Wissenschaftler haben drei Szenarien beschrieben, in denen die Erde von einem Schwarzen Loch verschluckt wird. Existenz und Entwicklung von Schwarzen Löchern. Schwarze Löcher sind die fortschrittlichsten Energiesysteme

Wenn Sie einem Schwarzen Loch versehentlich zu nahe kommen, werden Sie sich wie Spaghetti in die Länge ziehen.
Starke Strahlung wird Sie braten, bevor Sie Spaghetti bekommen
Bevor Sie es überhaupt wissen, wird ein Schwarzes Loch die Erde verschlingen.
Und gleichzeitig kann ein Schwarzes Loch ein Hologramm des gesamten Planeten erzeugen

Schwarze Löcher sorgen seit langem für große Aufregung und Intrigen.

Mit der Entdeckung der Gravitationswellen wird das Interesse an Schwarzen Löchern nun sicherlich zunehmen.

Eine Frage bleibt unverändert: Was passiert mit dem Planeten und der Menschheit, wenn wir theoretisch davon ausgehen, dass sich ein Schwarzes Loch in der Nähe der Erde befindet?

Die bekannteste Folge der Nähe eines Schwarzen Lochs wird ein Phänomen sein, das als „Spaghettifizierung“ bezeichnet wird. Kurz gesagt: Wenn man einem Schwarzen Loch zu nahe kommt, wird man ausgestreckt wie Spaghetti. Dieser Effekt wird durch die auf Ihren Körper wirkende Schwerkraft verursacht.

Stellen Sie sich vor, Ihre Füße wären zuerst in Richtung des Schwarzen Lochs.

Da sich Ihre Füße näher am Schwarzen Loch befinden, spüren sie einen stärkeren Zug als Ihr Kopf.

Noch schlimmer ist, dass Ihre Arme, weil sie sich nicht in der Mitte Ihres Körpers befinden, in eine andere Richtung gestreckt werden als Ihr Kopf. Die Kanten Ihres Körpers werden nach innen gezogen. Letztendlich wird Ihr Körper nicht nur in die Länge gezogen, sondern auch in der Mitte dünner.

Folglich wird jeder Körper oder jedes andere Objekt, wie zum Beispiel die Erde, Spaghetti ähneln, lange bevor es in die Mitte eines Schwarzen Lochs fällt.

Was würde theoretisch passieren, wenn ein Schwarzes Loch plötzlich in der Nähe der Erde wäre?

Die gleichen Gravitationseffekte, die zur „Spaghettierung“ führen können, beginnen sofort zu wirken. Auf der Seite der Erde, die näher am Schwarzen Loch liegt, wirken die Gravitationskräfte stärker als auf der gegenüberliegenden Seite. Somit wäre der Tod des gesamten Planeten unvermeidlich. Es wäre auseinandergerissen worden.

Wenn der Planet in der Reichweite eines supermächtigen Schwarzen Lochs wäre, hätten wir nicht einmal Zeit, etwas zu bemerken, da es uns augenblicklich verschlucken würde.

Doch bevor der Donner zuschlägt, haben wir noch Zeit.

Wenn ein solches Unglück passieren würde und wir in ein Schwarzes Loch fallen würden, könnten wir auf einem holografischen Abbild unseres Planeten landen.

Interessanterweise sind Schwarze Löcher nicht unbedingt schwarz.

Quasare sind helle Kerne entfernter Galaxien, die sich von der Energie der Strahlung Schwarzer Löcher ernähren.

Sie können so hell sein, dass sie die Strahlungsleistung aller Sterne in ihren eigenen Galaxien übertreffen.

Solche Strahlung entsteht, wenn sich ein Schwarzes Loch an neuer Materie ernährt.

Um es klarzustellen: Was wir immer noch sehen können, ist Materie außerhalb des Radius des Schwarzen Lochs. Es gibt nichts in seinem Wirkungsbereich, nicht einmal Licht.

Bei der Aufnahme von Materie wird enorme Energie freigesetzt. Es ist dieses Leuchten, das bei der Beobachtung von Quasaren sichtbar ist.

