« Science-Fiction kann nützlich sein – sie regt die Fantasie an und nimmt Angst vor der Zukunft. Die wissenschaftlichen Fakten können jedoch viel auffälliger sein. Science-Fiction hat sich Dinge wie Schwarze Löcher nicht einmal vorgestellt.»
Stefan Hawking

In den Tiefen des Universums liegen für den Menschen unzählige Mysterien und Mysterien. Eines davon sind Schwarze Löcher – Objekte, die selbst die klügsten Köpfe der Menschheit nicht verstehen können. Hunderte von Astrophysikern versuchen, die Natur von Schwarzen Löchern zu entdecken, aber zu diesem Zeitpunkt haben wir noch nicht einmal ihre Existenz in der Praxis bewiesen.

Filmregisseure widmen ihnen ihre Filme, und unter einfachen Menschen sind Schwarze Löcher zu einem solchen Kultphänomen geworden, dass sie mit dem Ende der Welt und dem bevorstehenden Tod identifiziert werden. Sie werden gefürchtet und gehasst, aber gleichzeitig vergöttert und beugen sie sich vor dem Unbekannten, mit dem diese seltsamen Fragmente des Universums vollgestopft sind. Stimmen Sie zu, von einem schwarzen Loch verschluckt zu werden, ist diese Art von Romantik. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, und sie können auch zu Führern für uns werden.

Die Boulevardpresse spekuliert oft über die Popularität von Schwarzen Löchern. Schlagzeilen in Zeitungen zu finden, die sich auf das Ende der Welt auf dem Planeten aufgrund einer weiteren Kollision mit einem supermassiven Schwarzen Loch beziehen, ist kein Problem. Viel schlimmer ist, dass der analphabetische Teil der Bevölkerung alles ernst nimmt und eine regelrechte Panik auslöst. Um etwas Klarheit zu schaffen, werden wir uns auf eine Reise zu den Ursprüngen der Entdeckung schwarzer Löcher begeben und versuchen zu verstehen, was es ist und wie wir uns darauf beziehen können.

unsichtbare Sterne

Zufällig beschreiben moderne Physiker die Struktur unseres Universums mit Hilfe der Relativitätstheorie, die Einstein der Menschheit zu Beginn des 20. Jahrhunderts sorgfältig zur Verfügung gestellt hat. Umso mysteriöser sind Schwarze Löcher, an deren Ereignishorizont alle uns bekannten Gesetze der Physik, einschließlich Einsteins Theorie, ihre Wirkung verlieren. Ist es nicht wunderbar? Darüber hinaus wurde die Vermutung über die Existenz von Schwarzen Löchern lange vor der Geburt von Einstein selbst geäußert.

1783 gab es in England eine deutliche Zunahme der wissenschaftlichen Aktivität. Damals ging die Wissenschaft Seite an Seite mit der Religion, sie kamen gut miteinander aus, und Wissenschaftler galten nicht mehr als Häretiker. Darüber hinaus waren Priester mit wissenschaftlicher Forschung beschäftigt. Einer dieser Diener Gottes war der englische Pastor John Michell, der sich nicht nur Lebensfragen stellte, sondern auch durchaus wissenschaftliche Aufgaben. Michell war ein sehr angesehener Wissenschaftler: Zunächst war er Lehrer für Mathematik und alte Linguistik an einem der Colleges, und danach wurde er für eine Reihe von Entdeckungen in die Royal Society of London aufgenommen.

John Michell beschäftigte sich mit Seismologie, aber in seiner Freizeit dachte er gerne über das Ewige und den Kosmos nach. So kam er auf die Idee, dass es irgendwo in den Tiefen des Universums supermassive Körper mit einer so starken Schwerkraft geben könnte, dass man sich mit einer Geschwindigkeit von oder bewegen muss, um die Gravitationskraft eines solchen Körpers zu überwinden höher als die Lichtgeschwindigkeit. Wenn wir eine solche Theorie als wahr annehmen, dann wird selbst Licht nicht in der Lage sein, die zweite kosmische Geschwindigkeit zu entwickeln (die Geschwindigkeit, die notwendig ist, um die Gravitationsanziehung des verlassenden Körpers zu überwinden), sodass ein solcher Körper für das bloße Auge unsichtbar bleibt.

Michell nannte seine neue Theorie "dunkle Sterne" und versuchte gleichzeitig, die Masse solcher Objekte zu berechnen. Er brachte seine Gedanken zu diesem Thema in einem offenen Brief an die Royal Society of London zum Ausdruck. Leider war eine solche Forschung damals für die Wissenschaft nicht von besonderem Wert, so dass Michells Brief an das Archiv geschickt wurde. Nur zweihundert Jahre später, in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, wurde es unter Tausenden anderer Aufzeichnungen gefunden, die sorgfältig in der alten Bibliothek aufbewahrt wurden.

Der erste wissenschaftliche Beweis für die Existenz von Schwarzen Löchern

Nach der Veröffentlichung von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie machten sich Mathematiker und Physiker ernsthaft daran, die von dem deutschen Wissenschaftler vorgestellten Gleichungen zu lösen, die uns viel über die Struktur des Universums sagen sollten. Der deutsche Astronom, Physiker Karl Schwarzschild, beschloss 1916, dasselbe zu tun.

Der Wissenschaftler kam anhand seiner Berechnungen zu dem Schluss, dass die Existenz von Schwarzen Löchern möglich ist. Er war auch der Erste, der den später romantischen Ausdruck „Ereignishorizont“ beschrieb – eine imaginäre Grenze der Raumzeit an einem Schwarzen Loch, nach deren Überquerung ein Punkt ohne Wiederkehr kommt. Nichts entgeht dem Ereignishorizont, nicht einmal Licht. Jenseits des Ereignishorizonts tritt die sogenannte „Singularität“ auf, wo die uns bekannten Gesetze der Physik aufhören zu wirken.

Indem er seine Theorie weiterentwickelte und Gleichungen löste, entdeckte Schwarzschild neue Geheimnisse der Schwarzen Löcher für sich und die Welt. So konnte er allein auf dem Papier die Entfernung vom Zentrum eines Schwarzen Lochs, wo seine Masse konzentriert ist, bis zum Ereignishorizont berechnen. Schwarzschild nannte diesen Abstand den Gravitationsradius.

Trotz der Tatsache, dass die Lösungen von Schwarzschild mathematisch außergewöhnlich korrekt waren und nicht widerlegt werden konnten, konnte die wissenschaftliche Gemeinschaft des frühen 20. Jahrhunderts eine so schockierende Entdeckung nicht sofort akzeptieren, und die Existenz von Schwarzen Löchern wurde als Fantasie abgeschrieben, die hin und wieder manifestierte sich in der Relativitätstheorie. In den nächsten fünfzehn Jahren war die Untersuchung des Weltraums auf das Vorhandensein von Schwarzen Löchern langsam, und nur wenige Anhänger der Theorie des deutschen Physikers beschäftigten sich damit.

