Als Schwarzes Loch bezeichnet man ein astronomisches Objekt, das aufgrund seines starken Gravitationsfeldes die Raumzeit so stark krümmt, dass weder Materie noch Licht oder Information aus dieser Region nach außen gelangen können. Die Grenze dieses Bereiches heißt Ereignishorizont. Auch im Zentrum der Milchstraße wird ein Schwarzes Loch vermutet. Wir fallen nicht hinein, da wir uns um dieses Zentrum herumbewegen.

Heutzutage wissen wir mit Sicherheit, das schwarze Löcher existieren, da wir ihre Auswirkungen messen können, und sie auch beobachten können. Allein in unserer Milchstraße gibt es Unmengen an schwarzen Löchern, vorallem im Zentrum der Galaxie.

Wikipedia Stichworte: Schwarzes Loch, Gravitationsfeld, Raumzeit, Universum

Der Ausdruck „Schwarzes Loch“, 1967 von John Archibald Wheeler geprägt, verweist auf den Umstand, dass auch Elektromagnetische Wellen, wie etwa Licht, aus dem Bereich nicht entweichen können und es einem menschlichen Auge daher schwarz erscheinen würde.

Die Anziehungskraft in der Nähe eines Schwarzen Loches ist so hoch, dass die Fluchtgeschwindigkeit, die ein Körper aufbringen müsste, um das Gravitationsfeld dieses Objekts zu überwinden, größer als die Lichtgeschwindigkeit wäre. Laut der Speziellen Relativitätstheorie ist das Überschreiten der Vakuumlichtgeschwindigkeit nicht möglich. Das bedeutet, dass nichts, also auch kein Licht, das Gravitationsfeld dieses Objekts überwinden kann.

Die Größe eines nichtrotierenden Schwarzen Lochs wird durch den Schwarzschildradius angegeben, der proportional zur Masse des Loches ist. Weder Teilchen noch elektromagnetischer Strahlung innerhalb dieses Umkreises ist es möglich, diesen zu verlassen. Neue Überlegungen haben allerdings gezeigt, dass Schwarze Löcher Energie (und damit Masse) in Form von Hawking-Strahlung abgeben.

Der Schwarzschildradius für ein Schwarzes Loch von einer Sonnenmasse beträgt 2, 9 km, für ein Objekt der Erdmasse 9 Millimeter. Um ein Schwarzes Loch dieser Größe zu erzeugen, müsste also die gesamte Masse der Erde auf einen so kleinen Raum komprimiert werden.

Die Dichte, bis zu der Materie komprimiert werden muss, um durch ihre Gravitationskraft zu einem Schwarzen Loch zu kollabieren, ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Masse. Objekte mit weniger als etwa 1, 5 Sonnenmassen können nicht durch einen Gravitationskollaps zu einem Schwarzen Loch kollabieren, da die abstoßenden Quantenkräfte einen Kollaps verhindern.

Eine direkte Beobachtung von Schwarzen Löchern ist problematisch, da sie selbst keine Strahlung abgeben. Die um Schwarze Löcher erwarteten Akkretionsscheiben sollten allerdings klar erkennbare Strahlung abgeben.

Die hohe Leuchtkraft der so genannten Quasare, weit entfernter, sehr leuchtstarker Galaxien, wird auf Strahlung zurückgeführt, die Materie beim Sturz in ein Schwarzes Loch abgibt oder die entsteht, wenn die Materie selbst in Energie umgewandelt wird.

Mit der Entwicklung von Gravitationsteleskopen könnte es in ferner Zukunft möglich werden, die Geburt Schwarzer Löcher zu beobachten.

Entstehung schwarzer Löcher

Stellare Schwarze Löcher stellen den Endzustand der Entwicklung massereicher Sterne dar. Massearme Sterne bis zu ca. 1, 4 Sonnenmassen beenden ihr Leben als vergleichsweise unspektakulär auskühlender Sternenrest (Weißer Zwerg). Sterne ab ca. der acht- bis zehnfachen Masse unserer Sonne (Blaue Riesen) explodieren am Ende ihres Lebens als Typ-II-Supernova, wobei der übrig bleibende Sternenrest zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Aus diesem Prozess entstehende Schwarze Löcher haben etwa die acht- bis 15-fache Masse unserer Sonne, je nachdem, wie viel Material der äußeren Sternhülle bei der Explosion „weggesprengt“ wird. Sterne, deren Massen zwischen diesen beiden Extremen liegen, stoßen ebenfalls ihre Hülle ab und kollabieren, wenn nicht mehr genügend Kernbrennstoff vorhanden ist. Ihre Masse genügt jedoch nicht, ein Schwarzes Loch zu erzeugen, sondern sie enden als Neutronenstern.

Also ein schwarzes Loch, eine Krümmung in der Raumzeit, entsteht  wenn die Masse so stark verdichtet wird, dass die Gegenkräfte nicht mehr ausreichen, um die Gravitationskraft auszugleichen, und die Masse fällt in sich zusammen

Diesen Vorgang können wir wie gesagt messen und nachweisen, wobei für den Beobachter dieser Prozess des Gravitationskollaps mit der Zeit immer langsamer erscheint, eben aufgrund der Raumzeit-Verzerrung.

Mittelschwere Schwarze Löcher sind möglicherweise die Folge von Sternenkollisionen.

Man geht heute davon aus, dass viele Spiralgalaxien, unsere eigene Milchstraße eingeschlossen, in ihrem Zentrum ein supermassives (millionen- bis milliardenfache Sonnenmasse) Schwarzes Loch haben. Ihre Entstehung ist Gegenstand aktueller Forschung.

1. Video

Alpha Centauri: Fressen schwarze Löcher Sterne?

http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=041027.rm

2. Video

Alpha Centauri: Gibt es ein Schwarzes Loch im Galaktischen Zentrum?

http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=060510.rm

3. Video

Alpha Centauri: Rotieren schwarze Löcher?

http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=050216.rm

Ein informatives Video:
http://www.youtube.com/watch?v=LKann3gNIN4