Daher sind Objekte, die sich in unmittelbarer Nähe eines Schwarzen Lochs befinden, sehr heiß.

Lange vor der Spaghettibildung wird Sie die starke Strahlung braten.

Für diejenigen, die Christopher Nolans „Interstellar“ gesehen haben, kann die Aussicht auf einen Planeten, der ein Schwarzes Loch umkreist, nur in einer Hinsicht verlockend sein.

Damit sich Leben entwickeln kann, ist eine Energiequelle oder ein Temperaturunterschied erforderlich. Und ein Schwarzes Loch könnte eine solche Quelle sein.

Es gibt jedoch eine Bedingung.

Das Schwarze Loch muss aufhören, jegliche Materie zu absorbieren. Andernfalls wird es zu viel Energie abgeben, um das Leben auf benachbarten Welten zu unterstützen. Wie das Leben in einer solchen Welt aussehen würde (vorausgesetzt, sie ist nicht zu nah, sonst wird sie „spaghettisiert“), aber das ist eine andere Frage.

Die Energiemenge, die der Planet erhalten wird, wird im Vergleich zu der Energiemenge, die die Erde von der Sonne erhält, wahrscheinlich winzig sein.

Und der Lebensraum auf einem solchen Planeten wird ziemlich seltsam sein.

Aus diesem Grund hat sich Thorne bei der Herstellung von Interstellar mit Wissenschaftlern beraten, um sicherzustellen, dass das Bild des Schwarzen Lochs korrekt ist.

All diese Faktoren schließen das Leben nicht aus, es ist nur so, dass die Aussichten ziemlich hart sind und es sehr schwer vorherzusagen ist, wie es aussehen wird.

Schwarze Löcher sind die einzigen kosmischen Körper, die Licht durch Schwerkraft anziehen können. Sie sind auch die größten Objekte im Universum. Es ist unwahrscheinlich, dass wir in naher Zukunft wissen, was in der Nähe ihres Ereignishorizonts (bekannt als „Point of no Return“) passiert. Dies sind die geheimnisvollsten Orte unserer Welt, über die trotz jahrzehntelanger Forschung noch sehr wenig bekannt ist. Dieser Artikel enthält 10 Fakten, die als die faszinierendsten bezeichnet werden können.

Schwarze Löcher saugen keine Materie in sich auf

Viele Menschen stellen sich ein Schwarzes Loch als eine Art „Weltraumstaubsauger“ vor, der den umgebenden Raum ansaugt. Tatsächlich handelt es sich bei Schwarzen Löchern um gewöhnliche Weltraumobjekte mit einem außergewöhnlich starken Gravitationsfeld.

Würde an der Stelle der Sonne ein Schwarzes Loch gleicher Größe entstehen, würde die Erde nicht mit hineingezogen werden, sie würde sich auf der gleichen Umlaufbahn drehen wie heute. Sterne, die sich neben Schwarzen Löchern befinden, verlieren einen Teil ihrer Masse in Form von Sternwind (dies geschieht während der Existenz eines Sterns), und Schwarze Löcher absorbieren nur diese Materie.

Die Existenz von Schwarzen Löchern wurde von Karl Schwarzschild vorhergesagt

Karl Schwarzschild war der erste, der Einsteins allgemeine Relativitätstheorie nutzte, um die Existenz eines „Punktes ohne Wiederkehr“ zu beweisen. Einstein selbst hat nicht an Schwarze Löcher gedacht, obwohl seine Theorie ihre Existenz vorhersagt.

Schwarzschild machte seinen Vorschlag 1915, unmittelbar nachdem Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie veröffentlicht hatte. Damals entstand der Begriff „Schwarzschild-Radius“ – das ist ein Wert, der angibt, wie stark man ein Objekt komprimieren müsste, damit es zu einem Schwarzen Loch wird.

Theoretisch kann alles zu einem Schwarzen Loch werden, wenn es ausreichend komprimiert wird. Je dichter das Objekt ist, desto stärker ist das Gravitationsfeld, das es erzeugt. Beispielsweise würde die Erde zu einem Schwarzen Loch werden, wenn sie die Masse eines erdnussgroßen Objekts hätte.

