Schwarzes Loch Wiki -Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, dessen Masse in einem sehr kleinen Bereich konzentriert ist und in seiner unmittelbaren Umgebung eine so starke Gravitation erzeugt, dass selbst Licht es nicht verlassen oder durchdringen kann. Der Ereignishorizont ist die äußerste Grenze des Gebiets. Nichts, keine Information, keine Strahlung und schon gar keine Materie, kann einen Ereignishorizont von innen nach außen überschreiten.
Die allgemeine Relativitätstheorie demonstriert entscheidend, dass ein „Weg nach außen“ durch eine zu starke Krümmung der Raumzeit nicht mehr denkbar ist. Es gibt verschiedene Arten von Schwarzen Löchern, jedes mit seinem eigenen Entwicklungsmechanismus. Am einfachsten zu verstehen sind stellare Schwarze Löcher, die entstehen, nachdem ein Stern einer bestimmten Größe seinen Kernbrennstoff aufgebraucht hat und zusammenbricht.
Der Kern kollabiert dann unter seiner Gravitationsbelastung zu einem unglaublich kompakten Körper, während die äußeren Hüllen in einer Supernova freigesetzt werden. Der Ereignishorizont eines hypothetischen Schwarzen Lochs mit der Masse der Sonne hätte nur einen Durchmesser von etwa sechs Kilometern oder das 230.000-fache des heutigen Sonnendurchmessers. Supermassereiche Schwarze Löcher, die millionen- bis milliardenfach die Masse unserer Sonne haben und im Zentrum von Galaxien zu finden sind, spielen eine wichtige Rolle in ihrer Entwicklung.
Ein Schwarzes Loch verhält sich außerhalb des Ereignishorizonts wie ein normaler Massenkörper und kann von anderen Himmelskörpern auf stabilen Umlaufbahnen umkreist werden. Der Ereignishorizont erscheint von außen als völlig schwarzes und undurchdringliches Objekt, der Bereich dahinter wie durch eine optische Linse verzerrt. John Archibald Wheeler entwickelte 1967 den Begriff „Schwarzes Loch“.
Damals galt die Existenz von Schwarzen Löchern, die bisher nur theoretisch beschrieben worden waren, als ziemlich wahrscheinlich, musste aber noch durch Beobachtungen bewiesen werden. Seitdem wurden zahlreiche Beispiele für Effekte von Schwarzen Löchern entdeckt, wie etwa B.s Infrarotbeobachtungen des supermassiven Schwarzen Lochs Sagittarius A* im Herzen der Milchstraße im Jahr 1992.
LIGO beobachtete 2016 die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher durch Gravitationswellen, und 2019 wurde eine radioteleskopische Verschmelzung erreicht. Das Event Horizon Telescope nahm ein Bild des supermassereichen Schwarzen Lochs M87* im Herzen der Galaxie M87 auf. Das Event Horizon Telescope konnte 2022 das Schwarze Loch Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße abbilden.
Für ihre Arbeiten zu Schwarzen Löchern wurden die Physiker Roger Penrose, Reinhard Genzel und Andrea Ghez 2020 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. „Ein Körper, der aus unendlicher Höhe auf eine Kugel mit der gleichen Dichte fällt, wie sie die Sonne an ihrer erreicht hätte Oberfläche eine Geschwindigkeit, die größer ist als die des Lichts, vorausgesetzt, dass Licht von derselben Kraft proportional zu seiner Vis-Trägheit angezogen wird.
Im Vergleich zu anderen Körpern wird alles Licht, das von einem solchen Körper ausgestrahlt wird, durch seine eigene Schwerkraft gezwungen, zu ihm zurückzukehren. Dies setzt voraus, dass Licht, wie schwere Objekte, von der Schwerkraft gesteuert wird. „Ein Körper, der aus unendlicher Höhe auf ihn zufällt, hätte auf seiner Oberfläche eine Geschwindigkeit erreicht, die schneller ist als die Lichtgeschwindigkeit, wenn der Radius einer Kugel mit der gleichen Dichte wie die Sonne den der Sonne im Verhältnis 500 zu 1 übersteigt.
Infolgedessen würde jedes von einem solchen Körper emittierte Licht unter seiner eigenen Gravitationsanziehung zu ihm zurückkehren, vorausgesetzt, dass Licht von derselben Kraft angezogen wird, die proportional zu seiner Masse ist wie andere Körper. Dies basiert auf der Prämisse, dass Licht, wie schwere Objekte, von der Schwerkraft beeinflusst wird.
– Michael Michell Nachdem Albert Einstein 1915 die Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie formuliert hatte, schlug der deutsche Astronom Karl Schwarzschild 1916 die Schwarzschild-Metrik vor, die dem Gravitationsfeld einer Punktmasse entspricht. Mit der Schwarzschild-Lösung werden Größe und Verhalten eines nicht rotierenden und nicht elektrisch geladenen statischen Schwarzen Lochs beschrieben.
Kein Lichtstrahl könnte von der Sonnenoberfläche entweichen, wenn seine Masse in eine Kugel mit einem Radius von nur drei Kilometern gequetscht würde. Die Masse unseres Planeten würde nur ausreichen, um ein Schwarzes Loch mit einem Radius von weniger als einem Zentimeter zu erzeugen. In den 1950er Jahren wurde anhand der Kruskal-Szekeres-Koordinaten analytisch bewiesen, dass ein externer Beobachter, der Zeuge eines internen Beobachters wird, der auf das Schwarze Loch zurast, glauben muss, dass sich der interne Beobachter nur asymptotisch dem Ereignishorizont nähert.
obwohl durch häufiges Senden Signale immer langsamer ankommen Der innere Beobachter hingegen passiert den Ereignishorizont bald ohne etwas zu erleben, obwohl er nicht mehr umkehren kann und seine Signale den nicht mehr erreichen können äußerer Beobachter. Die Singularität wird sich sehr bald dem inneren Beobachter anschließen.
Subrahmanyan Chandrasekhar, ein indischer Astrophysiker, zeigte Ende der 1920er Jahre, dass für ein astrophysikalisches Objekt ohne nukleare Prozesse eine begrenzende Masse existiert, die als Chandrasekhar-Grenze bekannt ist. Objekte mit einer größeren Masse kollidieren wie erwartet mit Neutronensternen oder Schwarzen Löchern und nicht mit Weißen Zwergen. Die Arbeit von Chandrasekhar löste eine Debatte mit dem Astronomen Arthur Eddington aus.
Ersteres behauptete, dass Sterne mitMassen über einem bestimmten Schwellenwert könnten zu Objekten mit ausreichender Schwerkraft kollabieren, um elektromagnetische Wellen einzufangen. Eddington hingegen sagte voraus, dass ein Mechanismus den Zusammenbruch verhindern würde. 1939 bewiesen Robert Oppenheimer, Robert Serber und George Michael Volkoff anhand von Modellrechnungen, dass beim Kollaps eines großen Sterns ein Schwarzes Loch entstehen würde.
