Lange Zeit schien es, dass mysteriöse Schwarze Löcher ausschließlich in den Köpfen der theoretischen Physiker existierten. Dank der Errungenschaften der modernen Wissenschaft ist jetzt klar geworden: Sie existieren wirklich. Am 14. September 2015 schwangen Gravitationswellen erstmals in amerikanischen LIGO-Detektoren Raum-Zeit. Der von Albert Einstein (1879–1955) vor 100 Jahren vorhergesagte Beweis der Wellen der Raumzeit ist gleichzeitig ein experimenteller Beweis für die physikalische Existenz von Schwarzen Löchern.
Das erste gemessene Signal GW150914 entstand aus zwei Schwarzen Löchern mit 36 und 29 Sonnenmassen, die sich einst in Form eines Doppelsternsystems umgaben, bis sie schließlich zu einem Objekt mit 62 Sonnenmassen verschmolzen.
Einige Monate später zeichneten die Forscher Gravitationswellen von der Quelle GW151226 aus einem ähnlichen System auf. Diese Ereignisse schockierten die Struktur der Raumzeit enorm. Und auf beeindruckende Weise bestätigten sie die Existenz dieses unbekannten kosmischen Monsters.
Aber was ist dem einfachen Mann über Schwarze Löcher bekannt? Nur ein paar Fakten, die einmal im Schulastronomieunterricht gelernt wurden. Versuchen wir, diese Wissenslücke auszugleichen. Vorstellung der 10 interessantesten Fakten über Schwarze Löcher im Weltraum.
10. Kann unendlich groß sein
Übergroße Schwarze Löcher können 105 bis 1010 Sonnenmassen erreichen. Es ist noch unklar, wie sie entstanden sind und sich entwickelt haben. Forscher vermuten, dass es in fast jedem Zentrum der Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch gibt.
Zu dieser Kategorie gehört auch das Schwarze Loch, das sich im Zentrum der Milchstraße befindet, mit 3,6 Millionen Sonnenmassen. Wenn ein Schwarzes Loch von einer rotierenden Gasstaubscheibe umgeben ist, kann sich die Materie erwärmen und sehr hell zu leuchten beginnen. Solche Phänomene werden Seyfert-Galaxien oder Quasare genannt.
9. Sie sind kaum wahrnehmbar
Schwarze Löcher sind schwer zu finden, da sie kein Licht emittieren. Durchgehende Lichtstrahlen weichen aufgrund der enormen Schwerkraft von ihrer Umlaufbahn ab. Es gibt auch Schwarze Löcher, die „schlafen“ und nur dann aktiv werden, wenn sich die Materie nähert.
Da Schwarze Löcher das gesamte Licht absorbieren, wie es viele glänzende Weltraumobjekte am Himmel tun, können Astronomen sie nicht direkt bestimmen. Es gibt jedoch einige Schlüssel, die das Vorhandensein eines Schwarzen Lochs anzeigen.
Einerseits zieht die starke Schwerkraft eines Schwarzen Lochs alle umgebenden Objekte an. Astronomen verwenden diese unregelmäßigen Bewegungen, um auf die Anwesenheit eines unsichtbaren Monsters zu schließen, das sich in der Nähe versteckt.
Oder Objekte können sich um ein Schwarzes Loch drehen, und Astronomen können nach Sternen suchen, die sich überhaupt nicht zu bewegen scheinen, um einen wahrscheinlichen Kandidaten für den Titel des Schwarzen Lochs zu finden. So identifizierten Astronomen Ende der 2000er Jahre Schütze A als Schwarzes Loch.
8. Schwarze Löcher - riesige Staubsauger
Einige Wissenschaftler nennen Schwarze Löcher riesige Materiecluster auf sehr kleinem Raum. Sie erkennen das auch an Schwarze Löcher wirken wie ein superstarker Weltraumstaubsauger.
Sie ziehen Materie an und absorbieren sie dann gnadenlos wie eine fleischfressende Pflanze in einer tiefen Öffnung. Sie fangen auch Sterne, wenn sie in die Anziehungszone eines solchen Schwarzen Lochs fallen. In diesem Fall dreht sich die Sternmaterie um ein Schwarzes Loch, erwärmt sich und leuchtet hell, bevor sie darin verschwindet.
Im Jahr 2010 beobachteten Forscher mit einem Teleskop, wie ein riesiges Schwarzes Loch buchstäblich einen Stern riss.
7. Zeit beeinflussen
Nach Einsteins Relativitätstheorie verläuft die Zeit für verschiedene Beobachter unterschiedlich. Bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit fließt die Zeit für einen sich bewegenden Körper langsamer. Das heißt, die Lichtgeschwindigkeit ist ein absoluter Wert, dessen Erreichung unrealistisch ist, und die Zeit ist immer relativ.