Schwarze Löcher können neue Universen hervorbringen

Die Vorstellung, dass Schwarze Löcher neue Universen hervorbringen können, erscheint absurd (insbesondere, da wir uns über die Existenz anderer Universen immer noch nicht sicher sind). Dennoch werden solche Theorien von Wissenschaftlern aktiv entwickelt.

Eine sehr vereinfachte Version einer dieser Theorien lautet wie folgt. Unsere Welt verfügt über äußerst günstige Bedingungen für die Entstehung von Leben. Wenn sich eine der physikalischen Konstanten auch nur ein wenig ändern würde, wären wir nicht auf dieser Welt. Die Singularität von Schwarzen Löchern setzt die normalen Gesetze der Physik außer Kraft und könnte (zumindest theoretisch) zur Entstehung eines neuen Universums führen, das sich von unserem unterscheiden wird.

Schwarze Löcher können dich (und alles andere) in Spaghetti verwandeln

Schwarze Löcher dehnen Objekte in ihrer Nähe aus. Diese Objekte beginnen, Spaghetti zu ähneln (es gibt sogar einen speziellen Begriff – „Spaghettifizierung“).

Dies geschieht aufgrund der Funktionsweise der Schwerkraft. Im Moment befinden sich Ihre Beine näher am Erdmittelpunkt als Ihr Kopf und werden daher stärker angezogen. Auf der Oberfläche eines Schwarzen Lochs beginnt der Unterschied in der Schwerkraft gegen Sie zu wirken. Die Beine werden immer schneller in die Mitte des Schwarzen Lochs gezogen, sodass die obere Körperhälfte nicht mithalten kann. Ergebnis: Spaghettiifizierung!

Schwarze Löcher verdampfen mit der Zeit

Schwarze Löcher absorbieren nicht nur Sternwind, sondern verdunsten auch. Dieses Phänomen wurde 1974 entdeckt und erhielt den Namen Hawking-Strahlung (nach Stephen Hawking, der die Entdeckung machte).

Mit der Zeit kann das Schwarze Loch mit dieser Strahlung seine gesamte Masse in den umgebenden Raum abgeben und verschwinden.

Schwarze Löcher verlangsamen die Zeit in ihrer Nähe

Wenn Sie sich dem Ereignishorizont nähern, verlangsamt sich die Zeit. Um zu verstehen, warum dies geschieht, müssen wir uns das „Zwillingsparadoxon“ ansehen, ein Gedankenexperiment, das häufig zur Veranschaulichung der Grundprinzipien von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie verwendet wird.

Einer der Zwillingsbrüder bleibt auf der Erde, der zweite fliegt mit Lichtgeschwindigkeit auf eine Weltraumreise. Als er zur Erde zurückkehrt, stellt der Zwilling fest, dass sein Bruder stärker gealtert ist als er, weil die Zeit langsamer vergeht, wenn er sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Wenn Sie sich dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs nähern, bewegen Sie sich mit so hoher Geschwindigkeit, dass die Zeit für Sie langsamer wird.

Schwarze Löcher sind die fortschrittlichsten Energiesysteme

Schwarze Löcher erzeugen Energie besser als die Sonne und andere Sterne. Dies liegt an der Materie, die sie umkreist. Beim Überqueren des Ereignishorizonts mit enormer Geschwindigkeit erwärmt sich die Materie in der Umlaufbahn eines Schwarzen Lochs auf extrem hohe Temperaturen. Dies wird Schwarzkörperstrahlung genannt.

Zum Vergleich: Bei der Kernfusion werden 0,7 % der Materie in Energie umgewandelt. In der Nähe eines Schwarzen Lochs werden 10 % der Materie zu Energie!

Schwarze Löcher verbiegen den Raum um sie herum

Man kann sich den Raum als eine gespannte Gummiplatte vorstellen, auf der Linien gezeichnet sind. Wenn Sie einen Gegenstand auf die Schallplatte legen, ändert dieser seine Form. Schwarze Löcher funktionieren auf die gleiche Weise. Ihre extreme Masse zieht alles an, auch Licht (dessen Strahlen, um die Analogie fortzusetzen, Linien auf einer Platte genannt werden könnten).

