Hawkings Kosmos einfach erklaert
der âgewöhnlichenâ Schwarzen Löcher lässt also noch lange auf sich warten. Doch vielleicht kann man ihre Explosionen schon jetzt beobachten. Hawking und andere Wissenschaftler halten es nämlich für möglich, dass Schwarze Löcher auch durch zufällige Dichteschwankungen im Tohuwabohu des Urknalls entstanden sind. Sie wären winzig, viel kleiner als ein Atom â aber deshalb auch wesentlich kurzlebiger. Solche Schwarzen Minilöcher könnten noch heute durchs All schwadronieren und intensive Gammastrahlung als finales Fanal aussenden. Sie wären nur so groà wie Proton (10 -13 Zentimeter), aber so schwer wie der Mount Everest (fast eine Milliarde Tonnen). Die Energie ihrer Explosionen ist gigantisch â vergleichbar der simultanen Detonation von zehn Millionen Atombomben mit der Sprengkraft von jeweils einer Megatonne.
Gammastrahlen-Teleskope haben zwar noch keine Anzeichen solcher Miniloch-Blitze erspäht. Aber die wären, falls es sie gibt, auch relativ selten: Sie ereignen sich höchstens einmal pro Kubiklichtjahr und Jahrhundert. Ihre Entdeckung würde Hawking sicherlich den Physik-Nobelpreis einbringen. Und es gibt noch eine andere Chance.
EXKURS
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⺠Die Grabstein-Formel
S = Akc 3 /4ħG
âIch möchte, dass diese einfache Formel auf meinem Grabstein stehtâ, verkündete Hawking anlässlich seines 60. Geburtstags am 8. Januar 2002. Beinahe wäre die Feier ausgefallen, denn wenige Tage zuvor brach er sich einen Oberschenkelknochen. In gewohnt rasanter Weise war er versehentlich mit einem neuen motorisierten Rollstuhl gegen eine Mauer gefahren. Doch Hawking erschien nicht nur auf seiner Party, sondern hielt sogar einen Vortrag auf der Konferenz, die hochkarätige Wissenschaftler eigens für ihn in Cambridge veranstaltet hatten.
Hawkings Wunsch nach einer Grabstein-Formel ist freilich nicht der Versuch, sich zu Lebzeiten selbst ein Denkmal zu setzen, sondern Ausdruck seines subtilen Humors: Damit stellt er sich nämlich in die Tradition des österreichischen Physikers Ludwig Boltzmann. Dieser wollte, dass nach seiner tragischen Selbsttötung 1906 die von ihm entdeckte Entropie-Formel auf seinem Grabstein im Wiener Zentralfriedhof eingraviert wurde: S = klnW.
Wer sich eine der Formeln beispielsweise aufs T-Shirt drucken lassen möchte, um Party-Girls zu beeindrucken, sollte natürlich auch wissen, was sie bedeutet. Damit Nachfragen nicht peinlich werden, hier eine kurze Erläuterung: Boltzmann hatte erkannt, wie sich die Entropie S berechnen lässt. Diese thermodynamische GröÃe ist ein Maà für den Grad der Unordnung in einer groÃen Ansammlung von Teilchen, beispielsweise der Moleküle in einer Gas- oder Champagnerflasche. S ergibt sich aus der Boltzmann-Konstante k multipliziert mit dem natürlichen Logarithmus (ln) der Anzahl W von Möglichkeiten, diese Teilchen anzuordnen, ohne dass sich das makroskopische Erscheinungsbild ändert. Hawking hatte nachgewiesen, dass auch jedes Schwarze Loch eine Entropie besitzt und somit eine Temperatur. Diese Entropie ist proportional zur âOberflächeâ des Schwarzen Lochs â genauer: zur Fläche A seines Ereignishorizonts â und hängt sonst nur von Naturkonstanten ab; der Boltzmann-Konstante k, der Lichtgeschwindigkeit c, dem Planckschen Wirkungsquantum ħ und der Gravitationskonstante G. Die Temperatur T eines Schwarzen Lochs mit der Masse m beträgt T = ħc 3 /8 Ï mGk.
Ãbrigens: Die Entropie eines Schwarzen Lochs ist sehr viel gröÃer als die seines Vorläufersterns. Beispielsweise beträgt die Entropie der Sonne rund 10 57 (gemessen in den Einheiten von k). Ein Schwarzes Loch derselben Masse besitzt jedoch eine Entropie von 10 77 . Galaktische Schwarze Löcher haben sogar eine Entropie von 10 90 â das Hundertfache der Entropie des gesamten beobachtbaren Universums (ohne Schwarze Löcher). Wer das auf einer Party erzählt, ist garantiert der âStarâ des Abends.
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⺠Tödliche Schwarze Löcher im Labor?
Was sich für unbedarfte Zeitgenossen wie eine Horrorvision anhört, wäre für Hawking & Co. ein Triumph der Physik: die Produktion Schwarzer Löcher mitten in Europa. Denn bei Genf ist seit November 2009 der Large Hadron Collider (LHC) in Betrieb, der gröÃte Teilchenbeschleuniger der Welt. In einem unterirdischen Tunnel, 27 Kilometer im Umfang, kreisen Protonen
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