Schwarze Löcher gehören zu den komischsten Dingen in dieser Welt.
Sie scheinen letztlich keinen Sinn zu ergeben... Wo kommen sie her?
Was passiert wenn man in eines hineinfällt?
Sterne sind sehr massenreiche Ansammlungen von hauptsächlich Wasserstoffatomen,
die durch das Zusammenbrechen von Gaswolken aufgrund der
eigenen Gravitation entstehen.
In ihrem Kern entsteht durch Fusion aus Wasserstoff Helium,
wobei diese Fusion große Mengen an Energie freisetzt.
Diese Energie, in Form von Strahlung, drückt gegen die Schwerkraft,
und erhält dadurch die Balance zwischen den beiden Kräften aufrecht.
So lange die Fusion im Kern stattfindet, bleibt der Stern stabil genug.
Aber bei Sternen die viel schwerer sind als unsere Sonne,
funktioniert das Fusionieren von schwereren Elementen,
zu denen letztlich Eisen gehört.
Im Gegensatz zu den Elementen die davor entstehen,
erzeugt der Fusionsprozess der Eisen entstehen lässt keine Energie.
In der Mitte bildet sich Eisen, bis es in einer kritisch hohen Masse vorhanden ist,
durch die die Balance zwischen Strahlung und Gravitation zerstört wird.
Der Kern bricht zusammen.
Innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde implodiert der Stern,
mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit,
wodurch die Masse im Kern weiter steigt.
Das ist der Moment in dem alle schwereren Elemente im Universum entstanden sind,
bei dem Tod eines Sternes in From einer Supernova.
Dadurch entsteht entweder ein Neutronenstern, oder wenn der Stern massiv
genug ist, ein schwarzes Loch durch das zusammenfallen der ganzen Masse.
Wenn man ein schwarzen Löchern sieht, meint man eigentlich den Ereignishorizont.
Alles dass den Ereignishorizont überquert
müsste schneller als Licht sein um zu entfliehen.
Oder anders gesagt: Es ist unmöglich.
Also sieht man nur eine schwarze Kugel, die nichts reflektiert.
Aber wenn der Ereignishorizont das "schwarz" im schwarzen Loch erklärt,
was ist dann das Loch?
Die Singularität.
Man weiß nicht wirklich was es genau ist.
Die Singularität könnte unendlich dicht sein, dass heißt dass alle Masse in einem
Punkt im Raum zusammengefasst wäre, ohne Oberfläche oder Volumen.
Oder etwas komplett anderes.
Zurzeit weiß es niemand so genau.
Es ist wie das Teilen durch null.
Übrigens, schwarze Löcher saugen nichts auf wie ein Staubsauger,
wenn man die Sonne mit einem gleich schwerem schwarzem Loch austauschen würde,
würde sich für die Erde nichts ändern,
bis auf das Erfrieren der Erde, natürlich.
Was würde passieren wenn man in ein schwarzes Loch fallen würde?
Die Erfahrung von Zeit ist anders in einem schwarzem Loch.
Von außen scheint man langsamer zu werden, und während man sich dem Ereignishorizont
nähert.
Die Zeit vergeht also in diesem Moment langsamer.
Zugleich, während es aussieht als würde die Zeit für einen stehen bleiben, würde
man sich langsam rot färben und verschwinden.
Aus der eigenen Perspektive könnte man allerdings den Rest des Universums in
"fast-forward" betrachten, quasi in die Zukunft sehen.
Noch wissen wir nicht was als nächstes passiert, aber es könnten zwei Dinge sein.
Nummer eins: Man stirbt einen schnellen Tod.
Ein schwarzes Loch biegt die Raumzeit so sehr dass es innerhalb
des Ereignishorizontes nur eine mögliche Richtung gibt.
Man kann das wörtlich nehmen, innerhalb des Ereignishorizontes
kann man nur in eine Richtung gehen.
Es ist wie in einem engem Weg in dem sich hinter dir nach jedem Schritt
eine Tür schließt.
Die Masse in einem schwarzem Loch ist so konzentriert,
dass sogar kleine Distanzen wie ein paar Zentimeter
eine millionenfach höhere Schwerkraft bedeuten würden,
die an verschiedenen Stellen unseres Körpers wirken.
Unsere Zellen würden auseinandergerissen werden während sich der Körper immer mehr
streckt, bis man ein heißer Strom aus Plasma mit einem Atom Breite wäre.
Nummer zwei: Man stirbt einen sehr schnellen Tod.
Sehr schnell nachdem man den Ereignishorizont überquert würde man eine
Feuerwand treffen und sofort sterben.
Keine dieser Optionen erscheint recht angenehm.
Aber wann du stirbst hängt von der Masse des schwarzen Loches ab.
Ein kleineres schwarzes Loch würde einen töten bevor man den Ereignishorizont
übertritt, während man wahrscheinlich in einem sehr massivem schwarzem Loch
sehr lange umher treiben könnte.
Die Faustregel lautet: Je weiter von der Singularität man entfernt ist, desto
länger überlebt man.
Schwarze Löcher gibt es in verschiedenen Größen.
Es gibt einige mit einer Masse die nur ein Vielfaches der Masse unserer Sonne
darstellt und die einen Durchmesser wie dem eines einem Asteroiden besitzen.
Und dann gibt es supermassive schwarze Löcher,
die man im Herzen einer jeden Galaxie vorfindet,
und die schon für Billionen von Jahren existieren.
Zurzeit is S5 0014+81 das größte schwarze Loch dieser Art dass man gefunden hat,
mit der Masse von mehreren Billionen Sonnen vergleichbar zu unserer.
Es besitzt einen Durchmesser von 236.7 Kilometern,
dass ist die 47-fache Distanz unserer Sonne zu Pluto.
So übermächtig schwarze Löcher aber auch sein mögen; irgendwann werden sie durch
die sogenannte "Hawking radiation" zugrunde gehen.
Um zu verstehen wie das funktioniert, muss man den leeren Raum verstehen.
Leerer Raum ist nicht wirklich leer, sondern mit virtuellen Partikeln gefüllt,
die einfach entstehen und sich gegenseitig wieder auslöschen.
Wenn dies direkt am Rand eines schwarzen Loches passiert,
wird eines der Partikel in das schwarze Loch gezogen
während das andere entflieht und ein reales Partikel wird.
Also verliert ein schwarzes Loch Energie.
Das passiert anfangs langsam,
aber wird mit der Zeit immer schneller durch das Schrumpfen des schwarzen Loches.
Wenn es die Masse eines großen Asteroiden erreicht,
wird es in Raumtemperatur strahlen.
Wenn es die Größe eines Berges erreicht hat, strahlt es mit der Wärme der Sonne.
Und in den letzten Sekunden der Existenz des schwarzen Loches strahlt es mit
der Energie von Billionen Atomwaffen in einer großen Explosion.
Dieser Prozess ist sehr langsam.
Die größten uns bekannten schwarzen Löcher würden vielleicht noch eine Gogol Jahre
brauchen um zu verschwinden.
Das ist so lang, dass es keinen mehr geben wird um das bestaunen zu können.
Das Universum wird bis dorthin schon lange unbewohnbar sein.
Aber das ist nicht alles;
es gibt noch einige andere interessante Ideen über schwarze Löcher.
Wir werden sie in Teil 2 behandeln.
Ein großes Dankeschön geht an Fraser Cain für seine Hilfe an diesem Video.
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