Sterne, die Dunkelheit gebären

Nachdem Einsteins Gleichungen auseinandergenommen wurden, war es an der Zeit, die gezogenen Schlussfolgerungen zu nutzen, um die Struktur des Universums zu verstehen. Insbesondere in der Theorie der Sternentwicklung. Es ist kein Geheimnis, dass nichts in unserer Welt ewig hält. Sogar die Sterne haben ihren eigenen Lebenszyklus, wenn auch länger als ein Mensch.

Einer der ersten Wissenschaftler, der sich ernsthaft für die Sternentwicklung interessierte, war der junge, aus Indien stammende Astrophysiker Subramanyan Chandrasekhar. 1930 veröffentlichte er eine wissenschaftliche Arbeit, die die angebliche innere Struktur von Sternen sowie ihre Lebenszyklen beschrieb.

Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts vermuteten Wissenschaftler ein Phänomen wie die Gravitationskontraktion (Gravitationskollaps). An einem bestimmten Punkt in seinem Leben beginnt ein Stern, sich unter dem Einfluss der Gravitationskräfte mit enormer Geschwindigkeit zusammenzuziehen. Dies geschieht in der Regel im Moment des Todes eines Sterns, jedoch gibt es bei einem Gravitationskollaps mehrere Möglichkeiten für die weitere Existenz einer glühenden Kugel.

Chandrasekhars Vorgesetzter Ralph Fowler, zu seiner Zeit ein angesehener theoretischer Physiker, schlug vor, dass sich jeder Stern während eines Gravitationskollaps in einen kleineren und heißeren verwandelt – einen Weißen Zwerg. Aber es stellte sich heraus, dass der Schüler die Theorie des Lehrers „brach“, die von den meisten Physikern zu Beginn des letzten Jahrhunderts geteilt wurde. Nach der Arbeit eines jungen Hindus hängt der Tod eines Sterns von seiner Anfangsmasse ab. Zum Beispiel können nur Sterne, deren Masse das 1,44-fache der Sonnenmasse nicht überschreitet, zu Weißen Zwergen werden. Diese Zahl wird Chandrasekhar-Grenze genannt. Wenn die Masse des Sterns diese Grenze überschreitet, stirbt er auf ganz andere Weise. Unter bestimmten Bedingungen kann ein solcher Stern zum Zeitpunkt des Todes zu einem neuen Neutronenstern wiedergeboren werden – ein weiteres Mysterium des modernen Universums. Die Relativitätstheorie hingegen sagt uns eine weitere Option - die Kompression eines Sterns auf ultrakleine Werte, und hier beginnt das Interessanteste.

1932 erschien in einer der wissenschaftlichen Zeitschriften ein Artikel, in dem der brillante Physiker der UdSSR, Lev Landau, vorschlug, dass ein supermassereicher Stern während des Zusammenbruchs zu einem Punkt mit unendlich kleinem Radius und unendlicher Masse komprimiert wird. Trotz der Tatsache, dass ein solches Ereignis aus der Sicht einer unvorbereiteten Person sehr schwer vorstellbar ist, war Landau nicht weit von der Wahrheit entfernt. Der Physiker schlug auch vor, dass nach der Relativitätstheorie die Schwerkraft an einem solchen Punkt so groß wäre, dass sie beginnen würde, die Raumzeit zu verzerren.

Astrophysiker mochten Landaus Theorie und entwickelten sie weiter. 1939 erschien in Amerika dank der Bemühungen zweier Physiker - Robert Oppenheimer und Hartland Sneijder - eine Theorie, die einen supermassereichen Stern zum Zeitpunkt des Zusammenbruchs detailliert beschreibt. Als Ergebnis eines solchen Ereignisses hätte ein echtes Schwarzes Loch erscheinen müssen. Trotz der Überzeugungskraft der Argumente bestritten die Wissenschaftler weiterhin die Möglichkeit der Existenz solcher Körper sowie die Umwandlung von Sternen in sie. Sogar Einstein distanzierte sich von dieser Idee und glaubte, dass der Stern zu solch phänomenalen Transformationen nicht fähig sei. Andere Physiker geizten nicht mit ihren Aussagen und nannten die Möglichkeit solcher Ereignisse lächerlich.
Die Wissenschaft erreicht jedoch immer die Wahrheit, man muss nur ein wenig warten. Und so geschah es.

Die hellsten Objekte im Universum

Unsere Welt ist eine Ansammlung von Paradoxien. Manchmal koexistieren darin Dinge, deren Koexistenz sich jeder Logik entzieht. Zum Beispiel würde der Begriff "Schwarzes Loch" bei einem normalen Menschen nicht mit dem Ausdruck "unglaublich hell" in Verbindung gebracht, aber die Entdeckung der frühen 60er Jahre des letzten Jahrhunderts erlaubte es Wissenschaftlern, diese Aussage als falsch zu betrachten.

Mit Hilfe von Teleskopen gelang es Astrophysikern, bisher unbekannte Objekte am Sternenhimmel zu entdecken, die sich trotz ihres Aussehens wie gewöhnliche Sterne ziemlich seltsam verhielten. Beim Studium dieser seltsamen Leuchten machte der amerikanische Wissenschaftler Martin Schmidt auf ihre Spektrographie aufmerksam, deren Daten andere Ergebnisse zeigten als das Scannen anderer Sterne. Einfach gesagt, diese Sterne waren nicht wie die anderen, an die wir gewöhnt sind.

Plötzlich dämmerte es Schmidt, und er machte auf die Verschiebung des Spektrums im roten Bereich aufmerksam. Es stellte sich heraus, dass diese Objekte viel weiter von uns entfernt sind als die Sterne, die wir am Himmel zu sehen gewohnt sind. Das von Schmidt beobachtete Objekt zum Beispiel befand sich zweieinhalb Milliarden Lichtjahre von unserem Planeten entfernt, leuchtete aber einige hundert Lichtjahre entfernt so hell wie ein Stern. Es stellt sich heraus, dass das Licht eines solchen Objekts mit der Helligkeit einer ganzen Galaxie vergleichbar ist. Diese Entdeckung war ein echter Durchbruch in der Astrophysik. Der Wissenschaftler nannte diese Objekte „quasi-stellar“ oder einfach „Quasare“.

Martin Schmidt untersuchte weiterhin neue Objekte und fand heraus, dass ein so helles Leuchten nur aus einem Grund verursacht werden kann - Akkretion. Akkretion ist der Prozess der Absorption umgebender Materie durch einen supermassiven Körper mit Hilfe der Schwerkraft. Der Wissenschaftler kam zu dem Schluss, dass sich im Zentrum von Quasaren ein riesiges Schwarzes Loch befindet, das mit unglaublicher Kraft die Materie, die es im Weltraum umgibt, in sich hineinzieht. Bei der Aufnahme von Materie durch das Loch werden die Teilchen auf enorme Geschwindigkeiten beschleunigt und beginnen zu leuchten. Die eigentümliche leuchtende Kuppel um ein Schwarzes Loch wird Akkretionsscheibe genannt. Seine Visualisierung wurde in Christopher Nolans Film „Interstellar“ gut demonstriert, der viele Fragen aufwarf: „Wie kann ein Schwarzes Loch leuchten?“.