Schwarze Löcher begrenzen die Anzahl der Sterne im Universum

Sterne entstehen aus Gaswolken. Damit die Sternentstehung beginnen kann, muss die Wolke abkühlen.

Die Strahlung schwarzer Körper verhindert das Abkühlen von Gaswolken und verhindert die Entstehung von Sternen.

Theoretisch kann jedes Objekt zu einem Schwarzen Loch werden

Der einzige Unterschied zwischen unserer Sonne und einem Schwarzen Loch ist die Schwerkraft. Im Zentrum eines Schwarzen Lochs ist es viel stärker als im Zentrum eines Sterns. Wenn unsere Sonne auf einen Durchmesser von etwa fünf Kilometern komprimiert würde, könnte sie ein Schwarzes Loch sein.

Theoretisch kann alles zu einem Schwarzen Loch werden. In der Praxis wissen wir, dass Schwarze Löcher nur durch den Zusammenbruch riesiger Sterne entstehen, deren Masse die der Sonne um das 20- bis 30-fache übersteigt.

Dr. Jane Lisin Dai und Professor Enrico Ramirez-Ruiz vom Niels Bohr Institut stellten ein wichtiges Computermodell vor. Es kann zur Untersuchung von Gezeitenstörungsereignissen verwendet werden – seltene, aber äußerst starke Ereignisse in galaktischen Zentren.

Gezeitenstörung

Im Zentrum jeder großen Galaxie liegt ein supermassereiches Schwarzes Loch, das Millionen und Abermilliarden Mal massereicher ist als die Sonne. Die meisten sind jedoch schwer zu beobachten, da sie keine Strahlung aussenden. Dies geschieht, wenn eine bestimmte Form von Material in das extrem starke Gravitationsfeld eines Schwarzen Lochs gezogen wird. Ungefähr alle 10.000 Jahre kommt in einer Galaxie ein Stern dem Loch gefährlich nahe, und seine Schwerkraft zerreißt das Objekt. Dieses Ereignis wird Gravitationsflut genannt.

Dabei wird das Schwarze Loch für einen bestimmten Zeitraum mit Sternfragmenten gefüllt. Beim Verbrauch von Sternengas werden enorme Mengen an Strahlung freigesetzt. Dadurch können Sie die Eigenschaften des Lochs untersuchen.

Einheitliches Modell

Bei Flut emittieren einige Löcher Röntgenstrahlen, während andere sichtbares Licht und UV-Strahlung aussenden. Es ist wichtig, diese Vielfalt zu verstehen und das ganze Puzzle zusammenzusetzen. Im neuen Modell versuchten sie, den Blickwinkel eines irdischen Beobachters zu berücksichtigen. Wissenschaftler erforschen das Universum, aber Galaxien sind zufällig ausgerichtet.

Das neue Modell kombiniert Elemente der Allgemeinen Relativitätstheorie, des Magnetfelds, der Strahlung und des Gases und ermöglicht es, ein Gezeitenereignis aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten und alle Aktionen in einer einzigen Struktur zusammenzufassen.

Zusammenarbeit und Perspektiven

Die Arbeit wurde durch die Zusammenarbeit zwischen dem Niels Bohr Institut und der University of California, Santa Cruz, ermöglicht. Auch Forscher der University of Maryland beteiligten sich. Zur Lösung des Problems kamen moderne Computerwerkzeuge zum Einsatz. Der Durchbruch eröffnete Perspektiven für ein schnell wachsendes Forschungsgebiet.

Das Konzept eines Schwarzen Lochs ist jedem bekannt – vom Schulkind bis zum älteren Menschen; es wird in der Science- und Fiction-Literatur, in den gelben Medien und auf wissenschaftlichen Konferenzen verwendet. Doch was genau solche Löcher sind, ist nicht jedem bekannt.

