Hawkings Kosmos einfach erklaert
Alle Schwarzen Löcher sind einander so ähnlich wie kahlgeschorene Soldaten in Uniform. Ein Schwarzes Loch verrät daher auch nicht, was darin verschwunden ist.
Schwarze Löcher haben keine Haare: So heiÃt ein fundamentales Theorem der Physik. Gemeint ist, dass sich alle Schwarzen Löcher gleichen â abgesehen von höchstens drei Eigenschaften: Masse, Drehimpuls und Ladung. Alle anderen Kennzeichen der einstürzenden Materie und Energie scheinen auf Nimmerwiedersehen zu verschwinden.
⺠Schwerkraftfallen ohne Wiederkehr
Lange, bevor Schwarze Löcher ihre Bezeichnung bekamen, wurde schon über sie spekuliert. So dachte bereits 1784 der britische Pfarrer und Geologe John Michell auf der Grundlage von Isaac Newtons Gravitationstheorie über Sterne nach, die so massereich und so stark verdichtet sind, dass nicht einmal Licht von ihnen entweichen kann, und schätzte ihre GröÃe richtig ab. Unabhängig davon stellte der französische Mathematiker und Astronom Pierre Simon de Laplace 1795 eine ganz ähnliche Ãberlegung an. Auch die Vorstellung von supermassereichen Schwarzen Löchern, die 1964 aufkam, hat einen Vorläufer: 1801 berechnete der deutsche Astronom Johann Georg von Soldner die Ablenkung des Lichts bei einem Stern nach Newtons Gesetzen und spekulierte über die Möglichkeit, die er jedoch verwarf, dass die Sterne in der MilchstraÃe um ein zentrales finsteres Objekt kreisen.
Verwirbelte Raumzeit: Gemäà der Relativitätstheorie bilden Raum und Zeit eine Einheit und werden von Materie und Energie beeinflusst. Die âleereâ Raumzeit (links) ist ungekrümmt. Doch von Massen wie einem Schwarzen Loch (Mitte) wird sie verzerrt, gleichsam âeingedelltâ. Rotierende Schwarze Löcher (rechts) schleppen bei ihrer Drehung die Raumzeit zusätzlich mit sich, als wäre diese zäher Honig. Ein solcher Effekt wurde bereits gemessen.
Rotierende Ruine: Schwarze Löcher mit Drehimpuls sind komplizierter als ohne. Sie haben in der Relativitätstheorie eine ring-, nicht punktförmige Singularität. Und sie besitzen nicht nur einen einfachen Ereignishorizont als Grenze des Orts ohne Wiederkehr (äuÃerer Horizont), sondern auch einen inneren Horizont. Ab hier läuft die äuÃere Geschichte des Universums wie im Zeitraffer ab und die Domäne der Quantengravitation beginnt. AuÃerhalb des Schwarzen Lochs, zwischen äuÃerem Horizont und der sogenannten statischen Grenze, gibt es einen Bereich namens Ergosphäre. In ihm sind keine ruhenden, unbeweglichen Objekte mehr möglich, sondern sie müssen mit dem und um das Schwarze Loch rotieren, denn nicht einmal die Raumzeit steht hier still. Auch Objekte, die sich gegen die Rotationsrichtung bewegen, werden zur Umkehr gezwungen. Der Ergosphäre kann Materie und Licht aber noch entrinnen. Tatsächlich scheinen hauptsächlich hier die enormen Energien beim Einsturz von Materie freigesetzt zu werden, die die Umgebung Schwarzer Löcher oft prägen und teilweise über Milliarden Lichtjahre noch zu beobachten sind.
Die theoretische Wiedergeburt der Schwarzen Löcher erfolgte 1916 â zunächst allerdings unbemerkt. Ein Jahr zuvor hatte Albert Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie vollendet. Deren Gleichungen sind ein extrem schwieriges und anspruchsvolles Terrain. Sie lassen sich nur für wenige Fälle exakt lösen. Der erste, der eine genaue Lösung ableitete, war Karl Schwarzschild. Der Direktor des Astrophysikalischen Observatoriums in Potsdam veröffentlichte 1916 zwei Artikel (und starb noch im selben Jahr), die allerdings lange Zeit kaum Beachtung fanden. Erst Jahrzehnte später wurde klar, dass Schwarzschilds Formel die GröÃe eines Schwarzen Lochs beschreibt.
Damit können Physiker auch den âRandâ beziehungsweise die Oberfläche eines Schwarzen Lochs berechnen. Es ist eine imaginäre Grenze und nichts, worauf man stehen könnte. Sie ist aber auch schrecklich real â gleichsam ein Ort ohne Wiederkehr. Alles, was sie passiert, kann der Schwerkraftfalle nicht mehr entkommen. Wolfgang Rindler von der Cornell University hat für diese Grenzfläche 1956 den Begriff âEreignishorizontâ vorgeschlagen. Er passt genau, denn ein Horizont â auch beim Blick über die Erdkugel â trennt Beobachtbares von Unbeobachtbarem. Ein Ereignishorizont schirmt alles, jedes Ereignis, das hinter ihm
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