7 seltsame Fakten über Schwarze Löcher

Schwarze Löcher sind vielleicht die albtraumhaft faszinierendsten Merkmale unseres Universums. Wie lange dunkle Tunnel ins Nirgendwo (oder riesige Müllabfuhr) üben diese mysteriösen Vorrichtungen im Weltraum eine so starke Anziehungskraft aus, dass nichts in der Nähe - nicht einmal Licht - dem Verschlucken entgehen kann. Was rein geht, kommt (meistens) nie raus. (Dazu später mehr.)

Aus diesem Grund sind schwarze Löcher für das Auge unsichtbar, so lichtlos wie der leere, dunkle Raum, der sie umgibt. Wissenschaftler wissen, dass sie nicht existieren, weil sie ein tatsächliches Loch sehen können, sondern weil die enorme Gravitationsklemme eines Schwarzen Lochs die Umlaufbahnen benachbarter Sterne und Gase beeinflusst. Ein weiterer Hinweis ist die nachweisbare Strahlung, die abgegeben wird, wenn angesaugtes Gas überhitzt wird. Tatsächlich führten diese starken Röntgenemissionen 1964 zur Entdeckung des ersten Schwarzen Lochs, Cygnus X-1 im Sternbild Cygnus.

Wenn das alles nach Science Fiction klingt, lesen Sie weiter. Es ist nur die Spitze des kosmischen Eisbergs. Wie Wissenschaftler entdecken, sind Schwarze Löcher noch seltsamer als Science-Fiction. Hier sind sieben Geheimnisse zum Nachdenken.

1. Schwarze Löcher verzerren Zeit und Raum um sie herum.

Wenn Sie in der Nähe eines Schwarzen Lochs fliegen würden, würde seine extreme Anziehungskraft die Zeit zunehmend verlangsamen und den Raum verzerren. Sie würden immer näher gezogen und sich allmählich einer Akkretionsscheibe aus umlaufendem Weltraummaterial (Sterne, Gase, Staub, Planeten) anschließen, die sich nach innen zum Ereignishorizont oder zum "Punkt ohne Wiederkehr" windet. Sobald Sie diese Grenze überschritten haben, würde die Schwerkraft alle Fluchtmöglichkeiten überwinden und Sie wären überdehnt oder "spaghettifiziert", wenn Sie in Richtung der Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs stürzen - ein unvorstellbar kleiner Punkt mit einer monströsen Masse, an der Schwerkraft und Dichte herrschen theoretisch unendlich unendlich und Raum-Zeit-Kurven nähern. Mit anderen Worten, Sie würden an einem Ort verschlungen und vernichtet, der den Gesetzen der Physik, wie wir sie verstehen, völlig widerspricht.

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2. Schwarze Löcher gibt es in Miniatur-, Mittel- und Mammutgrößen.

Mittlere Größe Schwarze Löcher mit Sternenmasse sind der häufigste Typ. Sie bilden sich, wenn ein massiver sterbender Stern oder eine Supernova explodiert und der verbleibende Kern aufgrund des Gewichts seiner eigenen Schwerkraft zusammenbricht. Schließlich komprimiert es sich zu einer winzigen, unendlich dichten Singularität, die das Zentrum bildet. In Wahrheit sind Schwarze Löcher also keine wirklichen Löcher, sondern Punkte hochverdichteter Materie mit übergroßen gravitativen Fußabdrücken. Schwarze Löcher mit Sternmasse wiegen normalerweise etwa zehnmal mehr als unsere Sonne, obwohl Wissenschaftler einige entdeckt haben, die bedeutend größer sind.

Supermassive Schwarze Löcher sind die größten im Universum, einige mit einer milliardenfachen Masse unserer Sonne. Wissenschaftler verstehen nicht ganz, wie sie sich bilden, aber diese enormen himmlischen Wahnsinnigen sind möglicherweise kurz nach dem Urknall aufgetaucht und es wird angenommen, dass sie im Zentrum jeder Galaxie existieren, selbst der kleinsten. Unsere eigene Milchstraße dreht sich um Schütze A * (oder Sgr A *), die die Masse von etwa 4 Millionen Sonnen enthält.

Forscher haben kürzlich auch Stealth-Schwarze Löcher entdeckt, die Material und Gase langsamer zu verschlingen scheinen, was bedeutet, dass weniger Röntgenstrahlen emittiert werden, sodass sie schwerer zu erkennen sind. Astronomen glauben auch, dass sich in den Sekunden nach dem Urknall winzige ursprüngliche Schwarze Löcher gebildet haben. Diese Mini-Mysterien müssen noch beobachtet werden, aber das kleinste ist möglicherweise winziger als ein Atom (aber mit der Masse eines Asteroiden), und das Universum schwärmt möglicherweise von ihnen.