Aus der Geschichte der Schwarzen Löcher

1783 Die erste Hypothese über die Existenz eines solchen Phänomens wie eines Schwarzen Lochs wurde 1783 vom englischen Wissenschaftler John Michell aufgestellt. In seiner Theorie kombinierte er zwei von Newtons Schöpfungen – Optik und Mechanik. Michells Idee war folgende: Wenn Licht ein Strom winziger Teilchen ist, dann sollten die Teilchen wie alle anderen Körper die Anziehungskraft eines Gravitationsfeldes erfahren. Es stellt sich heraus, dass es für das Licht umso schwieriger ist, seiner Anziehungskraft zu widerstehen, je massereicher der Stern ist. 13 Jahre nach Michell stellte der französische Astronom und Mathematiker Laplace (höchstwahrscheinlich unabhängig von seinem britischen Kollegen) eine ähnliche Theorie auf.

1915 Alle ihre Werke blieben jedoch bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts unbeansprucht. Im Jahr 1915 veröffentlichte Albert Einstein die Allgemeine Relativitätstheorie und zeigte, dass die Schwerkraft die durch Materie verursachte Krümmung der Raumzeit ist. Einige Monate später nutzte der deutsche Astronom und theoretische Physiker Karl Schwarzschild sie, um ein spezifisches astronomisches Problem zu lösen. Er erforschte die Struktur der gekrümmten Raumzeit um die Sonne und entdeckte das Phänomen der Schwarzen Löcher wieder.

(John Wheeler prägte den Begriff „Schwarze Löcher“)

1967 Der amerikanische Physiker John Wheeler skizzierte einen Raum, der wie ein Stück Papier zu einem unendlich kleinen Punkt zerknittert werden kann, und bezeichnete ihn mit dem Begriff „Schwarzes Loch“.

1974 Der britische Physiker Stephen Hawking hat bewiesen, dass Schwarze Löcher, obwohl sie Materie ohne Rückkehr absorbieren, Strahlung aussenden und schließlich verdampfen können. Dieses Phänomen wird „Hawking-Strahlung“ genannt.

Heutzutage. Die neueste Forschung zu Pulsaren und Quasaren sowie die Entdeckung der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung haben es endlich möglich gemacht, das Konzept der Schwarzen Löcher zu beschreiben. Im Jahr 2013 kam die G2-Gaswolke dem Schwarzen Loch sehr nahe und wird höchstwahrscheinlich von diesem absorbiert; Beobachtungen des einzigartigen Prozesses werden enorme Möglichkeiten für neue Entdeckungen der Eigenschaften von Schwarzen Löchern bieten.

Was schwarze Löcher eigentlich sind

Eine lakonische Erklärung des Phänomens sieht so aus. Ein Schwarzes Loch ist ein Raum-Zeit-Bereich, dessen Anziehungskraft so stark ist, dass kein Objekt, auch keine Lichtquanten, ihn verlassen kann.

Das Schwarze Loch war einst ein massereicher Stern. Solange thermonukleare Reaktionen in seinen Tiefen einen hohen Druck aufrechterhalten, bleibt alles normal. Doch mit der Zeit geht der Energievorrat zur Neige und der Himmelskörper beginnt unter dem Einfluss seiner eigenen Schwerkraft zu schrumpfen. Die letzte Phase dieses Prozesses ist der Kollaps des Sternkerns und die Bildung eines Schwarzen Lochs.

• 1. Ein Schwarzes Loch stößt einen Jet mit hoher Geschwindigkeit aus


• 2. Eine Materiescheibe wächst zu einem Schwarzen Loch heran


• 3. Schwarzes Loch


• 4. Detailliertes Diagramm der Region des Schwarzen Lochs


• 5. Größe der neu gefundenen Beobachtungen

Die am weitesten verbreitete Theorie besagt, dass es in jeder Galaxie ähnliche Phänomene gibt, auch im Zentrum unserer Milchstraße. Die enorme Schwerkraft des Lochs ist in der Lage, mehrere Galaxien um sich herum festzuhalten und sie daran zu hindern, sich voneinander zu entfernen. Der „Abdeckungsbereich“ kann unterschiedlich sein, alles hängt von der Masse des Sterns ab, der sich in ein Schwarzes Loch verwandelt hat, und kann Tausende von Lichtjahren betragen.

