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Schwarze Löcher gehören zu den
komischsten Dingen in dieser Welt.
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Sie scheinen letztlich keinen Sinn
zu ergeben... Wo kommen sie her?
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Was passiert wenn man in eines
hineinfällt?
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Sterne sind sehr massenreiche Ansammlungen
von hauptsächlich Wasserstoffatomen,
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die durch das Zusammenbrechen von
Gaswolken aufgrund der
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eigenen Gravitation entstehen.
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In ihrem Kern entsteht durch Fusion aus
Wasserstoff Helium,
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wobei diese Fusion große Mengen
an Energie freisetzt.
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Diese Energie, in Form von Strahlung,
drückt gegen die Schwerkraft,
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und erhält dadurch die Balance zwischen
den beiden Kräften aufrecht.
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So lange die Fusion im Kern stattfindet,
bleibt der Stern stabil genug.
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Aber bei Sternen die viel schwerer sind
als unsere Sonne,
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funktioniert das Fusionieren von
schwereren Elementen,
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zu denen letztlich Eisen gehört.
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Im Gegensatz zu den Elementen die davor
entstehen,
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erzeugt der Fusionsprozess der Eisen
entstehen lässt keine Energie.
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In der Mitte bildet sich Eisen, bis es in
einer kritisch hohen Masse vorhanden ist,
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durch die die Balance zwischen Strahlung
und Gravitation zerstört wird.
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Der Kern bricht zusammen.
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Innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde
implodiert der Stern,
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mit einem Viertel der
Lichtgeschwindigkeit,
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wodurch die Masse im Kern weiter steigt.
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Das ist der Moment in dem alle schwereren
Elemente im Universum entstanden sind,
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bei dem Tod eines Sternes in From einer
Supernova.
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Dadurch entsteht entweder ein
Neutronenstern, oder wenn der Stern massiv
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genug ist, ein schwarzes Loch durch das
zusammenfallen der ganzen Masse.
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Wenn man ein schwarzen Löchern sieht,
meint man eigentlich den Ereignishorizont.
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Alles dass den Ereignishorizont überquert
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müsste schneller als Licht sein um zu
entfliehen.
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Oder anders gesagt: Es ist unmöglich.
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Also sieht man nur eine schwarze Kugel,
die nichts reflektiert.
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Aber wenn der Ereignishorizont das
"schwarz" im schwarzen Loch erklärt,
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was ist dann das Loch?
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Die Singularität.
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Man weiß nicht wirklich was es genau ist.
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Die Singularität könnte unendlich dicht
sein, dass heißt dass alle Masse in einem
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Punkt im Raum zusammengefasst wäre,
ohne Oberfläche oder Volumen.
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Oder etwas komplett anderes.
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Zurzeit weiß es niemand so genau.
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Es ist wie das Teilen durch null.
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Übrigens, schwarze Löcher saugen nichts
auf wie ein Staubsauger,
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wenn man die Sonne mit einem gleich
schwerem schwarzem Loch austauschen würde,
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würde sich für die Erde nichts ändern,
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bis auf das Erfrieren der Erde, natürlich.
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Was würde passieren wenn man in ein
schwarzes Loch fallen würde?
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Die Erfahrung von Zeit ist anders in
einem schwarzem Loch.
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Von außen scheint man langsamer zu werden,
und während man sich dem Ereignishorizont
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nähert.
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Die Zeit vergeht also in diesem Moment
langsamer.
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Zugleich, während es aussieht als würde
die Zeit für einen stehen bleiben, würde
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man sich langsam rot färben und
verschwinden.
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Aus der eigenen Perspektive könnte man
allerdings den Rest des Universums in
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"fast-forward" betrachten, quasi in die
Zukunft sehen.
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Noch wissen wir nicht was als nächstes
passiert, aber es könnten zwei Dinge sein.
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Nummer eins: Man stirbt einen
schnellen Tod.
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Ein schwarzes Loch biegt die Raumzeit so
sehr dass es innerhalb
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des Ereignishorizontes nur eine mögliche
Richtung gibt.