Das supermassive Schwarze Loch Schütze A * (Mitte) liegt im Herzen unserer Milchstraße. Dieses Bild, das mit dem Weltraumteleskop Chandra X-Ray Observatory der NASA aufgenommen wurde, zeigt Lichtechos (eingekreist) von einem kürzlich durchgeführten Röntgenausbruch. (Foto: NASA / Wikimedia Commons)

3. Es gibt zu viele schwarze Löcher, um sie zu zählen.

Es wird angenommen, dass allein in der Milchstraße etwa 100 Millionen Schwarze Löcher mit Sternenmasse sowie das supermassive Sgr A * im Herzen liegen. Mit 100 Milliarden Galaxien da draußen, jede mit 100 Millionen Schwarzen Löchern mit Sternenmasse und einem supermassiven Kernmonster (ganz zu schweigen von anderen Arten, die entdeckt werden), ist es, als würde man versuchen, Sandkörner zu zählen.

4. Schwarze Löcher verschlingen Dinge - und spucken sie regelmäßig aus.

Seien Sie versichert, schwarze Löcher durchstreifen das Universum nicht wie hungrige Raubtiere, stalkende Planeten und andere Weltraumbeute zum Abendessen. Vielmehr ernähren sich diese himmlischen Bestien von Material, das zu nahe umkreist, wie dieser unglückliche Stern, den Wissenschaftler im letzten Jahrzehnt beim Schlucken beobachtet haben (die längste jemals aufgezeichnete Schwarzlochmahlzeit). Die gute Nachricht ist, dass sich die Erde nicht auf einem Kollisionskurs mit bekannten Schwarzen Löchern befindet.

Aber nur weil es unwahrscheinlich ist, dass wir geschlürft werden, heißt das nicht, dass wir uns keine Sorgen machen sollten. Das liegt daran, dass Sgr A * (und vermutlich auch andere supermassive Giganten) gelegentlich "Spitballs" in Planetengröße herausschleudern, die uns eines Tages helfen könnten.

Wie entkommen Spitballs den Fängen eines Schwarzen Lochs? Sie bestehen tatsächlich aus Materie, die von der Akkretionsscheibe rutscht, bevor sie den Punkt ohne Wiederkehr passiert und zu Stücken verschmilzt. Im Fall von Sgr A * werden diese kräftigen Teile mit einer Geschwindigkeit von bis zu 20 Millionen Meilen pro Stunde in unsere Galaxie gespuckt. Wir hoffen, dass man nie zu nahe an unser Sonnensystem heran zoomt.

5. Supermassive Schwarze Löcher bringen auch Sterne hervor und bestimmen, wie viele Sterne eine Galaxie bekommt.

Auf die gleiche Weise, wie Fragmente in Planetengröße aus der Akkretionsscheibe ausgestoßen werden, zeigt eine kürzlich entdeckte Entdeckung, dass riesige Schwarze Löcher gelegentlich genug Material lösen, um ganz neue Sterne zu bilden. Noch bemerkenswerter ist, dass einige sogar im Weltraum landen, weit jenseits ihrer Ursprungsgalaxie.

Und eine neue Studie in der Zeitschrift Nature, die im Januar veröffentlicht wurde, legt nahe, dass supermassereiche Schwarze Löcher nicht nur neue Sterne erzeugen, sondern auch steuern, wie viele Sterne eine Galaxie erhält, indem sie direkt beeinflussen, wie schnell sich der Prozess der Sternentstehung abschaltet. Die Sternentstehung stoppt vielleicht seltsamerweise schneller in Galaxien mit kleineren - sozusagen - schwarzen Löchern im Zentrum.

Erfahren Sie hier mehr über die Sternentstehung in Schwarzen Löchern:

6. Es ist möglich, in den Abgrund zu starren.

Das neue Event Horizon Telescope - angetrieben von neun der weltweit hochauflösendsten Teleskope - hat kürzlich erstmals Fotos des Event Horizonts rund um zwei Schwarze Löcher aufgenommen. Eines ist unser eigenes Sgr A * und das andere ist ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der 53 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Messier 87. Das Bild des letzteren, jetzt Powehi genannt, überraschte die Astronomen im April 2019, aber die Fotosession weckte auch neues Interesse an laufenden Fragen darüber, wie Schwarze Löcher aussehen und welche Gesetze der Physik sie antreiben.

7. Noch ein schwarzer Lochkopfkratzer…

Astronomen in Südafrika sind kürzlich auf eine Region im fernen Weltraum gestoßen, in der supermassereiche Schwarze Löcher in mehreren Galaxien in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. Das heißt, ihre Gasemissionen strömen alle so aus, als wären sie vom Design her synchronisiert. Aktuelle Theorien können nicht erklären, wie Schwarze Löcher im Abstand von bis zu 300 Millionen Lichtjahren zusammenwirken. Tatsächlich ist es nur möglich, sagen Forscher, wenn sich diese Schwarzen Löcher in die gleiche Richtung drehen - etwas, das möglicherweise während der Galaxienbildung im frühen Universum aufgetreten ist.

Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde ursprünglich im April 2017 geschrieben und mit neuen Informationen aktualisiert.

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