Schwarze Löcher

A black hole is an object whose gravity is so strong that nothing, not even light, can escape.aus ESA – Black holes (02.07.2022)

Entstehung

Wenn einem supermassiven Stern der Treibstoff ausgeht, die Kernfusion ausfällt und es somit keine Kraft mehr gibt, die der eigenen Gravitation dieses Sternes entgegenwirken kann, fällt der Stern in sich zusammen. Dieser Prozess wird stärker, je kleiner das Volumen und somit grösser die Dichte des Sternes wird. Bald schon ist die Gravitation so stark, dass nicht einmal Licht schnell genug ist, dem Stern zu entkommen. Der Stern ist nun ein schwarzes Loch.aus ESA – Black holes (02.07.2022)

Neben diesen aus suppermassiven Sternen entstandenen schwarzen Löchern existieren auch supermassive schwarze Löcher, die zum Beispiel in Zentren von Galaxien zu finden sind. Deren Entstehung ist allerdings zum heutigen Forschungsstand noch unklar.aus Wikipedia – Schwarzes Loch (06.04.2021)

Fluchtgeschwindigkeit

Um von einem Objekt mit einer Masse zu entkommen, braucht es immer eine gewisse Mindestgeschwindigkeit, die man erreichen muss, um die gravitative Anziehung dieses Objekts zu überwinden und es so zu verlassen. Diese Geschwindigkeit beträgt bei der Erde zum Beispiel ca. \( 11\,\rm{km / s} \). Je höher die Masse und somit auch die Gravitation ist, desto höher ist auch diese Fluchtgeschwindigkeit.

Bei einem schwarzen Loch ist die Masse so gross, dass diese Fluchtgeschwindigkeit höher ist als die Lichtgeschwindigkeit. Somit kann selbst das Licht nicht aus einem schwarzen Loch entkommen.aus ESA – Black holes (02.07.2022)

Der Ereignishorizont

Der Ereignishorizont ist eine hypothetische Sphäre um das schwarze Loch. Objekte innerhalb dieses Ereignishorizonts müssten eine höhere Geschwindigkeit als Licht aufweisen, um dem schwarzen Loch zu entkommen, was allerdings nicht möglich ist. Somit ist dieser Ereignishorizont der point of no return des schwarzen Loches.aus Kevin Hurler – Advanced Science News – What is a black hole? (02.07.2022)

Singularität

Im Innern eines schwarzen Loches befindet sich laut Theorie eine Singularität mit einem unendlich kleinen Volumen und unendlich hoher Dichte. Für diesen Punkt ist unklar, ob und wie dort die Physik funktioniert.aus Kevin Hurler – Advanced Science News – What is a black hole? (02.07.2022)

Hawking-Strahlung

Die Hawking-Strahlung, benannt nach dem im Jahre 2018 verstorbenen theoretischen Physiker Stephen Hawking, beschreibt Strahlung, die in der Lage ist, ein schwarzes Loch zu verlassen. Dies sollte eigentlich überhaupt nicht möglich sein.

Laut der Theorie der Quantenmechanik ist leerer Raum nicht nur leer, sondern es entstehen in ihm ständig und überall zufällig Materie-Antimaterie-Paare, welche sich im Normalfall gegenseitig annihilieren. Geschieht nun genau dies in der Nähe des Ereignishorizonts eines schwarzen Loches, kann es auftreten, dass eines dieser Teilchen innerhalb und das andere ausserhalb des Ereignishorizonts entsteht und das eine Teilchen somit überlebt. Dieses Teilchen kann dann als Hawking-Strahlung, die das schwarze Loch verlässt, beobachtet werden.aus 100SekundenPhysik, Die Hawking-Strahlung, 18.06.2018