluchtgeschwindigkeit gibt es auch hier eine kritische Größe, bei der die Gravitation der Materie im Universum die Ausdehnung abbremsen kann. Diese Größe ist die gesamte Masse des Universums und wird kritische Dichte genannt. Leider kennen wir die kritische Dichte nicht besonders gut. Das liegt daran, dass man aus Beobachtungen schlussfolgert, dass es neben der Materie die als leuchtende Sterne zu sehen ist auch sehr große Mengen an dunkler Materie geben muss, die weil wir sie nicht sehen können nicht genau in ihrer Masse bestimmen können.

Doch wenn irgendwann einmal das Universum wieder kontrahieren wird, dann sind die Schwarzen Löcher die Nutznießer. Sie haben sich wahrscheinlich bis dahin schon viel Materie eingeleibt, so werden die schwarzen Löcher im innern von Galaxien langsam aber sicher anwachsen. Nun wenn die Materie näher zusammenrückt verschlucken sie nach und nach immer mehr Sterne und Galaxien. In der Schlussphase des Kollaps kommen sich die schwarzen Löcher auch nähern und verschmelzen, so das kurz vor dem Kollaps das ganze Universum aus einem einzigen schwarzen Loch besteht, bis auch dieses zu einer Singularität schrumpft.



© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
Sitemap Kontakt Neues Hier werben Bücher vom Autor Top 99