Was ist ein Schwarzes Loch?

Sie sind Giganten des Universums, verschlingen Materie und Licht und geben der Wissenschaft bis heute große Rätsel auf: Schwarze Löcher. Doch was ist ein Schwarzes Loch? Durch welche Eigenschaften lässt sich ein Schwarzes Loch charakterisieren, und zu welchen Ergebnissen gelangten Wissenschaftler hinsichtlich seiner Entstehung?

Entdeckung und Eigenschaften Schwarzer Löcher

Krümmung der Raumzeit durch ein Schwarzes Loch

Ein Gigant des Universums: Das schwarze Loch

Die ersten hypothetischen Annahmen für die Existenz Schwarzer Löcher, die damals “Dunkle Sterne” oder auch “Dunkle Körper” genannt wurden, stammen aus dem 18. Jahrhundert und wurden zunächst von John Michell (1724-1793), später von Pierre Simon Laplace (1749-1827) hervorgebracht. Ihre Annahmen resultierten vor allem aus dem Gravitationsgesetz Isaac Newtons (1643-1727) und seinen theoretischen Arbeiten zur Beschaffenheit des Lichts. Ein existenzieller Nachweis blieb jedoch aus. Erst ein Jahrhundert später konnte mithilfe der Relativitätstheorie Albert Einsteins (1879-1955) nicht nur die Existenz Schwarzer Löcher bewiesen werden, sondern auch erste Aussagen über ihre Eigenschaften und ihre Entstehung getroffen werden. Maßgeblichen Anteil daran hatten vor allem Karl Schwarzschild (1873-1916), Roy Patrick Kerr (1934-) und John Archibald Wheeler (1911-2008), der auch den Namen Schwarzes Loch (“Black Hole”) als offizielle Bezeichnung im Jahr 1967 etablierte. Basierend auf ihren und weiteren Forschungen werden Schwarzen Löchern u.a. folgende Eigenschaften und Charakteristiken zugeschrieben:

  • Schwarze Löcher besitzen drei Grundeigenschaften: Masse, Rotation (Drehimpuls) und elektrische Ladung, wobei es rotierende und nicht rotierende sowie elektrisch geladene und ungeladene Schwarze Löcher gibt
  • Schwarze Löcher sind umringt von extrem starken Gravitationsfeldern
  • Schwarze Löcher verzerren die Raumzeit
  • Schwarze Löcher können Materie und Licht verschlingen bzw. komprimieren und somit unsichtbar machen (Ereignishorizont/Schwarzschild-Radius)
  • Schwarze Löcher besitzen keine feste Oberflächenstruktur
  • Das Innere eines Schwarzen Lochs kann nicht beobachtet werden (Krümmungssingularität des Ereignishorizonts)

Schwarze Löcher bleiben ein Mysterium

Obwohl viele Annahmen über die Beschaffenheit Schwarzer Löcher existieren, konnten die Fragen, was ein Schwarzes Loch letztlich ist und wie es in die faszinierende Welt der physikalischen Anomalien einzuordnen ist, noch nicht zufriedenstellend geklärt werden. Fest steht lediglich, dass sich Schwarze Löcher in verschiedene Klassen und Größen kategorisieren lassen können. Was sich im Inneren befindet oder was passiert, wenn ein Raumschiff in ein Schwarzes Loch eindringen würde (Stichwort Zeitreise), kann nur vermutet werden. Ebenso verhält es sich mit ihrer Entstehung. Zwar weiß man, dass Schwarze Löcher durch Sternimplosionen (Supernovae) entstehen können. Über die genauen physikalischen Abläufe konnte jedoch bisher ebenfalls nur spekuliert werden.

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