Einstein kam einmal zu dem Schluss, dass die Schwerkraft als Ergebnis der Krümmung der Raumzeit auftritt. Er nannte eine solche Regelmäßigkeit die allgemeine Relativitätstheorie. In der gekrümmten Raumzeit bewegen sich alle Elemente auf dem kürzesten Weg.
Die allgemeine Relativitätstheorie legt nahe, dass die Geschwindigkeit der Zeit direkt vom Gravitationsfeld abhängt.
Schwarze Löcher haben eine so große Masse, dass sie die Raumzeit so biegen, dass darin ein bodenloses Versagen auftritt. Daher ist die Rückkehr dort bereits unrealistisch.
6. Wirf Materie in den Weltraum
Schwarze Löcher sind auch eine Art Allesfresser, die oft ihren Standort preisgeben. Wenn sie umgebende Sterne anziehen, überhitzen ihre starken Gravitations- und Magnetkräfte das einfallende Gas und den Staub und lassen sie Strahlung ausstrahlen. Ein Teil dieser leuchtenden Materie umfasst ein Schwarzes Loch in einem wirbelnden Bereich, der als Akkretionsscheibe bezeichnet wird.
Gleichzeitig bleibt Materie, die in ein Schwarzes Loch zu fallen beginnt, nicht unbedingt dort. Schwarze Löcher können manchmal fallenden Sternenstaub werfenes in eine Art mächtiges Strahlungsrauschen verwandeln.
5. Nicht Trichter, sondern Kugeln
In den meisten Lehrbüchern und Handbüchern der Astronomie werden Schwarze Löcher als Trichter dargestellt. Dies liegt daran, dass sie aus der Sicht des Gravitationsbohrlochs gezeigt werden. Tatsächlich Schwarze Löcher ähneln in ihrer Form einer Kugel.
4. Warum sind schwarz
Trotz der Tatsache, dass das Schwarze Loch keine Rolle spielt, hat es eine Oberfläche - den „Ereignishorizont“. In gewissem Sinne ist dies ein Begrenzer, durch den nichts nach außen eindringen kann - weder ein Funksignal noch Lichtpartikel, die sich mit großer Geschwindigkeit drehen. Von hier kam das Wort "schwarz".
3. Die Gesetze der Physik gelten im Zentrum nicht
Wenn sich ein Schwarzes Loch dreht, ist sein Ereignishorizont leicht deformiert. Die Raumzeit seiner unmittelbaren Umgebung und die dort vorhandene Materie drehen sich jedoch mit ihr. Dieser Einflussbereich des Schwarzen Lochs wird als Ergosphäre bezeichnet und hat die Form eines Ellipsoids. Materie, die einmal von außen in sie eingedrungen ist, taucht nicht unbedingt direkt in die Raum-Zeit-Falle ein, sondern dreht sich zuerst mit.
2. Kein einziges Schwarzes Loch ist wie die anderen
Die supermassiven Schwarzen Löcher, die von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt werden, können Massen haben, die Milliarden von Sonnen entsprechen; Diese Weltraummonster verstecken sich wahrscheinlich in den Zentren der meisten Galaxien.
Die Milchstraße enthält ihr supermassereiches Schwarzes Loch in der Mitte, bekannt als Schütze A, das mehr als vier Millionen Mal so massereich ist wie unsere Sonne.
Die winzigen Mitglieder der Familie der Schwarzen Löcher sind immer noch theoretisch. Diese kleinen Wirbelstürme der Dunkelheit könnten bald nach der Entstehung des Universums infolge eines Urknalls vor etwa 13,7 Milliarden Jahren zum Leben erweckt und dann schnell verdunstet werden.
Astronomen vermuten auch, dass es im Universum eine Klasse von Objekten gibt, die als mittelgroße Schwarze Löcher bezeichnet werden, obwohl der Nachweis ihrer Existenz immer noch umstritten ist.
1. Eröffnet von John Wheeler
John Archibald Wheeler prägte 1967 den Begriff „Schwarzes Loch“. Zuvor hatte sich der "Vater" der Relativitätstheorie Albert Einstein bereits mit Schwarzen Löchern befasst. Schwarze Löcher sind seiner Meinung nach Orte der Raumzeit, die so stark gekrümmt sind, dass Licht nicht passieren kann, ohne absorbiert zu werden.
1982 wurde das erste große Loch außerhalb unserer Galaxie in der Großen Magellanschen Wolke in einer Entfernung von etwa 150.000 Lichtjahren entdeckt.