Bis heute haben Wissenschaftler Tausende von Quasaren am Sternenhimmel gefunden. Diese seltsamen, unglaublich hellen Objekte werden die Leuchtfeuer des Universums genannt. Sie erlauben es uns, uns den Aufbau des Kosmos etwas besser vorzustellen und nähern uns dem Moment, in dem alles begann.

Obwohl Astrophysiker seit vielen Jahren indirekte Beweise für die Existenz supermassereicher unsichtbarer Objekte im Universum erhalten, existierte der Begriff "Schwarzes Loch" erst 1967. Um komplizierte Namen zu vermeiden, schlug der amerikanische Physiker John Archibald Wheeler vor, solche Objekte "schwarze Löcher" zu nennen. Warum nicht? Sie sind teilweise schwarz, weil wir sie nicht sehen können. Außerdem ziehen sie alles an, man kann hineinfallen, genau wie in ein echtes Loch. Und aus einem solchen Ort herauszukommen, ist nach modernen Gesetzen der Physik einfach unmöglich. Stephen Hawking behauptet jedoch, dass man, wenn man durch ein Schwarzes Loch reist, in ein anderes Universum, eine andere Welt gelangen kann, und das ist Hoffnung.

Angst vor der Unendlichkeit

Aufgrund der übermäßigen Rätselhaftigkeit und Romantisierung von Schwarzen Löchern sind diese Objekte zu einer echten Horrorgeschichte unter den Menschen geworden. Die Boulevardpresse spekuliert gerne über den Analphabetismus der Bevölkerung und verbreitet erstaunliche Geschichten darüber, wie sich ein riesiges Schwarzes Loch auf unsere Erde zubewegt, das das Sonnensystem in wenigen Stunden verschlingen wird, oder einfach giftige Gaswellen auf unsere aussendet Planet.

Besonders beliebt ist das Thema der Zerstörung des Planeten mit Hilfe des Large Hadron Collider, der 2006 in Europa auf dem Territorium des Europäischen Rates für Kernforschung (CERN) gebaut wurde. Die Welle der Panik begann als dummer Scherz von jemandem, wuchs aber wie ein Schneeball. Jemand hat ein Gerücht verbreitet, dass sich im Teilchenbeschleuniger des Colliders ein Schwarzes Loch bilden könnte, das unseren Planeten vollständig verschlingen würde. Natürlich begannen die empörten Leute, ein Verbot von Experimenten am LHC zu fordern, aus Angst vor einem solchen Ergebnis. Vor dem Europäischen Gericht wurden Klagen eingereicht, in denen gefordert wurde, den Beschleuniger zu schließen, und die Wissenschaftler, die ihn geschaffen hatten, mit dem vollen Umfang des Gesetzes bestraft zu werden.

Tatsächlich bestreiten Physiker nicht, dass bei der Kollision von Teilchen im Large Hadron Collider Objekte mit ähnlichen Eigenschaften wie Schwarze Löcher erscheinen können, aber ihre Größe liegt auf der Ebene der Elementarteilchengröße, und solche „Löcher“ existieren nur für so kurze Zeit dass wir ihr Auftreten nicht einmal erfassen können.

Einer der Hauptexperten, der versucht, die Welle der Unwissenheit vor den Menschen zu zerstreuen, ist Stephen Hawking - der berühmte theoretische Physiker, der außerdem als echter "Guru" in Bezug auf Schwarze Löcher gilt. Hawking bewies, dass Schwarze Löcher nicht immer das Licht absorbieren, das in Akkretionsscheiben erscheint, und ein Teil davon in den Weltraum gestreut wird. Dieses Phänomen wurde Hawking-Strahlung oder Verdampfung von Schwarzen Löchern genannt. Hawking stellte auch eine Beziehung zwischen der Größe eines Schwarzen Lochs und der Rate seiner „Verdunstung“ her – je kleiner es ist, desto weniger existiert es in der Zeit. Und das bedeutet, dass sich alle Gegner des Large Hadron Collider keine Sorgen machen sollten: Schwarze Löcher darin werden nicht einmal für eine Millionstel Sekunde existieren können.

Theorie nicht in der Praxis bewiesen

Leider erlauben uns die Technologien der Menschheit in diesem Entwicklungsstadium nicht, die meisten Theorien zu testen, die von Astrophysikern und anderen Wissenschaftlern entwickelt wurden. Einerseits wird die Existenz von Schwarzen Löchern recht überzeugend auf dem Papier bewiesen und aus Formeln abgeleitet, in denen alles mit jeder Variablen konvergiert. Andererseits ist es uns in der Praxis noch nicht gelungen, ein echtes Schwarzes Loch mit eigenen Augen zu sehen.

Trotz aller Meinungsverschiedenheiten vermuten Physiker, dass sich im Zentrum jeder der Galaxien ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet, das mit seiner Schwerkraft Sterne zu Haufen sammelt und Sie in einer großen und freundlichen Gesellschaft durch das Universum reisen lässt. In unserer Milchstraße gibt es nach verschiedenen Schätzungen 200 bis 400 Milliarden Sterne. Alle diese Sterne drehen sich um etwas, das eine riesige Masse hat, um etwas, das wir mit einem Teleskop nicht sehen können. Höchstwahrscheinlich handelt es sich um ein Schwarzes Loch. Sollte sie Angst haben? - Nein, zumindest nicht in den nächsten Milliarden Jahren, aber wir können einen weiteren interessanten Film über sie drehen.



