Gibt es schwarze Löcher im Universum?
- 13.11.2015
- Gibt es schwarze Löcher im Universum? Oder: Ist das Schwarze Loch der Yeti der Astrophysik? Wie für den Yeti gilt für das Schwarze Loch: Gesehen hat es noch keiner – oder wenn es jemand gesehen hat, konnte sie/er nicht mehr berichten. Es gibt Phänomene im Universum, zu deren Erklärung wir das Konzept Schwarzes Loch verwenden. Anders als beim Yeti gibt es für Schwarze Löcher jedoch eine theoretische Begründung, die in ihren Ansätzen in das 18. Jahrhundert zurückreicht. Newtons allgemeines Gravitationsgesetz war etabliert und konnte die Himmelsmechanik beschreiben. Im Kern sagt es aus, dass sich zwei Massen gegenseitig anziehen, wobei die Anziehung umso größer ist, je größer die Massen sind und je kleiner der Abstand zwischen ihnen. Hat man eine sehr große Masse in einem sehr kleinen Raumbereich (zum Beispiel die Masse der Sonne auf einen Stecknadelkopf) konzentriert, so muss es einen Raumbereich um diese Masse geben, aus dem keine Materie und auch kein Licht mehr entweichen können. Das ist ein dunkler Körper: Auftreffendes Licht wird nicht reflektiert, sondern „verschluckt“. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde diese Idee mit der Allgemeinen Relativitätstheorie wieder aufgegriffen. Mit dem Konzept der Raumzeit, einem mathematischen Konstrukt, in dem die Zeit eine vierte Dimension darstellt, lassen sich die Phänomene der Relativitätstheorie beschreiben. Insbesondere bilden große Massen eine Krümmung in der Raumzeit, im Extremfall des eben beschriebenen dunklen Körpers entsteht ein Loch in der Raumzeit das schwarze Loch. Häufig wird dies anschaulich als Trichter dargestellt: In der Bahnhofshalle stand eine Zeit lang so ein Modell, in dem man Münzen in eben diesen Trichter rollen lassen konnte. Jeder Gegenstand, der einem Schwarzen Loch näherkommt als der sogenannte Schwarzschildradius, verschwindet in dem schwarzen Loch. Oder anders: Sollten Sie einem schwarzen Loch begegnen, bleiben Sie bitte mindestens den Schwarzschildradius von ihm entfernt. Die direkte Beobachtung eines Schwarzen Lochs ist nicht möglich, weil es Licht weder reflektiert noch entweichen lässt. Es lässt sich nur indirekt nachweisen – die Spuren des Yeti gleichsam. Das Schwarze Loch ist eine große Masse auf kleinstem Raum: Damit kann es zum Beispiel Sterne in ihrer Bewegung ablenken, eine Ablenkung, die auch beobachtbar ist. Die in ein schwarzes Loch stürzende Materie wird beschleunigt und sendet dabei eine Strahlung aus – auch diese kann man nachweisen. Aber wie bei den Spuren des Yeti: Auch andere Phänomene können solche Spuren erzeugen, das heißt unsere indirekten Nachweismethoden passen zu der Vorstellung eines Schwarzen Lochs, sie können aber seine Existenz nicht beweisen. Im Zentrum der Milchstraße deuten Abweichungen der Umlaufbahnen von Sternen auf ein Schwarzes Loch, Sagittarius A, mit einer Masse von einigen Millionen Sonnenmassen. Die von einigen Doppel- und Mehrfachsonnensystemen ausgesandte Strahlung deutet auf kleinere Schwarze Löcher mit Massen ähnlich der Sonnenmasse hin. Während man Sagittarius A nicht näher kommen sollte als die Erde der Sonne, kann man sich diesen kleineren schwarzen Löchern gefahrlos bis auf wenige 1.000 Kilometer nähern. Die kleinsten Schwarzen Löcher haben ungefähr die Masse des Mondes – denen müsste man sich schon auf 1/10 mm nähern, um hineinzufallen.