Schwarze Löcher: Das Geheimnis der Raumzeit im Universum

Eigenschaften und Zusammensetzung Schwarzer Löcher

Schwarze Löcher variieren in ihrer Größe und können dabei die millionen- oder milliardenfache Masse der Sonne haben. Damit besitzen sie eine enorme Schwerkraft (Gravitation).

Quielle: ESA - Schwarzes Loch

Schwarze Löcher werden nach Entstehung und Masse in folgende Klassen eingeteilt: Supermassereiches Schwarzes Loch (millionen- bis milliardenfache Sonnenmasse), Mittelschweres Schwarzes Loch (einige hundert bis wenige tausend Sonnenmassen), Stellares Schwarzes Loch (mindestens drei Sonnenmassen) und Primordiales Schwarzes Loch (kleinere Massen).

Masse, Drehimpuls und elektrische Ladung beschreiben die physikalischen Eigenschaften von Schwarzen Löchern. Der berühmte Physiker Stephen Hawking veröffentlichte 1974 die Theorie, dass Schwarze Löcher eine Strahlung abgeben, die Hawking-Strahlung.

Supermassive Schwarze Löcher sorgen darüber hinaus für Aktivität bei aktiven und auch alten Galaxien (Quasare). Quasare können dabei vergleichsweise sehr hell leuchten.

Quelle: NASA - Schwarzes Loch

Schwarze Löcher können zudem rotieren, d.h. sich aus eigenem Antrieb drehen. Dabei wird die Raumzeit nicht nur gekrümmt, sondern durch die Rotation auch mitgerissen. Sogenannte ruhende Schwarze Löcher krümmen indes die Raumzeit.

Eine Verschmelzung von Schwarzen Löchern - denkbar zum Beispiel bei einer Kollision von Galaxien - ist ebenfalls möglich und wurde erstmalig im Jahr 2015 nachgewiesen, in dem die dadurch erzeugte Gravitationswelle gemessen wurde.

Fallen Objekte in ein Schwarzes Loch oder kommen ihm zu nahe, werden sie durch die Schwerkraft, die insbesondere am Rande des Lochs sehr hoch ist, bis zum Zerreißen gedehnt.

Quelle: ESA - Schwarzes Loch

Dieser Ort wird in der Wissenschaft auch als Ereignishorizont bezeichnet. Es handelt sich dabei um einen „point of no return“. Auch das Licht kann hier nicht mehr entkommen und wird aufgesogen.

Raum und Zeit, so wie wir es kennen, existieren innerhalb eines Schwarzen Loches nicht mehr - alles verschwimmt und die Raumzeit ist verformt (Raumzeitkrümmung).

Nach der Theorie bleibt die hineinfallende Materie erhalten, sodass sich die Dichte des Schwarzen Lochs weiter erhöht. Im Zentrum des Schwarzen Loches ist die Krümmung der Raumzeit unendlich groß (physikalische Singularität). Hier versagen dann auch die Gleichungen der Relativitätstheorie.  

Eine einmal verschlungene Materie oder eingesaugtes Licht kann aus dem Schwarzen Loch nicht wieder hinausgelangen. Man spricht vom Zustand der Singularität.

Quelle: NASA - Schwarzes Loch

Daher kommt auch der Begriff Schwarzes Loch. Schwarz steht hier für kein Licht und Loch für kein Herauskommen. Die Distanz des Ereignishorizontes von der Singularität nennt man dabei Schwarzschildradius.

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