SCHWARZES LOCH
ein durch den vollständigen Gravitationskollaps von Materie entstandener Bereich im Raum, in dem die Gravitationsanziehung so stark ist, dass weder Materie noch Licht noch andere Informationsträger ihn verlassen können. Daher ist das Innere eines Schwarzen Lochs ursächlich nicht mit dem Rest des Universums verbunden; Physikalische Prozesse, die innerhalb eines Schwarzen Lochs ablaufen, können Prozesse außerhalb nicht beeinflussen. Ein Schwarzes Loch ist von einer Oberfläche umgeben, die die Eigenschaft einer unidirektionalen Membran hat: Materie und Strahlung fallen ungehindert durch sie hindurch in das Schwarze Loch, aber nichts kann ihm entkommen. Diese Fläche wird als „Ereignishorizont“ bezeichnet. Da es bisher nur indirekte Hinweise auf die Existenz von Schwarzen Löchern in Tausenden von Lichtjahren Entfernung von der Erde gibt, basiert unsere weitere Darstellung hauptsächlich auf theoretischen Ergebnissen. Schwarze Löcher, die von der allgemeinen Relativitätstheorie (der von Einstein 1915 vorgeschlagenen Gravitationstheorie) und anderen moderneren Gravitationstheorien vorhergesagt wurden, wurden 1939 von R. Oppenheimer und H. Snyder mathematisch untermauert. Aber die Eigenschaften von Raum und Zeit in der Nähe dieser Objekte erwiesen sich als so ungewöhnlich, dass Astronomen und Physiker sie 25 Jahre lang nicht ernst nahmen. Astronomische Entdeckungen Mitte der 1960er Jahre zwangen uns jedoch, Schwarze Löcher als mögliche physikalische Realität zu betrachten. Ihre Entdeckung und Erforschung kann unser Verständnis von Raum und Zeit grundlegend verändern.
Entstehung von Schwarzen Löchern. Während thermonukleare Reaktionen im Inneren des Sterns stattfinden, halten sie hohe Temperatur und hohen Druck aufrecht und verhindern, dass der Stern unter dem Einfluss seiner eigenen Schwerkraft zusammenbricht. Mit der Zeit wird der Kernbrennstoff jedoch erschöpft und der Stern beginnt zu schrumpfen. Berechnungen zeigen, dass, wenn die Masse des Sterns drei Sonnenmassen nicht überschreitet, er den "Kampf mit der Schwerkraft" gewinnen wird: Sein Gravitationskollaps wird durch den Druck "entarteter" Materie gestoppt, und der Stern wird für immer zu einem Weißen Zwerg oder Neutronenstern. Aber wenn die Masse eines Sterns mehr als drei Sonnen beträgt, kann nichts seinen katastrophalen Zusammenbruch aufhalten und er wird schnell unter den Ereignishorizont fallen und zu einem schwarzen Loch werden. Für ein kugelförmiges Schwarzes Loch der Masse M bildet der Ereignishorizont eine Kugel mit einem Äquatorumfang, der 2p-mal größer ist als der „Gravitationsradius“ des Schwarzen Lochs RG = 2GM/c2, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und G die Gravitationskonstante ist. Ein Schwarzes Loch mit einer Masse von 3 Sonnenmassen hat einen Gravitationsradius von 8,8 km.

