Schwarze Löcher sind keine bösen kosmischen Staubsauger und andere Missverständnisse


Schwarze Löcher können oft missverstanden werden. Oder mit etwas Bösem verwechselt.

Was sind sie eigentlich? Sie sind äußerst faszinierende Objekte im Weltraum, Orte, an denen Materie zu einem äußerst kompakten Bereich zusammengepresst wurde. Wenn die Erde (hypothetisch) in ein Schwarzes Loch zerquetscht würde, hätte es einen Durchmesser von weniger als einem Zoll. Dennoch wäre das Objekt immer noch extrem massiv, da es die gesamte Masse unseres Planeten enthalten würde.

Das Ergebnis? Ein Ort mit einer so starken Anziehungskraft, dass nicht einmal Licht entkommen kann. (Dinge mit mehr Masse haben eine stärkere Anziehungskraft.)

Dies kann Schwarze Löcher wie allmächtige, schreckliche Objekte erscheinen lassen, mit einer unersättlichen Nahrung für Sterne und Planeten. Aber das ist nicht so. Sie sind keine Bedrohungen im Kosmos. Wie die Astrophysikerin Misty Bentz gegenüber Mashable nach dem ersten jemals aufgenommenen Bild eines Schwarzen Lochs sagte: „Wir neigen dazu, diese Dinge zu vermenschlichen. Aber wirklich, Schwarze Löcher sind nicht böse, gemein oder beängstigend sind.“

Im Folgenden sprechen wir Missverständnisse über Schwarze Löcher an, darunter Sagittarius A*, das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße. Astronomen haben kürzlich ein beispielloses Bild dieses kosmischen Ungetüms aufgenommen.

ein schwarzes Loch

Eine Illustration der NASA, die die superheiße Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch zeigt. Ebenfalls zu sehen ist ein Energiestrahl, der von Materie außerhalb des Schwarzen Lochs freigesetzt wird.
Bildnachweis: NASA

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Sehen Sie das supermassereiche Schwarze Loch der Milchstraße auf dem allerersten Foto


Schwarze Löcher haben keine besonderen Gravitationskräfte

Nichts, was wir wissen, kann aus einem Schwarzen Loch entkommen. Etwas müsste sich schneller als Lichtgeschwindigkeit bewegen – in etwa einer Sekunde von der Erde zum Mond reisen – ausbrechen. Das könnte den Anschein erwecken, als hätten Schwarze Löcher eine übermäßige Gravitationskraft. Aber genau das ist nicht der Fall.

„Die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs hat nichts Außergewöhnliches“, sagte Douglas Gobeille, ein Astrophysiker und Erforscher von Schwarzen Löchern an der University of Rhode Island, gegenüber Mashable.

Wenn die Sonne durch ein Schwarzes Loch mit der gleichen Masse ersetzt würde, würden die meisten Planeten ihre Bewegung um die Sonne so fortsetzen, wie sie es jetzt tun, wobei nur die nächsten Planeten einige bemerken würden Gezeitenkräfte aus dem Schwarzen Loch. Und wenn die Erde durch ein Schwarzes Loch gleicher Masse ersetzt würde, würde sich auch die Umlaufbahn des Mondes kaum ändern. Das liegt daran, dass die Masse, um die sie kreisen, gleich bleibt.

Aber die Situation ändert sich wenn sich etwas nähert ein Schwarzes Loch („nah“ ist relativ und hängt von der Größe des Schwarzen Lochs ab). Das Einzigartige an Schwarzen Löchern ist, wie nah etwas kommen kann zur Gesamtheit eines so intensiv kompakten, massiven Objekts. Wenn Sie irgendwie die Oberfläche der Sonne besucht hätten, wären Sie immer noch nicht unmittelbar neben einem Objekt mit fast der Dichte eines Schwarzen Lochs. Für supermassereiche Schwarze Löcher, die millionen- bis milliardenfach massereicher sind als die Sonne, „relativ nah“ könnte 100 Millionen Meilen entfernt bedeuten.

„Sie würden eine außergewöhnliche Schwerkraft spüren, wenn Sie sich einem Schwarzen Loch nähern würden“, sagte Gobeille.

das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße

Das erste Bild von Sagittarius A*, dem Schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie.
Bildnachweis: Event Horizon Telescope Collaboration

Schwarze Löcher saugen nicht unerbittlich alles auf

Nur weil Schwarze Löcher eine starke Anziehungskraft auf vorbeiziehende Objekte ausüben können, heißt das noch lange nicht, dass Schwarze Löcher da draußen Dinge im Kosmos „aufsaugen“.

„Einige Leute stellen sich vor, sie seien Hoovers [vacuum cleaners] am Himmel“, sagte Jean Creighton, ein Astronom und Direktor des Manfred Olson Planetariums an der University of Wisconsin-Milwaukee, gegenüber Mashable. „Das stimmt natürlich nicht.“ Die Milchstraße würde ständig neue Sterne einatmen, was sie zu unserem Glück nicht tut: „Das sind keine Staubsauger, sonst wären wir in einem“, stimmte Gobeille zu.

Aber Materie oder Licht, die in der Nähe vorbeiziehen, können um ein Schwarzes Loch gezogen werden. Doch nur eine kleine Menge dieses Zeugs fällt tatsächlich in ein Schwarzes Loch und wird „verbraucht“, um nie wieder zurückzukehren.

„Schwarze Löcher sind schrecklich darin, Dinge zu fressen. Sie sind bekanntermaßen wählerische Esser“, sagte Gobeille.

Schwarze Löcher sind schrecklich darin, Dinge zu fressen.

