Wie Entsteht Ein Schwarzes Loch?

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Schwarze löcher bilden sich durch den zusammenbruch eines sehr massiven sterns, aber es bleiben viele geheimnisse über diese rätselhaften sternobjekte.

Das Schwarze Loch fasziniert von Natur aus. Vielleicht ist es, dass sie unsichtbare Bestien sind, die im Weltraum lauern und manchmal vorbeiziehende Sterne in zwei Hälften zerreißen und ihre Überreste zerstreuen. Was auch immer es ist, diese merkwürdigen kosmischen Objekte faszinieren Wissenschaftler und Laien gleichermaßen.

Aber woher kommen Schwarze Löcher? Wie formen sie sich und was gibt ihnen diese unglaubliche zerstörerische Kraft? [Die weitesten Ideen von Stephen Hawking über Schwarze Löcher]

Bevor wir das beantworten können, müssen wir uns eine noch grundlegendere Frage stellen: Was ist ein schwarzes Loch? "Im Grunde ist es ein Objekt oder ein Punkt im Weltraum, an dem die Anziehungskraft so stark ist, dass nichts davon entkommen kann", sagte die Astrophysikerin Neta Bahcall von der Princeton University in New Jersey gegenüber WordsSideKick.com. Sogar Lichtwellen werden eingesaugt, weshalb schwarze Löcher schwarz sind.

Diese bizarren Objekte entstehen wie Phönixe, die aus der Asche toter Sterne entspringen. Wenn massive Sterne das Ende ihres Lebens erreichen, ist der Wasserstoff, den sie zu Helium verschmolzen haben, fast aufgebraucht. Diese Monstersterne verbrennen also Helium und verschmelzen die verbleibenden Atome zu noch schwereren Elementen, bis Eisen entsteht, dessen Fusion nicht mehr genug Energie liefert, um die äußeren Schichten des Sterns zu stützen, so die Swinburne University of Technology im australischen Centre für Astrophysik und Supercomputing. Diese obersten Schichten kollabieren nach innen und explodieren dann als mächtiger und heller Stoß, der als Supernova bezeichnet wird.

Ein kleiner Teil des Sterns bleibt jedoch zurück. Albert Einsteins Gleichungen mit allgemeiner Relativitätstheorie sagen voraus, dass, wenn dieser Überrest etwa das Dreifache der Masse der Erdsonne hat, die starke Gravitationskraft des restlichen Sterns alles andere überwältigen wird und das Material, aus dem es besteht, zu einem unendlich kleinen Punkt mit unendlicher Dichte zerquetscht wird zur NASA. Die bekannten Gesetze der Physik können mit solchen bahnbrechenden Unendlichkeiten nicht umgehen. "Irgendwann brechen sie zusammen und wir wissen nicht wirklich, was passiert", sagte Bahcall. [8 Möglichkeiten, wie Sie Einsteins Relativitätstheorie im wirklichen Leben sehen können]

Wenn diese Überreste allein sind, sitzt ein schwarzes Loch im Allgemeinen nur dort und tut nicht viel. Wenn das Objekt jedoch von Gas und Staub umgeben ist, wird dieses Material in den Schlund des Schwarzen Lochs gesaugt, wodurch helle Lichtstöße entstehen, wenn sich Gas und Staub erwärmen und wie Wasser umherwirbeln, das durch einen Abfluss fließt. Das Schwarze Loch wird diese Masse in seine eigene integrieren, so dass das Objekt wachsen kann, sagte Bahcall.

Wenn sich zwei Schwarze Löcher treffen, zieht die starke Schwerkraft eines jeden das andere an, und sie kommen näher und näher und drehen sich umeinander. Ihre kollektive Masse wird das Gewebe der nahen Weltraumzeit erschüttern und Gravitationswellen aussenden. Im Jahr 2015 entdeckten Astronomen solche Gravitationswellen über das Laser Interferometer Gravitationswellen-Observatorium (LIGO), über das zuvor WordsSideKick.com berichtet hatte.

"Das war das erste Mal, dass wir tatsächlich schwarze Löcher sehen und bestätigen konnten, dass es sie gibt", sagte Bahcall und fügte hinzu, dass die Ergebnisse auch eine schöne Bestätigung von Einsteins Vorhersagegleichungen waren.

Wissenschaftler hatten zuvor indirekte Hinweise auf Schwarze Löcher gefunden, als sie Sterne im Zentrum unserer Milchstraße gesehen haben, die um ein gigantisches unsichtbares Objekt kreisen, berichtet Universe Today. Wie solche supermassiven Schwarzen Löcher - die Milliarden von Sonnenmassen ausmachen können - eine herausragende Frage sind, sagte Bahcall.

Die Forscher glauben, dass diese supermassiven Schwarzen Löcher früher viel kleiner waren und sich in den ersten Tagen unseres Universums als kleinere Löcher bildeten. Im Laufe der kosmologischen Zeit nahmen diese Objekte Gas und Staub auf und verschmolzen miteinander, um zu wachsen und endeten als kolossale Monster. Aber viele Details dieser Geschichte bleiben unscharf, sagte Bahcall.

Astronomen haben Objekte namens Quasare beobachtet, die heller leuchten als Tausende von Galaxien zusammengenommen, und es wird vermutet, dass sie von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden, die Materie verbrauchen. Quasare wurden bereits in den ersten Milliarden Jahren nach dem Urknall gesehen, als sich unser Universum bildete, und die Wissenschaftler mussten sich mit dem Kopf darüber streichen, wie sich solch riesige Objekte so schnell bilden können, sagte Bahcall.

"Das hebt die Frage wirklich hervor und macht sie komplexer", sagte Bahcall, und es bleibt ein sehr aktives Forschungsthema.

Ursprünglich veröffentlicht am Live-Wissenschaft.


Videoergänzungsan: Wie entsteht ein schwarzes Loch?.




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