Wenn ein Astronom einen Stern im Moment seiner Verwandlung in ein Schwarzes Loch beobachtet, wird er zunächst sehen, wie sich der Stern immer schneller zusammenzieht, aber wenn sich seine Oberfläche dem Gravitationsradius nähert, wird die Kompression langsamer, bis sie vollständig aufhört. Gleichzeitig wird das vom Stern kommende Licht schwächer und rot, bis es vollständig erlischt. Denn im Kampf gegen die gigantische Schwerkraft verliert das Licht an Energie und es dauert immer länger, bis es den Betrachter erreicht. Wenn die Oberfläche des Sterns den Gravitationsradius erreicht, dauert es unendlich lange, bis das Licht, das ihn verlässt, den Beobachter erreicht (und dabei verlieren die Photonen ihre Energie vollständig). Folglich wird der Astronom niemals auf diesen Moment warten, geschweige denn sehen, was mit dem Stern unterhalb des Ereignishorizonts passiert. Aber theoretisch kann dieser Prozess untersucht werden. Die Berechnung eines idealisierten Kugelkollaps zeigt, dass sich der Stern in kurzer Zeit so weit zusammenzieht, dass unendlich hohe Dichte- und Gravitationswerte erreicht werden. Ein solcher Punkt wird als "Singularität" bezeichnet. Darüber hinaus zeigt die allgemeine mathematische Analyse, dass, wenn ein Ereignishorizont entstanden ist, auch ein nicht kugelförmiger Kollaps zu einer Singularität führt. All dies gilt jedoch nur, wenn die allgemeine Relativitätstheorie bis auf sehr kleine räumliche Skalen anwendbar ist, was wir noch nicht sicher sind. Quantengesetze wirken in der Mikrowelt, und die Quantentheorie der Schwerkraft wurde noch nicht geschaffen. Es ist klar, dass Quanteneffekte einen Stern nicht daran hindern können, in ein Schwarzes Loch zu kollabieren, aber sie könnten das Auftreten einer Singularität verhindern. Die moderne Theorie der Sternentwicklung und unser Wissen über die Sternpopulation der Galaxie deuten darauf hin, dass es unter ihren 100 Milliarden Sternen etwa 100 Millionen Schwarze Löcher geben sollte, die beim Kollaps der massereichsten Sterne entstanden sind. Darüber hinaus können Schwarze Löcher mit sehr großer Masse in den Kernen großer Galaxien, einschließlich unserer, gefunden werden. Wie bereits erwähnt, kann in unserer Zeit nur eine Masse, die mehr als dreimal so groß ist wie die der Sonne, zu einem Schwarzen Loch werden. Unmittelbar nach dem Urknall, von dem ca. Vor 15 Milliarden Jahren begann die Expansion des Universums, Schwarze Löcher jeglicher Masse konnten geboren werden. Die kleinsten von ihnen sollten aufgrund von Quanteneffekten verdampft sein und ihre Masse in Form von Strahlung und Teilchenströmen verloren haben. Aber "primordiale Schwarze Löcher" mit einer Masse von mehr als 1015 g könnten bis heute überleben. Alle Berechnungen des Sternkollaps werden unter der Annahme einer leichten Abweichung von der Kugelsymmetrie durchgeführt und zeigen, dass der Ereignishorizont immer gebildet wird. Bei einer starken Abweichung von der Kugelsymmetrie kann der Kollaps eines Sterns jedoch zur Bildung einer Region mit unendlich starker Gravitation führen, die jedoch nicht von einem Ereignishorizont umgeben ist; es wird die "nackte Singularität" genannt. Es ist kein Schwarzes Loch mehr im oben diskutierten Sinne. Physikalische Gesetze in der Nähe einer nackten Singularität können eine sehr unerwartete Form annehmen. Derzeit wird eine nackte Singularität als unwahrscheinliches Objekt angesehen, während die meisten Astrophysiker an die Existenz von Schwarzen Löchern glauben.
Eigenschaften von Schwarzen Löchern. Für einen außenstehenden Beobachter sieht die Struktur eines Schwarzen Lochs extrem einfach aus. Während ein Stern in einem Bruchteil einer Sekunde (nach der Uhr eines entfernten Beobachters) in ein Schwarzes Loch kollabiert, werden alle seine äußeren Merkmale, die mit der Inhomogenität des ursprünglichen Sterns verbunden sind, in Form von Gravitation und Elektromagnetik abgestrahlt Wellen. Das resultierende stationäre Schwarze Loch "vergisst" alle Informationen über den ursprünglichen Stern, bis auf drei Größen: Gesamtmasse, Drehimpuls (bezogen auf Rotation) und elektrische Ladung. Durch die Untersuchung eines Schwarzen Lochs ist es nicht mehr möglich zu wissen, ob der ursprüngliche Stern aus Materie oder Antimaterie bestand, ob er die Form einer Zigarre oder eines Pfannkuchens hatte und so weiter. Unter realen astrophysikalischen Bedingungen zieht ein geladenes Schwarzes Loch Teilchen mit entgegengesetztem Vorzeichen aus dem interstellaren Medium an, und seine Ladung wird schnell zu Null. Das verbleibende stationäre Objekt wird entweder ein nicht rotierendes "Schwarzschild-Schwarzes Loch", das nur durch Masse charakterisiert wird, oder ein rotierendes "Kerr-Schwarzes Loch", das durch Masse und Drehimpuls charakterisiert wird. Die Einzigartigkeit der oben genannten Arten stationärer Schwarzer Löcher wurde im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie von W. Israel, B. Carter, S. Hawking und D. Robinson bewiesen. Nach der allgemeinen Relativitätstheorie werden Raum und Zeit durch das Gravitationsfeld massiver Körper gekrümmt, wobei die stärkste Krümmung in der Nähe von Schwarzen Löchern auftritt. Wenn Physiker über Zeit- und Raumintervalle sprechen, meinen sie Zahlen, die von jeder physischen Uhr oder jedem Lineal abgelesen werden. Die Rolle einer Uhr kann beispielsweise ein Molekül mit einer bestimmten Schwingungsfrequenz spielen, deren Anzahl zwischen zwei Ereignissen als "Zeitintervall" bezeichnet werden kann. Es ist bemerkenswert, dass die Schwerkraft auf alle physikalischen Systeme in gleicher Weise wirkt: Alle Uhren zeigen, dass sich die Zeit verlangsamt, und alle Lineale zeigen, dass sich der Weltraum in der Nähe eines Schwarzen Lochs ausdehnt. Das bedeutet, dass ein Schwarzes Loch die Geometrie von Raum und Zeit um sich herum krümmt. Weit entfernt vom Schwarzen Loch ist diese Krümmung klein, aber in der Nähe so groß, dass Lichtstrahlen sie kreisförmig umrunden können. Abseits eines Schwarzen Lochs wird sein Gravitationsfeld durch Newtons Theorie für einen Körper gleicher Masse genau beschrieben, aber in der Nähe des Schwarzen Lochs wird die Schwerkraft viel stärker als Newtons Theorie vorhersagt. Jeder Körper, der in ein Schwarzes Loch fällt, wird zerrissen, lange bevor er den Ereignishorizont überquert, und zwar durch starke Gezeiten-Gravitationskräfte, die sich aus der unterschiedlichen Anziehungskraft in unterschiedlichen Entfernungen vom Zentrum ergeben. Ein Schwarzes Loch ist immer bereit, Materie oder Strahlung zu absorbieren und dadurch seine Masse zu erhöhen. Seine Wechselwirkung mit der Außenwelt wird durch ein einfaches Hawking-Prinzip bestimmt: Die Fläche des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs nimmt niemals ab, wenn man die Quantenproduktion von Teilchen nicht berücksichtigt. J. Bekenstein schlug 1973 vor, dass Schwarze Löcher den gleichen physikalischen Gesetzen gehorchen wie physische Körper, die Strahlung emittieren und absorbieren (das „Schwarzkörper“-Modell). Beeinflusst von dieser Idee zeigte Hawking 1974, dass Schwarze Löcher Materie und Strahlung emittieren können, dies aber nur bemerkbar wird, wenn die Masse des Schwarzen Lochs selbst relativ klein ist. Solche Schwarzen Löcher könnten unmittelbar nach dem Urknall entstehen, der die Expansion des Universums einleitete. Die Massen dieser primären Schwarzen Löcher sollten nicht mehr als 1015 g (wie ein kleiner Asteroid) und 10-15 m groß sein (wie ein Proton oder Neutron). Ein starkes Gravitationsfeld in der Nähe eines Schwarzen Lochs lässt Teilchen-Antiteilchen-Paare entstehen; eines der Teilchen jedes Paares wird von dem Loch absorbiert und das zweite wird nach außen emittiert. Ein Schwarzes Loch mit einer Masse von 1015 g sollte sich wie ein Körper mit einer Temperatur von 1011 K verhalten. Die Idee der "Verdampfung" von Schwarzen Löchern widerspricht vollständig der klassischen Vorstellung von ihnen als Körpern, die nicht strahlen können.
Suche nach schwarzen Löchern. Berechnungen im Rahmen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie weisen nur auf die Möglichkeit der Existenz von Schwarzen Löchern hin, beweisen aber keineswegs ihre Anwesenheit in der realen Welt; Die Entdeckung eines echten Schwarzen Lochs wäre ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der Physik. Die Suche nach isolierten Schwarzen Löchern im Weltraum ist hoffnungslos schwierig: Wir werden nicht in der Lage sein, ein kleines dunkles Objekt vor der Schwärze des Weltraums zu erkennen. Aber es besteht die Hoffnung, ein Schwarzes Loch durch seine Wechselwirkung mit den umgebenden astronomischen Körpern und durch seinen charakteristischen Einfluss auf sie zu entdecken. Supermassive Schwarze Löcher können sich in den Zentren von Galaxien befinden und dort kontinuierlich Sterne verschlingen. Die Sterne, die sich um das Schwarze Loch konzentrieren, sollten zentrale Helligkeitsspitzen in den Kernen von Galaxien bilden; ihre Suche ist jetzt im Gange. Eine andere Suchmethode besteht darin, die Geschwindigkeit von Sternen und Gas um ein zentrales Objekt in der Galaxie zu messen. Wenn ihre Entfernung vom zentralen Objekt bekannt ist, können ihre Masse und ihre durchschnittliche Dichte berechnet werden. Wenn es die für Sternhaufen mögliche Dichte deutlich überschreitet, wird angenommen, dass es sich um ein Schwarzes Loch handelt. Auf diese Weise stellten J. Moran und Kollegen 1996 fest, dass sich im Zentrum der Galaxie NGC 4258 wahrscheinlich ein Schwarzes Loch mit einer Masse von 40 Millionen Sonnenmassen befindet. Am vielversprechendsten ist die Suche nach einem Schwarzen Loch in Doppelsternsystemen, wo es, gepaart mit einem normalen Stern, um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt kreisen kann. Aus der periodischen Dopplerverschiebung der Linien im Spektrum eines Sterns kann man die Paarung mit einem bestimmten Körper verstehen und sogar dessen Masse abschätzen. Wenn diese Masse 3 Sonnenmassen überschreitet und es nicht möglich ist, die Strahlung des Körpers selbst zu bemerken, ist es sehr wahrscheinlich, dass es sich um ein Schwarzes Loch handelt. In einem kompakten Doppelsternsystem kann ein Schwarzes Loch Gas von der Oberfläche eines normalen Sterns einfangen. Dieses Gas, das sich in der Umlaufbahn um das Schwarze Loch bewegt, bildet eine Scheibe und wird, wenn es sich spiralförmig dem Schwarzen Loch nähert, sehr heiß und wird zu einer Quelle starker Röntgenstrahlen. Schnelle Schwankungen dieser Strahlung sollten darauf hindeuten, dass sich das Gas schnell in einer Umlaufbahn mit kleinem Radius um ein winziges massives Objekt bewegt. Seit den 1970er Jahren wurden mehrere Röntgenquellen in Doppelsternsystemen mit deutlichen Anzeichen für das Vorhandensein von Schwarzen Löchern entdeckt. Am vielversprechendsten ist der Röntgendoppelstern V 404 Cygnus, dessen Masse der unsichtbaren Komponente auf nicht weniger als 6 Sonnenmassen geschätzt wird. Andere bemerkenswerte Kandidaten für Schwarze Löcher befinden sich in den Röntgendoppelsternen Cygnus X-1, LMCX-3, V 616 Monocerotis, QZ Chanterelles und den Röntgennovae Ophiuchus 1977, Mukha 1981 und Scorpio 1994. Mit Ausnahme von LMCX-3, das sich in der Großen Magellanschen Wolke befindet, befinden sich alle in unserer Galaxie in Entfernungen in der Größenordnung von 8000 Lj. Jahre von der Erde.
siehe auch
KOSMOLOGIE;
SCHWERE ;
Gravitationskollaps;
RELATIVITÄT ;
AUSSERATMOSPHÄRISCHE ASTRONOMIE.
LITERATUR
Tscherepashchuk A.M. Massen von Schwarzen Löchern in Binärsystemen. Uspekhi fizicheskikh nauk, Bd. 166, p. 809, 1996