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Man kann das wörtlich nehmen,
innerhalb des Ereignishorizontes
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kann man nur in eine Richtung gehen.
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Es ist wie in einem engem Weg in dem sich
hinter dir nach jedem Schritt
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eine Tür schließt.
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Die Masse in einem schwarzem Loch ist so
konzentriert,
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dass sogar kleine Distanzen wie ein paar
Zentimeter
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eine millionenfach höhere Schwerkraft
bedeuten würden,
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die an verschiedenen Stellen unseres
Körpers wirken.
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Unsere Zellen würden auseinandergerissen
werden während sich der Körper immer mehr
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streckt, bis man ein heißer Strom aus
Plasma mit einem Atom Breite wäre.
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Nummer zwei: Man stirbt einen sehr
schnellen Tod.
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Sehr schnell nachdem man den
Ereignishorizont überquert würde man eine
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Feuerwand treffen und sofort sterben.
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Keine dieser Optionen erscheint recht
angenehm.
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Aber wann du stirbst hängt von der Masse
des schwarzen Loches ab.
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Ein kleineres schwarzes Loch würde einen
töten bevor man den Ereignishorizont
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übertritt, während man wahrscheinlich in
einem sehr massivem schwarzem Loch
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sehr lange umher treiben könnte.
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Die Faustregel lautet: Je weiter von der
Singularität man entfernt ist, desto
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länger überlebt man.
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Schwarze Löcher gibt es in verschiedenen
Größen.
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Es gibt einige mit einer Masse die nur ein
Vielfaches der Masse unserer Sonne
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darstellt und die einen Durchmesser wie
dem eines einem Asteroiden besitzen.
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Und dann gibt es supermassive
schwarze Löcher,
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die man im Herzen einer jeden Galaxie
vorfindet,
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und die schon für Billionen von Jahren
existieren.
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Zurzeit is S5 0014+81 das größte schwarze
Loch dieser Art dass man gefunden hat,
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mit der Masse von mehreren Billionen
Sonnen vergleichbar zu unserer.
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Es besitzt einen Durchmesser von 236.7
Kilometern,
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dass ist die 47-fache Distanz unserer
Sonne zu Pluto.
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So übermächtig schwarze Löcher aber auch
sein mögen; irgendwann werden sie durch
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die sogenannte "Hawking radiation"
zugrunde gehen.
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Um zu verstehen wie das funktioniert, muss
man den leeren Raum verstehen.
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Leerer Raum ist nicht wirklich leer,
sondern mit virtuellen Partikeln gefüllt,
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die einfach entstehen und sich gegenseitig
wieder auslöschen.
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Wenn dies direkt am Rand eines schwarzen
Loches passiert,
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wird eines der Partikel in das schwarze
Loch gezogen
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während das andere entflieht und ein
reales Partikel wird.
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Also verliert ein schwarzes Loch Energie.
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Das passiert anfangs langsam,
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aber wird mit der Zeit immer schneller
durch das Schrumpfen des schwarzen Loches.
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Wenn es die Masse eines großen Asteroiden
erreicht,
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wird es in Raumtemperatur strahlen.
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Wenn es die Größe eines Berges erreicht
hat, strahlt es mit der Wärme der Sonne.
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Und in den letzten Sekunden der Existenz
des schwarzen Loches strahlt es mit
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der Energie von Billionen Atomwaffen in
einer großen Explosion.
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Dieser Prozess ist sehr langsam.
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Die größten uns bekannten schwarzen Löcher
würden vielleicht noch eine Gogol Jahre
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brauchen um zu verschwinden.
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Das ist so lang, dass es keinen mehr geben
wird um das bestaunen zu können.
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Das Universum wird bis dorthin schon lange
unbewohnbar sein.
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Aber das ist nicht alles;
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es gibt noch einige andere interessante
Ideen über schwarze Löcher.
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Wir werden sie in Teil 2 behandeln.
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Ein großes Dankeschön geht an Fraser Cain
für seine Hilfe an diesem Video.
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Übrigens, wir haben ein paar Kurzgesagt
Desktop-Hintergründe in 4K
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in verschiedenen Größen erstellt.
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