Schwarzschild-Radius

Die Haupteigenschaft eines Schwarzen Lochs besteht darin, dass jegliche Substanz, die hineinfällt, niemals zurückkehren kann. Dasselbe gilt auch für Licht. Im Kern sind Löcher Körper, die das auf sie einfallende Licht vollständig absorbieren und kein eigenes Licht abgeben. Solche Objekte können visuell als Klumpen absoluter Dunkelheit erscheinen.

• 1. Materie mit halber Lichtgeschwindigkeit bewegen


• 2. Photonenring


• 3. Innerer Photonenring


• 4. Ereignishorizont in einem Schwarzen Loch

Basierend auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie kann ein Körper nicht mehr zurückkehren, wenn er sich einem kritischen Abstand zum Zentrum des Lochs nähert. Dieser Abstand wird Schwarzschildradius genannt. Was genau innerhalb dieses Radius passiert, ist nicht sicher bekannt, aber es gibt die gängigste Theorie. Es wird angenommen, dass die gesamte Materie eines Schwarzen Lochs in einem unendlich kleinen Punkt konzentriert ist und sich in seinem Zentrum ein Objekt mit unendlicher Dichte befindet, was Wissenschaftler als singuläre Störung bezeichnen.

Wie kommt es dazu, dass man in ein Schwarzes Loch fällt?

(Auf dem Bild sieht das Schwarze Loch Sagittarius A* wie ein extrem heller Lichthaufen aus)

Vor nicht allzu langer Zeit, im Jahr 2011, entdeckten Wissenschaftler eine Gaswolke und gaben ihr den einfachen Namen G2, die ungewöhnliches Licht ausstrahlt. Dieses Leuchten könnte auf die Reibung im Gas und Staub zurückzuführen sein, die durch das Schwarze Loch Sagittarius A* verursacht wird, das es als Akkretionsscheibe umkreist. So werden wir zu Beobachtern des erstaunlichen Phänomens der Absorption einer Gaswolke durch ein supermassereiches Schwarzes Loch.

Aktuellen Studien zufolge wird die größte Annäherung an das Schwarze Loch im März 2014 erfolgen. Wir können uns ein Bild davon machen, wie dieses aufregende Spektakel stattfinden wird.

• 1. Wenn eine Gaswolke zum ersten Mal in den Daten auftaucht, ähnelt sie einer riesigen Kugel aus Gas und Staub.


• 2. Jetzt, im Juni 2013, ist die Wolke Dutzende Milliarden Kilometer vom Schwarzen Loch entfernt. Es fällt mit einer Geschwindigkeit von 2500 km/s hinein.


• 3. Es wird erwartet, dass die Wolke am Schwarzen Loch vorbeizieht, aber Gezeitenkräfte, die durch den Unterschied in der Schwerkraft an der Vorder- und Hinterkante der Wolke entstehen, werden dazu führen, dass sie eine zunehmend längliche Form annimmt.


• 4. Nachdem die Wolke auseinandergerissen ist, wird das meiste davon höchstwahrscheinlich in die Akkretionsscheibe um Sagittarius A* fließen und dort Stoßwellen erzeugen. Die Temperatur wird auf mehrere Millionen Grad steigen.


• 5. Ein Teil der Wolke wird direkt in das Schwarze Loch fallen. Niemand weiß genau, was als nächstes mit dieser Substanz passieren wird, aber es wird erwartet, dass sie beim Fallen starke Röntgenstrahlen aussendet und nie wieder gesehen wird.

Video: Schwarzes Loch verschluckt eine Gaswolke

(Computersimulation, wie viel der G2-Gaswolke vom Schwarzen Loch Sagittarius A* zerstört und verbraucht würde)

Was ist in einem Schwarzen Loch?

Es gibt eine Theorie, die besagt, dass ein Schwarzes Loch im Inneren praktisch leer ist und seine gesamte Masse in einem unglaublich kleinen Punkt in seinem Zentrum konzentriert ist – der Singularität.