Collier Enzyklopädie. - Offene Gesellschaft. 2000 .

Synonyme:

Sehen Sie, was "BLACK HOLE" in anderen Wörterbüchern ist:

SCHWARZES LOCH, ein lokalisierter Bereich des Weltraums, aus dem weder Materie noch Strahlung entweichen können, mit anderen Worten, die erste Raumgeschwindigkeit übersteigt die Lichtgeschwindigkeit. Die Grenze dieser Region wird als Ereignishorizont bezeichnet. Wissenschaftliches und technisches Lexikon

Platz ein Objekt, das durch die Kompression eines Körpers durch die Schwerkraft entsteht. Kräfte bis zu Größen kleiner als sein Gravitationsradius rg=2g/c2 (wobei M die Masse des Körpers, G die Gravitationskonstante, c der Zahlenwert der Lichtgeschwindigkeit ist). Vorhersage über die Existenz in ... ... Physikalische Enzyklopädie

Vorhanden, Anzahl Synonyme: 2 Sterne (503) unbekannt (11) ASIS Synonymwörterbuch. VN Trishin. 2013 ... Synonymwörterbuch

Es gibt kein kosmisches Phänomen, das in seiner Schönheit faszinierender ist als schwarze Löcher. Wie Sie wissen, erhielt das Objekt seinen Namen, weil es Licht absorbieren, aber nicht reflektieren kann. Aufgrund der enormen Anziehungskraft saugen Schwarze Löcher alles an, was sich in ihrer Nähe befindet - Planeten, Sterne, Weltraumschrott. Dies ist jedoch nicht alles, was Sie über Schwarze Löcher wissen sollten, da es viele erstaunliche Fakten über sie gibt.

Schwarze Löcher haben keinen Punkt ohne Wiederkehr

Lange glaubte man, dass alles, was in die Region eines Schwarzen Lochs fällt, darin verbleibt, aber das Ergebnis neuerer Forschungen war, dass das Schwarze Loch nach einer Weile den gesamten Inhalt ins All „ausspuckt“, aber in einem andere Form als das Original. Der Ereignishorizont, der als Punkt ohne Wiederkehr für Weltraumobjekte galt, stellte sich als nur vorübergehende Zuflucht heraus, aber dieser Prozess ist sehr langsam.

Die Erde wird von einem schwarzen Loch bedroht

Das Sonnensystem ist nur ein Teil einer unendlichen Galaxie, in der es eine riesige Anzahl schwarzer Löcher gibt. Es stellt sich heraus, dass die Erde auch von zwei von ihnen bedroht wird, aber glücklicherweise befinden sie sich in großer Entfernung - ungefähr 1600 Lichtjahre. Sie wurden in einer Galaxie entdeckt, die durch die Verschmelzung zweier Galaxien entstanden ist.


Wissenschaftler sahen Schwarze Löcher nur aufgrund der Tatsache, dass sie sich mit Hilfe eines Röntgenteleskops in der Nähe des Sonnensystems befanden, das in der Lage ist, die von diesen Weltraumobjekten emittierten Röntgenstrahlen einzufangen. Schwarze Löcher wurden, da sie nebeneinander liegen und praktisch zu einem verschmelzen, mit einem Namen bezeichnet - Chandra zu Ehren des Mondgottes aus der hinduistischen Mythologie. Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass Chandra aufgrund der enormen Schwerkraft bald einer werden wird.

Schwarze Löcher können mit der Zeit verschwinden

Früher oder später entweicht der gesamte Inhalt des Schwarzen Lochs und nur Strahlung bleibt übrig. Schwarze Löcher verlieren an Masse und werden mit der Zeit kleiner und verschwinden dann vollständig. Der Tod eines Weltraumobjekts ist sehr langsam, und daher ist es unwahrscheinlich, dass einer der Wissenschaftler sehen kann, wie das Schwarze Loch kleiner wird und dann verschwindet. Stephen Hawking argumentierte, dass ein Loch im Weltraum ein stark komprimierter Planet ist und im Laufe der Zeit verdunstet, beginnend an den Rändern der Verzerrung.

Schwarze Löcher müssen nicht schwarz aussehen

Wissenschaftler argumentieren, dass ein Schwarzes Loch keine Farbe hat, da ein Weltraumobjekt Lichtteilchen in sich aufnimmt, ohne sie zu reflektieren, nur seine Oberfläche gibt nach - der Ereignishorizont. Mit seinem Gravitationsfeld verdunkelt es den gesamten Raum dahinter, einschließlich Planeten und Sterne. Gleichzeitig erscheint jedoch aufgrund der Absorption von Planeten und Sternen auf der Oberfläche eines Schwarzen Lochs in einer Spirale aufgrund der enormen Bewegungsgeschwindigkeit von Objekten und der Reibung zwischen ihnen ein Leuchten, das heller sein kann als Sterne. Dies ist eine Ansammlung von Gasen, Sternenstaub und anderer Materie, die von einem Schwarzen Loch angesaugt wird. Außerdem kann ein Schwarzes Loch manchmal elektromagnetische Wellen aussenden und daher sichtbar sein.

Schwarze Löcher entstehen nicht aus dem Nichts, ihre Basis ist ein erloschener Stern.