Wenn sich Materie jedoch einem Schwarzen Loch nähert, wird es intensiv. Objekte wie Sterne sind buchstäblich auseinander gestreckt oder „spaghettifiziert“ durch Gravitationszerren. Dieses Material sammelt sich in einem Ring, der sogenannten Akkretionsscheibe, in der sich das Material schnell dreht und auf Millionen von Grad überhitzt wird. (Eine heiße Akkretionsscheibe ermöglichte es Astronomen, das allererste Schwarze Loch abzubilden; die Scheibe enthüllte das Schwarze Loch.) Schließlich windet sich ein Teil dieses angesammelten Materials in das Schwarze Loch, aber ein Großteil davon wird wieder in den Weltraum gespuckt: Die Die natürliche Bewegung der schnellen, rotierenden Scheibe wirft Material aus.

Es ist sicherlich eine chaotische Speisesituation. „Es ist ziemlich schwierig für Schwarze Löcher, sich effizient zu ernähren“, erklärte Gobeille. Nur etwa ein Prozent der kosmischen Materie, die um das supermassereiche Schwarze Loch Sagittarius A* der Milchstraße gezogen wird, fällt tatsächlich hinein, stellt die NASA fest.

Aber wenn etwas in ein Schwarzes Loch fällt, bedeutet das, dass es einen Punkt ohne Wiederkehr passiert hat, der als „Ereignishorizont“ bezeichnet wird. „Das ist der letzte Punkt“, sagte Marco Ajello, ein Astrophysiker an der Clemson University, der supermassereiche Schwarze Löcher und Galaxien erforscht, gegenüber Mashable. Hypothetisch, erklärte er, könne eine Person auch außerhalb des Ereignishorizonts noch eine Taschenlampe benutzen. Aber sobald sie hinüber sind, kann dieses Licht nicht zurück ins Universum entweichen.

„Die meisten Schwarzen Löcher sitzen still da.“

Die Mehrheit der Schwarzen Löcher frisst jedoch nichts aktiv. Das liegt daran, dass sie nichts suchen oder irgendetwas einsaugen. Im Vergleich zu den Galaxien, die sie besetzen, nehmen selbst supermassereiche Schwarze Löcher winzige Räume ein. Die Dinge müssen vorbeiziehen.

„Die meisten Schwarzen Löcher sitzen still da“, erklärte Ajello.

Schwarze Löcher sind nicht gerade Löcher – oder doch?

Schwarze Löcher enthalten eindeutig eine außergewöhnliche Menge an Materie. Sie haben eine Form (kugelförmig). Und andere Materie interagiert mit Schwarzen Löchern. Daher klassifizieren Astrophysiker sie oft als Objekte, wenn auch als ungewöhnliche. „Es ist ein fantastisch seltsames Objekt“, sagte Ajello.

Ein Schwarzes Loch als „Objekt“ oder „Ding“ zu bezeichnen, sei angemessen, sagte Dominic Pesce, ein Astrophysiker am Center for Astrophysics-Harvard and Smithsonian, der supermassereiche Schwarze Löcher erforscht, gegenüber Mashable. Und andere könnten sich vernünftigerweise dafür entscheiden, sie als „Region“ zu bezeichnen, bemerkte er

Aber wenn jemand darauf besteht, dass Schwarze Löcher tatsächlich „Löcher“ sind, hat er auch ein vernünftiges Argument.

„Ich denke sogar, dass es Argumente dafür gibt, dass Schwarze Löcher im beobachtbaren Universum als ‚Löcher‘ bezeichnet werden, in dem Sinne, dass sie eine Region der Raumzeit umschließen, über die externe Beobachter keine Informationen sammeln können“, sagte Pesce.

eine Abbildung eines Schwarzen Lochs

Künstlerische Vorstellung eines Schwarzen Lochs. Außerhalb des Schwarzen Lochs wird Energie freigesetzt, wenn heiße Materie in einer Scheibe herumwirbelt.
Bildnachweis: XMM-Newton / ESA / NASA


Schwarze Löcher sind keine unerbittlichen kosmischen Staubsauger mit unnatürlichen Gravitationskräften. Aber die allgemeine Vorstellung, dass sie zutiefst unheimlich sind, ist definitiv real. Viele Aspekte von Schwarzen Löchern bleiben mysteriös, insbesondere ihr Inneres.

„Wir haben keine Möglichkeit, das Innere eines Schwarzen Lochs zu untersuchen“, erklärte der Astronom Creighton. Forscher können nur theoretisieren, was dort passieren könnteein Bereich, in dem Raum und Zeit zusammenbrechen sollen.

Was wir über Schwarze Löcher wissen, ergibt sich daraus, wie Dinge mit ihnen interagieren – natürlich außerhalb ihres Ereignishorizonts. Wenn beispielsweise ein Schwarzes Loch einen Stern zerfetzt oder verzehrt, kann die wirbelnde Scheibe aus überhitztem Material des Lochs glühen oder Energiestöße in den Weltraum ausstoßen. Manchmal können diese unsichtbaren Objekte im Wesentlichen in den Kosmos schreien. Unser spezialisierte Teleskope und Radioantennenwie sie von den Astronomen verwendet wurden, die kürzlich das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie abgebildet haben, diese Energie nachweisen, die ihre Aktivität oder Existenz offenbart.

In den kommenden Jahren werden diese riesigen Instrumente weitere Geheimnisse über die merkwürdigen Schwarzen Löcher in unserem Universum enthüllen und noch nie dagewesene Bilder einfangen. Ohne sie tappen wir im Dunkeln.

„Was Menschen im Universum buchstäblich sehen und hören können, ist fast nichts“, sagte Gobeille.



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