Einer anderen Theorie zufolge, die seit einem halben Jahrhundert existiert, gelangt alles, was in ein Schwarzes Loch fällt, in ein anderes Universum, das sich im Schwarzen Loch selbst befindet. Nun ist diese Theorie nicht die wichtigste.

Und es gibt eine dritte, modernste und hartnäckigste Theorie, nach der sich alles, was in ein Schwarzes Loch fällt, in den Schwingungen von Fäden auf seiner Oberfläche auflöst, die als Ereignishorizont bezeichnet wird.

Was ist also ein Ereignishorizont? Selbst mit einem superstarken Teleskop ist es unmöglich, in ein Schwarzes Loch zu blicken, da selbst Licht, das in den riesigen kosmischen Trichter eintritt, keine Chance hat, wieder herauszukommen. Alles, was zumindest irgendwie in Betracht gezogen werden kann, befindet sich in seiner unmittelbaren Nähe.

Der Ereignishorizont ist eine herkömmliche Oberflächenlinie, unter der nichts (weder Gas, noch Staub, noch Sterne, noch Licht) entweichen kann. Und dies ist der sehr mysteriöse Punkt ohne Wiederkehr in den Schwarzen Löchern des Universums.

Ein massives Schwarzes Loch im Zentrum einer Spiralgalaxie. Bildnachweis: NASA.

Willst du etwas Cooles hören? Im Zentrum der Milchstraße befindet sich ein riesiges Schwarzes Loch. Und nicht irgendein riesiges Schwarzes Loch, sondern ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse, die mehr als 4,1 Millionen Mal so groß ist wie die Masse der Sonne.

Es liegt nur 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, genau im Zentrum unserer Galaxie, in Richtung des Sternbildes Schütze. Und wie wir wissen, zerreißt und absorbiert es nicht nur Sterne, sondern auch ganze Sternsysteme, die ihm nahe kommen, und erhöht dadurch seine Masse.

Moment mal, das klingt überhaupt nicht cool, es klingt eher beängstigend. Rechts?

Keine Sorge! Es gibt wirklich keinen Grund zur Sorge, es sei denn, man plant, mehrere Milliarden Jahre zu leben, wie ich es dank der Übertragung meines Bewusstseins in die virtuelle Realität getan habe.

Wird dieses Schwarze Loch die Milchstraße verschlingen?

Die Entdeckung eines supermassiven Schwarzen Lochs (SMBH) im Zentrum der Milchstraße ist, wie die Entdeckung von SMBHs in fast allen anderen Galaxien, eine meiner Lieblingsentdeckungen in der Astronomie. Dies ist eine dieser Entdeckungen, die zwar einige Fragen beantwortet, aber auch andere Fragen aufwirft.

In den 1970er Jahren entdeckten die Astronomen Bruce Balik und Robert Brown eine intensive Radioemissionsquelle aus dem Zentrum der Milchstraße, dem Sternbild Schütze.

Sie bezeichneten diese Quelle als Sgr A*. Das Sternchen bedeutet „aufregend“. Du denkst, ich mache Witze, aber das bin ich nicht. Diesmal mache ich keine Witze.

Im Jahr 2002 entdeckten Astronomen, dass Sterne auf stark verlängerten Umlaufbahnen an diesem Objekt vorbeirasten, ähnlich wie Kometen, die die Sonne umkreisen. Stellen Sie sich die Masse unserer Sonne vor. Es erfordert enorme Kraft, es umzudrehen!

Ein riesiges Schwarzes Loch, wie es sich ein Künstler vorgestellt hat. Bildnachweis: Alain Riazuelo / CC BY-SA 2.5.

Das können nur Schwarze Löcher, und in unserem Fall ist dieses Schwarze Loch millionenfach massereicher als unsere Sonne – es ist ein supermassereiches Schwarzes Loch. Mit der Entdeckung von Schwarzen Löchern im Zentrum unserer Galaxie erkannten Astronomen, dass Schwarze Löcher im Zentrum jeder Galaxie sind. Gleichzeitig half die Entdeckung supermassereicher Schwarzer Löcher, eine der Hauptfragen der Astronomie zu beantworten: Was ist ein Quasar?