Sterne leuchten dank ihrer Versorgung mit Fusionsbrennstoff im Weltraum. Wenn es endet, beginnt der Stern abzukühlen und verwandelt sich allmählich von einem weißen Zwerg in einen schwarzen. Im Inneren des abgekühlten Sterns beginnt der Druck abzunehmen. Unter dem Einfluss der Schwerkraft beginnt der kosmische Körper zu schrumpfen. Die Folge dieses Prozesses ist, dass der Stern zu explodieren scheint, alle seine Teilchen im Weltraum auseinander fliegen, aber gleichzeitig weiterhin Gravitationskräfte wirken, die benachbarte Weltraumobjekte anziehen, die dann von ihm absorbiert werden und die Kraft des Sterns erhöhen Schwarzes Loch und seine Größe.

Supermassives Schwarzes Loch

Ein Schwarzes Loch, zehntausendmal größer als die Sonne, befindet sich im Zentrum der Milchstraße. Wissenschaftler nannten es Schütze und es befindet sich in einiger Entfernung von der Erde 26.000 Lichtjahre. Diese Region der Galaxie ist extrem aktiv und absorbiert alles, was sich in ihrer Nähe befindet, mit großer Geschwindigkeit. Auch oft "spuckt" sie erloschene Sterne aus.


Überraschend ist die Tatsache, dass die durchschnittliche Dichte eines Schwarzen Lochs, selbst in Anbetracht seiner enormen Größe, sogar der Dichte von Luft entsprechen kann. Mit zunehmendem Radius des Schwarzen Lochs, dh der Anzahl der von ihm eingefangenen Objekte, wird die Dichte des Schwarzen Lochs kleiner, was durch einfache Gesetze der Physik erklärt wird. So können die größten Körper im Weltraum tatsächlich so leicht wie Luft sein.

Schwarzes Loch könnte neue Universen erschaffen

So seltsam es auch klingen mag, insbesondere vor dem Hintergrund, dass Schwarze Löcher tatsächlich alles um sich herum absorbieren und entsprechend zerstören, denken Wissenschaftler ernsthaft, dass diese Weltraumobjekte die Entstehung eines neuen Universums einleiten können. Schwarze Löcher nehmen also bekanntlich Materie nicht nur auf, sondern können sie in bestimmten Zeiträumen auch wieder abgeben. Jedes Teilchen, das aus einem Schwarzen Loch kommt, kann explodieren und dies wird zu einem neuen Urknall, und nach seiner Theorie erschien unser Universum so, daher ist es möglich, dass das Sonnensystem, das heute existiert und in dem sich die Erde dreht, bewohnt von einer großen Anzahl von Menschen, wurde einst aus einem massiven Schwarzen Loch geboren.

In der Nähe eines Schwarzen Lochs vergeht die Zeit sehr langsam.

Wenn sich ein Objekt einem Schwarzen Loch nähert, unabhängig von seiner Masse, beginnt sich seine Bewegung zu verlangsamen, und das liegt daran, dass im Schwarzen Loch selbst die Zeit verlangsamt wird und alles sehr langsam abläuft. Das liegt an der enormen Gravitationskraft eines Schwarzen Lochs. Gleichzeitig passiert das, was im Schwarzen Loch selbst passiert, schnell genug, denn wenn der Beobachter das Schwarze Loch von der Seite betrachtet, scheint es ihm, dass alle darin ablaufenden Prozesse langsam ablaufen, aber wenn er hineinkommt sein Trichter, die Gravitationskräfte würden ihn sofort auseinanderreißen.

Von allen der Menschheit bekannten Objekten im Weltraum machen Schwarze Löcher den schrecklichsten und unverständlichsten Eindruck. Dieses Gefühl erfasst fast jeden Menschen bei der Erwähnung von Schwarzen Löchern, obwohl die Menschheit sich ihrer seit mehr als anderthalb Jahrhunderten bewusst ist. Die ersten Erkenntnisse über diese Phänomene wurden lange vor Einsteins Veröffentlichungen zur Relativitätstheorie gewonnen. Aber die wirkliche Bestätigung der Existenz dieser Objekte wurde vor nicht allzu langer Zeit erhalten.

Natürlich sind Schwarze Löcher zu Recht berühmt für ihre seltsamen physikalischen Eigenschaften, die noch mehr Rätsel im Universum aufwerfen. Sie trotzen allen kosmischen Gesetzen der Physik und der kosmischen Mechanik mit Leichtigkeit. Um alle Details und Prinzipien der Existenz eines solchen Phänomens als kosmisches Loch zu verstehen, müssen wir uns mit modernen Errungenschaften in der Astronomie vertraut machen und Fantasie anwenden, außerdem müssen wir über Standardkonzepte hinausgehen. Zum leichteren Verständnis und zur Einarbeitung in Weltraumlöcher hat die Portalseite viele interessante Informationen zu diesen Phänomenen im Universum vorbereitet.

Merkmale von Schwarzen Löchern von der Portal-Website

Zunächst einmal ist anzumerken, dass Schwarze Löcher nicht aus dem Nichts kommen, sie entstehen aus Sternen, die gigantische Größen und Massen haben. Das größte Merkmal und die Einzigartigkeit jedes Schwarzen Lochs ist auch, dass sie eine sehr starke Anziehungskraft haben. Die Anziehungskraft von Objekten auf ein Schwarzes Loch übersteigt die zweite kosmische Geschwindigkeit. Solche Gravitationsindikatoren weisen darauf hin, dass selbst Lichtstrahlen dem Wirkungsbereich eines Schwarzen Lochs nicht entkommen können, da sie eine viel geringere Geschwindigkeit haben.

Ein Merkmal der Anziehung kann die Tatsache genannt werden, dass es alle Objekte anzieht, die sich in unmittelbarer Nähe befinden. Je größer ein Objekt, das sich in der Nähe eines Schwarzen Lochs bewegt, desto mehr Einfluss und Anziehungskraft erhält es. Dementsprechend können wir schlussfolgern, dass je größer das Objekt ist, desto stärker wird es vom Schwarzen Loch angezogen, und um einen solchen Einfluss zu vermeiden, muss der kosmische Körper Bewegungsindikatoren mit sehr hoher Geschwindigkeit haben.

Man kann auch mit Sicherheit sagen, dass es im gesamten Universum keinen solchen Körper gibt, der die Anziehung eines Schwarzen Lochs in unmittelbarer Nähe vermeiden könnte, da selbst der schnellste Lichtfluss diesen Einfluss nicht vermeiden kann. Einsteins Relativitätstheorie eignet sich hervorragend, um die Eigenschaften von Schwarzen Löchern zu verstehen. Nach dieser Theorie ist die Schwerkraft in der Lage, zeitliche und räumliche Verzerrungen zu beeinflussen. Es besagt auch, dass je größer das Objekt im Weltraum ist, desto mehr verlangsamt es die Zeit. In der Nähe des Schwarzen Lochs selbst scheint die Zeit stillzustehen. Wenn ein Raumschiff in das Wirkungsfeld eines Weltraumlochs eintritt, konnte man beobachten, wie es bei Annäherung langsamer wurde und schließlich ganz verschwand.

