Schwarzes Loch

Materieflüsse eines schwarzen Lochs - hier das Objekt SDSS J1106+1939 - in einer künstlerischen Darstellung. Quelle: ESO

Ein Schwarzes Loch ist ein Endstadium in der Entwicklung eines Sterns. Nur Sterne mit mehr als der 2,3-fachen Sonnenmasse enden als Schwarze Löcher. Dann verdichtet sie, wenn sie ausgebrannt sind, die eigene Schwerkraft (Gravitation) derartig, dass der Radius ihrer Masse stark abnimmt. Selbst mit allergrößter Geschwindigkeit kann hier nichts mehr entweichen, also auch kein Licht. Daher sind Schwarze Löcher unsichtbar, sozusagen schwarz. Man kann sie nur wegen bestimmter Strahlungs- und Gravitationsphänomene in ihrer nahen Umgebung identifizieren. Am deutlichsten wirken sie sich aus, wenn sie massereich genug sind, um weitere Masse und Energie an sich zu ziehen.

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1 Berechnung und Beobachtung

Schwarze Löcher spielen in der Theorie Entstehung des Universums ein wichtige Rolle

Schwarze Löcher sind einzigartige astronomische Objekte. Sie führen den Menschen an den Rand seiner Erkenntnisfähigkeit. Es wurde die Existenz Schwarzer Löcher vorausberechnet, und wir können ihre äußeren Bedingungen und Gesetzmäßigkeiten erkunden. Aber wir sind nicht in der Lage zu sagen, was in ihrem Innern geschieht. Bereits in der Nähe eines Schwarzen Lochs gilt keines der bekannten Naturgesetze aus der klassischen Physik. Dieser Bereich unseres Universums entzieht sich unserer Erkenntnis und unserem Verstehen. Die physikalischen Effekte in der unmittelbaren Nähe eines Schwarzen Lochs sind faszinierend genug: Schwarze Löcher verzerren das Raum-Zeit-Gefüge in ihrer Nähe derart, dass sich die Wahrnehmungen eines Beobachters weit außerhalb des Schwarzen Lochs von denen eines theoretischen Beobachters, der sich aus der Nähe auf ein Schwarzes Loch hinzu bewegt, grundlegend unterscheiden. Das beschreibt die allgemeine Relativitätstheorie schlüssig durch eine extreme Krümmung des Raum-Zeit-Gefüges.

Ein Schwarzes Loch lässt sich durch drei physikalische Kenngrößen beschreiben und berechnen: Masse, Drehimpuls und elektrische Ladung.

2 Geschichte

Nach der Entdeckung der Fallgesetze durch Isaac Newton führten Gedankenexperimente, z.B. von Pierre Simon Laplace, sehr bald zur Erkenntnis, dass die größten und massereichsten Sterne möglicherweise gar nicht am hellsten scheinen, weil das sichtbare Licht die Massenanziehung teilweise nicht mehr verlassen kann. Die Bezeichnung Schwarzes Loch wurde erst im Jahr 1967 durch John Archibald Wheeler geprägt. Zu jener Zeit galt die Existenz der erst theoretisch beschriebenen Schwarzen Löcher zwar als sehr wahrscheinlich, war aber noch nicht durch Beobachtungen bestätigt.

Nach bisherigen Erkenntnissen ist Sagittarius A* (gesprochen: Sagittarius A Stern; abgekürzt: Sgr A*) im Sternbild Schütze ein solches Schwarzes Loch. Dieses Objekt ist seit 1932 bekannt, wurde jedoch erst ab den 1990er-Jahren genauer untersucht. In diesem Zusammenhang entwickelte sich die Suche nach sogenanntet dunkler Materie.

2016 wurde die Fusion zweier Schwarzer Löcher über die dabei erzeugten Gravitationswellen durch das LIGO-System beobachtet und 2019 gelang eine radioteleskopische Aufnahme eines Bildes des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M 87.

Gravitationswellen bei der Verschmelzung schwarzer Löcher werden seit 2015 untersucht.^[1]