Schwarzes Loch

    Aus WISSEN-digital.de

    (englisch: black hole)

    instabiles Endstadium massereicher Sterne, die auf Grund ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren.

    Ein Schwarzes Loch ist eines der drei möglichen Endstadien der Sternentwicklung. Bestimmender Parameter ist die Masse des kollabierenden Sternes: Sterne mit geringer Masse (unter 1,4 Sonnenmassen) bilden Weiße Zwerge, Sterne mit einer Masse von 1,5 bis 2,5 Sonnenmassen Neutronensterne, sehr massereiche Sterne (über 2,5 Sonnenmassen) kollabieren zu Schwarzen Löchern. Die Größe Schwarzer Löcher reicht von mikroskopisch kleinen primorialen Löchern bis zu superschweren Löchern mit über 1 000 Millionen Sonnenmassen.

    Schwarze Löcher sind scheinbar aus unserer sichtbaren Welt verschwunden. Denn alle Licht- oder Funksignale werden von diesen kosmischen Schwerkraftfallen verschluckt. Ihre gewaltigen Schwerkraftfelder reißen wie ein "kosmischer Staubsauger" alles Licht und alle Materie in der Umgbung an sich. Innerhalb eines kritischen Grenzradius, dem so genannten Schwarschild-Radius, können weder Materieteilchen noch Strahlung in die Umgebung gelangen. Dieser Radius markiert so etwas wie die Oberfläche eines Schwarzen Lochs, die auch Ereignishorizont genannt wird; alle Geschehnisse innerhalb des Ereignishorizonts sind für außen stehende Beobachter nicht zugänglich, es können keinerlei Informationen nach außen gelangen.

    Die Erforschung des Phänomens bildet einen Mittelpunkt des Interesses der gegenwärtigen Astrophysik: Astronomische Beobachtungen der letzten Jahren konnten die Existenz von Schwarzen Löchern konkret nachweisen. Die theoretischen Grundlagen sind allerdings in der Wissenschaftsgemeinde nicht unumstritten.

    Der britische Physiker Stephen Hawking befasst sich intensiv mit dem Phänomen der Schwarzen Löcher, um der Vereinheitlichung von Relativitäts- und Quantentheorie näher zu kommen. In den 1970er Jahren gelang es mit Hilfe der nach ihm benannten Hawking-Strahlung, beide Theorien hinsichtlich ihrer Aussagen über Schwarze Löcher zu vereinen: Aufgrund von quantenmechanischen Effekten schlucken Schwarze Löcher trotz ihrer immensen Gravitation nicht alles in ihrer Umgebung, sondern geben Energie (die Hawking-Strahlung) wieder ab. Dadurch verschwinden sie langsam. 2004 stellte Hawking seine Theorie über die "Verflüchtigung" von Schwarzen Löchern durch die Hawking-Strahlung allerdings wieder in Frage. Er versuchte damit, einen Widerspruch, das Schwarze-Loch-Paradoxon, aufzulösen: Wie kann ein Schwarzes Loch alle Spuren der aufgesaugten Materie und Energie vernichten, wenn diese laut Quantenmechanik in irgendeiner Form weiter existieren müssten? In seiner ursprünglichen Theorie hatte Hawking versucht, das angebliche Verschwinden von Materie und Energie in den Schwarzen Löchern mit der Möglichkeit von Paralleluniversen zu erklären; Schwarze Löcher hätten demnach als "Wurmlöcher" die Verbindungen zu diesen Universen gebildet. Nach seiner Wende geht Hawking nicht mehr von der Existenz von Paralleluniversen aus. Er hält es für wahrscheinlicher, dass Schwarze Löcher Energie und Materie in veränderter Form wieder in unser eigenes Universum ausstoßen.