Es stellt sich heraus, dass Quasare und supermassereiche Schwarze Löcher ein und dasselbe sind. Quasare sind die gleichen Schwarzen Löcher, nur dass sie gerade dabei sind, aktiv Material von der sie umgebenden Akkretionsscheibe zu absorbieren. Aber sind wir in Gefahr?

Kurzfristig nein. Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße liegt 26.000 Lichtjahre von uns entfernt, und selbst wenn es sich in einen Quasar verwandelt und anfängt, Sterne zu absorbieren, werden wir es nicht so schnell bemerken.

Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt von enormer Masse, das einen kleinen Raumbereich einnimmt. Außerdem ändert sich nichts, wenn man die Sonne durch ein Schwarzes Loch mit genau derselben Masse ersetzt. Damit meine ich, dass sich die Erde Milliarden von Jahren lang auf derselben Umlaufbahn bewegen wird, nur dieses Mal um ein Schwarzes Loch.

Das Gleiche gilt für das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. Er saugt keine Materie auf wie ein Staubsauger, sondern fungiert lediglich als eine Art Gravitationsanker für die ihn umkreisende Sterngruppe.

Ein alter Quasar, wie er sich ein Künstler vorgestellt hat. Bildnachweis: NASA.

Damit ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt, muss sich dieser in Richtung des Schwarzen Lochs bewegen. Es muss den Ereignishorizont überqueren, dessen Durchmesser in unserem Fall etwa 17-mal größer ist als der Sonnenhorizont. Wenn sich ein Stern dem Ereignishorizont nähert, ihn aber nicht überschreitet, wird er höchstwahrscheinlich auseinandergerissen. Dies kommt jedoch sehr selten vor.

Die Probleme beginnen, wenn diese Sterne miteinander interagieren und ihre Umlaufbahnen ändern. Ein Stern, der seit Milliarden von Jahren glücklich in seiner Umlaufbahn lebt, kann von einem anderen Stern gestört und aus seiner Umlaufbahn geworfen werden. Dies kommt jedoch nicht oft vor, insbesondere in dem galaktischen „Vorort“, in dem wir uns befinden.

Langfristig besteht die Hauptgefahr in der Kollision von Milchstraße und Andromeda. Dies wird in etwa 4 Milliarden Jahren geschehen und zur Entstehung einer neuen Galaxie führen, die möglicherweise Milcomeda genannt wird. Plötzlich werden viele neue Sterne miteinander interagieren. Gleichzeitig beginnen Sterne, die zuvor sicher waren, ihre Umlaufbahnen zu ändern. Außerdem wird in der Galaxie ein zweites Schwarzes Loch entstehen. Andromedas Schwarzes Loch ist möglicherweise 100 Millionen Mal massereicher als unsere Sonne und ist daher ein ziemlich großes Ziel für Sterne, die sterben wollen.

Wird also ein Schwarzes Loch unsere Galaxie verschlucken?

In den nächsten Milliarden Jahren werden immer mehr Galaxien mit der Milchstraße kollidieren und Chaos und Zerstörung verursachen. Natürlich wird die Sonne in etwa 5 Milliarden Jahren sterben, daher wird die Zukunft nicht unser Problem sein. Na gut, mit meinem ewigen virtuellen Bewusstsein wird das immer noch mein Problem sein.

Nachdem Milkomeda alle nahegelegenen Galaxien absorbiert hat, haben die Sterne einfach unendlich viel Zeit, in der sie miteinander interagieren. Einige von ihnen werden aus der Galaxie geschleudert, andere in ein Schwarzes Loch.

Aber viele andere werden völlig sicher auf den Zeitpunkt warten, an dem das supermassereiche Schwarze Loch einfach verdampft.

Somit ist das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße völlig und absolut sicher. Während der verbleibenden Lebensdauer der Sonne wird sie auf keine der oben beschriebenen Arten mit uns interagieren oder mehr als ein paar Sterne pro Jahr verbrauchen.