Was ist ein Schwarzes Loch? Ausführliche Antwort

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Was ist ein Schwarzes Loch?

Schwarze Löcher, so benannt 1967 vom amerikanischen Astrophysiker John Wheeler, sind nichts anderes als das Ergebnis des Gravitationskollaps von Sternen, deren Masse mehr als das 2,5-fache der Sonnenmasse beträgt. In diesem Fall kann der Innendruck des Sterns seinen Gravitationskollaps nicht stoppen. Ein durch Gravitationskräfte schnell komprimierter Stern schrumpft auf die Größe einer Schwarzschild-Kugel, wonach keine Signale von der Oberfläche des Sterns nach außen gelangen können.

Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie wird ein Beobachter in großer Entfernung von einem kollabierten Stern niemals wissen, was innerhalb der Schwarzschild-Sphäre passiert. Er wird nicht einmal den Moment sehen, in dem die Oberfläche des Sterns die Schwarzschildkugel kreuzt: Aufgrund der relativistischen Zeitdilatation wird sich der Stern für den Beobachter unendlich lange dem Gravitationsradius annähern und bei Größen nahe der Gravitation "einfrieren". Radius.

Die Größe eines Schwarzen Lochs, oder besser gesagt der Radius der Schwarzschild-Kugel, ist proportional zu seiner Masse. Für ein Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa 10 Sonnenmassen beträgt der Radius der Schwarzschildkugel etwa 30 Kilometer.

Die Astrophysik erlegt der Größe eines Sterns keine Beschränkung auf, und daher kann ein Schwarzes Loch beliebig groß sein. Wenn er beispielsweise eine Masse von etwa 10 Millionen Sonnenmassen hat (er entstand durch die Verschmelzung von Hunderttausenden oder sogar Millionen relativ kleiner Sterne), beträgt sein Radius etwa 300 Millionen Kilometer, also das Doppelte des Erdradius Orbit.

Offenbar sind es genau solche Schwarzen Löcher, die in den Zentren von Galaxien zu finden sind. Auf jeden Fall zählen Astronomen heute etwa 50 Galaxien, in deren Zentrum sich nach indirekten Beweisen Schwarze Löcher mit einer Masse von etwa einer Milliarde Sonnenmassen befinden. Auch in unserer Galaxie gibt es offenbar ein Schwarzes Loch - seine Masse wird auf etwa 2,4 Millionen Sonnen geschätzt.

Die Theorie besagt, dass neben solchen Überriesen Schwarze Mini-Löcher mit einer Masse von etwa 100 Millionen Tonnen (die Masse eines Asteroiden mit einem Durchmesser von nur etwa 200 Metern) und einem Radius vergleichbar mit der Größe eines Atomkerns haben sollen entstanden. Sie könnten in den ersten Momenten der Existenz des Universums als Manifestation einer sehr starken Inhomogenität der Raumzeit mit einer kolossalen Energiedichte erscheinen.

Autor: Kondrashov A.P.

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