Welt der Wissenschaft: ASTROPHYSIK: Schwarze Löcher
Die Gravitation kann am besten mit Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie
beschrieben werden. Diese Theorie sagt die Existenz extrem kompakter Objekte voraus,
die seit Ende der 1960er Jahre als Schwarze Löcher Schlagzeilen machen. Seither haben
die beobachtenden Astronomen zahlreiche Exemplare entdeckt –anscheinend gibt es
im Weltall eine Vielfalt Schwarzer Löcher sehr unterschiedlicher Masse.
Albert Einstein (1879 – 1955)
ist der Schöpfer der überaus
erfolgreichen, vielfach experimentell
bestätigten Relativitätstheorie.
Mit dieser Theorie kam ein
radikal neues Verständnis von Raum, Zeit
und Materie auf (beziehungsweise von
Masse und Energie). Aus Einsteins Forderung
der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
in allen Bezugssystemen folgt,
dass Länge und Zeit zu relativen Größen
werden. Es klingt verrückt, aber für einen
Beobachter am Boden ticken Uhren in
einem fliegenden Flugzeug langsamer als
auf dem Flughafen, und sie ticken auch im
Tal langsamer als auf hohen Bergen. Die
Länge eines vorbeifliegenden Flugzeugs
erscheint uns in Bewegungsrichtung um
einen winzigen Bruchteil verkürzt gegenüber
der Länge, die wir messen, wenn das
Flugzeug vor uns parkt.
Mittlerweile sind diese Effekte der
zeitlichen Dehnung (oder Zeitdilatation)
und räumlichen Verkürzung (oder Längenkontraktion)
in unserem Alltag angekommen,
denn Navigationssysteme wie
das GPS müssen sie berücksichtigen, um
die hohe Genauigkeit ihrer Positionsbestimmungen
zu erzielen. Die Relativitätstheorie
wurde viele Male erfolgreich
getestet: von der Lichtablenkung im
Schwerefeld der Sonne über die Drehung
der Merkurbahn um ihren sonnennächsten
Punkt, die Annäherung von Doppelsternen
infolge ihrer Abstrahlung von
Gravitationswellen, den Zug der rotierenden
Raumzeit der Erde bis zum Nachweis
der allermerkwürdigsten Objekte im
Kosmos – der Schwarzen Löcher. Aus jeder Masse kann ein
Schwarzes Loch werden.
Aus jeder Masse wird ein Schwarzes
Loch, wenn sie nur hinreichend kräftig
zusammengequetscht wird. Das kritische
Maß für dieses Zusammenquetschen
ist der Schwarzschild-Radius, benannt
nach dem deutschen Astronomen Karl
Schwarzschild (1873 – 1916), der 1916 eine
erste Lösung für die Feldgleichung der
allgemeinen Relativitätstheorie (ART)
veröffentlichte.
Dies bedeutet: Schafft man es, die Sonne
zu einer Kugel mit drei Kilometer Radius
zu komprimieren, so wird sie zu einem
Schwarzen Loch. Auch für die Erde (...) lässt sich sofort ausrechnen, dass sie, auf
Murmelgröße (knapp zwei Zentimeter)
zusammengequetscht, zu einem Schwarzen
Loch würde. Das klingt unglaublich,
und Sonne und Erde werden im Lauf ihrer
Entwicklung auch nicht zu Schwarzen
Löchern werden. Aber offenbar gelingt
es der Natur, massereiche Sterne auf die
Abmessungen einer Großstadt zu komprimieren
und sie zu Schwarzen Löchern
umzuformen. Wie macht sie das?
Schreiben Sie uns!
Beitrag schreiben