Überall wo man hinsieht, sieht man Schwarze Löcher, doch was sind das eigentlich für "Geschöpfe"? Für theoretische Physiker sind Schwarze Löcher zunächst nur Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen, das Kernstück der allgemeinen Relativitätstheorie. Die Theorie beschreibt, wie Materie und Energie den Raum dehnen und stauchen kann, als wäre sie aus Gummi und wie diese Krümmung der Raumzeit wiederum die Bewegung von Körpern als Gravitation steuert. Aus diesen Feldgleichungen kommen Lösungen zu stande, die besagen, dass es einen Raumzeitregionen geben kann, aus denen kein Signal entweichen kann. Diese Orte besitzen einen Kern, an dem die Materiedichte unendlich groß wird; diese Singularität ist von einer leeren Zone extremer Schwerkraft umgeben, aus welcher nichts, noch nicht einmal Licht, enkommen kann. Eine abstrakte Grenze, der Ereignishorizont, trennt diesen Bereich von der restlichen Raumzeit. Im einfachsten Fall ist der Ereignishorizont eine Kugel; für ein schwarzes Loch von der Masse wäre sein Durchmesser "nur" sechs Kilometer groß.
Doch wie steht es um die Realität? Eine Vielzahl astrophysikalischer Beobachtungen besagt, dass es im Universum einige sehr kompakte Himmelskörper gibt, die von sich aus keine Strahlung emittieren. Diese Objekte besitzen Massen von einigen wenigen bis Millionen Sonnenmassen und ihre Durchmesser reichen von ein paar Kilometern bis zu Millionen Kilometern. Insoweit stimmen also die besten Schätzungen der Astrophysiker und die Vorhersagen der allgemeinen Relativitästheorie für Schwarze Löcher überein.
Doch sind diese massereichen und dunklen Objekte wirklich Schwarze Löcher aus den Einsteinschen Feldgleichungen? Bisher passen die Messungen gewiss ganz gut, doch die Theorie selbst birgt peinliche Fragen. Insbesondere geht aus der allgemeinen Relativitästheorie hervor, dass in jedem Schwarzem Loch eine Singularität stecke. Eigentlich kein Problem für die Theorie, doch eine Theorie versagt generell, wenn sie endliche Größen liefert. Vermutlich scheitert sie, weil die in den mikroskopischen Größenordnungen dominierenden Quanteneffekte nicht berücksichtigt werden. Deshalb wird momentan stets nach der sogenannten Quantengravitation geforscht, die Quantenmechanik und Relativitästheorie vereint.
Solange diese Theorie fehlt, bleiben Fragen offen: Wie sehen quantenmechanisch korrigierte Löcher aus? Sind sie komplett verschieden von dem gängigen Bild oder bleibt die klasssiche Beschreibung eine gute Näherung? Allerdings haben auch Forscher gezeigt, dass Quanteneffekte die Bildung schwarzer Löcher verhinden können. Wie, wird im zweiten Teil erklärt! ;)
Quelle: Spektrum der Wissenschaft - Februar 2010 - Seite 24-31
Doch wie steht es um die Realität? Eine Vielzahl astrophysikalischer Beobachtungen besagt, dass es im Universum einige sehr kompakte Himmelskörper gibt, die von sich aus keine Strahlung emittieren. Diese Objekte besitzen Massen von einigen wenigen bis Millionen Sonnenmassen und ihre Durchmesser reichen von ein paar Kilometern bis zu Millionen Kilometern. Insoweit stimmen also die besten Schätzungen der Astrophysiker und die Vorhersagen der allgemeinen Relativitästheorie für Schwarze Löcher überein.
Doch sind diese massereichen und dunklen Objekte wirklich Schwarze Löcher aus den Einsteinschen Feldgleichungen? Bisher passen die Messungen gewiss ganz gut, doch die Theorie selbst birgt peinliche Fragen. Insbesondere geht aus der allgemeinen Relativitästheorie hervor, dass in jedem Schwarzem Loch eine Singularität stecke. Eigentlich kein Problem für die Theorie, doch eine Theorie versagt generell, wenn sie endliche Größen liefert. Vermutlich scheitert sie, weil die in den mikroskopischen Größenordnungen dominierenden Quanteneffekte nicht berücksichtigt werden. Deshalb wird momentan stets nach der sogenannten Quantengravitation geforscht, die Quantenmechanik und Relativitästheorie vereint.
Solange diese Theorie fehlt, bleiben Fragen offen: Wie sehen quantenmechanisch korrigierte Löcher aus? Sind sie komplett verschieden von dem gängigen Bild oder bleibt die klasssiche Beschreibung eine gute Näherung? Allerdings haben auch Forscher gezeigt, dass Quanteneffekte die Bildung schwarzer Löcher verhinden können. Wie, wird im zweiten Teil erklärt! ;)
Quelle: Spektrum der Wissenschaft - Februar 2010 - Seite 24-31