Sie sollten keine große Angst vor Phänomenen wie Schwarzen Löchern haben und all den unwissenschaftlichen Informationen glauben, die derzeit möglicherweise existieren. Zunächst einmal müssen wir mit dem verbreitetsten Mythos aufräumen, dass Schwarze Löcher alle Materie und Objekte um sich herum ansaugen können und dabei wachsen und immer mehr absorbieren. All dies ist nicht ganz richtig. Ja, sie können zwar kosmische Körper und Materie aufnehmen, aber nur solche, die sich in einer bestimmten Entfernung vom Loch selbst befinden. Abgesehen von ihrer starken Schwerkraft unterscheiden sie sich nicht wesentlich von gewöhnlichen Sternen mit gigantischer Masse. Selbst wenn sich unsere Sonne in ein Schwarzes Loch verwandelt, kann sie nur Objekte in geringer Entfernung anziehen, und alle Planeten drehen sich weiterhin auf ihren gewohnten Bahnen.

Unter Bezugnahme auf die Relativitätstheorie können wir schlussfolgern, dass alle Objekte mit starker Schwerkraft die Krümmung von Zeit und Raum beeinflussen können. Außerdem ist die Verzerrung umso stärker, je größer die Masse des Körpers ist. So gelang es Wissenschaftlern vor kurzem, dies in der Praxis zu sehen, als es möglich war, andere Objekte zu betrachten, die aufgrund riesiger kosmischer Körper wie Galaxien oder Schwarzer Löcher für unsere Augen unzugänglich sein sollten. All dies ist möglich, weil Lichtstrahlen, die in der Nähe eines Schwarzen Lochs oder eines anderen Körpers vorbeilaufen, unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft sehr stark gebogen werden. Diese Art der Verzerrung ermöglicht es Wissenschaftlern, viel weiter in den Weltraum zu blicken. Aber bei solchen Studien ist es sehr schwierig, den wirklichen Ort des untersuchten Körpers zu bestimmen.

Schwarze Löcher entstehen nicht aus dem Nichts, sie entstehen durch die Explosion supermassereicher Sterne. Damit sich ein Schwarzes Loch bilden kann, muss die Masse des explodierten Sterns außerdem mindestens zehnmal größer sein als die Masse der Sonne. Jeder Stern existiert aufgrund von thermonuklearen Reaktionen, die im Inneren des Sterns stattfinden. In diesem Fall wird während des Fusionsprozesses eine Wasserstofflegierung freigesetzt, die jedoch den Einflussbereich des Sterns nicht verlassen kann, da seine Schwerkraft Wasserstoff zurückzieht. Dieser ganze Prozess ermöglicht es den Sternen zu existieren. Die Synthese von Wasserstoff und die Schwerkraft eines Sterns sind gut etablierte Mechanismen, aber eine Verletzung dieses Gleichgewichts kann zur Explosion eines Sterns führen. In den meisten Fällen wird es durch die Erschöpfung des Kernbrennstoffs verursacht.

Abhängig von der Masse des Sterns sind mehrere Szenarien ihrer Entwicklung nach der Explosion möglich. Massive Sterne bilden also das Feld einer Supernova-Explosion, und die meisten von ihnen bleiben hinter dem Kern des ehemaligen Sterns, Astronauten nennen solche Objekte Weiße Zwerge. In den meisten Fällen bildet sich um diese Körper eine Gaswolke, die von der Schwerkraft dieses Zwergs gehalten wird. Es ist auch eine andere Art der Entwicklung supermassereicher Sterne möglich, bei der das resultierende Schwarze Loch die gesamte Materie des Sterns sehr stark in sein Zentrum zieht, was zu seiner starken Kompression führt.

Solche komprimierten Körper werden als Neutronensterne bezeichnet. In den seltensten Fällen ist nach der Explosion eines Sterns die Bildung eines Schwarzen Lochs nach unserem Verständnis dieses Phänomens möglich. Aber damit ein Loch entsteht, muss die Masse des Sterns einfach gigantisch sein. Wenn in diesem Fall das Gleichgewicht der Kernreaktionen gestört wird, spielt die Schwerkraft des Sterns einfach verrückt. Gleichzeitig beginnt es aktiv zu kollabieren, wonach es nur noch ein Punkt im Raum wird. Mit anderen Worten, wir können sagen, dass der Stern als physisches Objekt aufhört zu existieren. Obwohl es verschwindet, bildet sich dahinter ein Schwarzes Loch mit der gleichen Schwerkraft und Masse.

Es ist der Kollaps von Sternen, der dazu führt, dass sie vollständig verschwinden und an ihrer Stelle ein Schwarzes Loch mit denselben physikalischen Eigenschaften wie der verschwundene Stern entsteht. Der Unterschied ist nur ein größerer Kompressionsgrad des Lochs als das Volumen des Sterns. Das wichtigste Merkmal aller Schwarzen Löcher ist ihre Singularität, die ihr Zentrum bestimmt. Dieser Bereich widerspricht allen Gesetzen der Physik, der Materie und des Raums, die aufhören zu existieren. Um das Konzept der Singularität zu verstehen, können wir sagen, dass dies eine Barriere ist, die als Horizont kosmischer Ereignisse bezeichnet wird. Es ist auch die äußere Grenze des Schwarzen Lochs. Die Singularität kann als Punkt ohne Wiederkehr bezeichnet werden, da dort die riesige Gravitationskraft des Lochs zu wirken beginnt. Selbst das Licht, das diese Barriere durchquert, kann nicht entkommen.

Der Ereignishorizont wirkt so anziehend, dass er alle Körper mit Lichtgeschwindigkeit anzieht, mit der Annäherung an das Schwarze Loch selbst steigen die Geschwindigkeitsanzeiger noch mehr an. Deshalb sind alle Gegenstände, die in die Wirkungszone dieser Kraft fallen, dazu verdammt, in das Loch gesaugt zu werden. Es sollte beachtet werden, dass solche Kräfte in der Lage sind, einen Körper zu modifizieren, der unter den Einfluss einer solchen Anziehung geraten ist, wonach sie zu einer dünnen Schnur gedehnt werden und dann im Raum vollständig aufhören zu existieren.

Der Abstand zwischen dem Ereignishorizont und der Singularität kann variieren, dieser Raum wird als Schwarzschild-Radius bezeichnet. Deshalb ist der Aktionsradius umso größer, je größer das Schwarze Loch ist. Zum Beispiel können wir sagen, dass ein Schwarzes Loch, das die gleiche Masse wie unsere Sonne hätte, einen Schwarzschild-Radius von drei Kilometern hätte. Dementsprechend haben große Schwarze Löcher einen größeren Aktionsradius.

Die Suche nach Schwarzen Löchern ist ein ziemlich schwieriger Prozess, da Licht ihnen nicht entkommen kann. Daher basieren die Suche und Definition nur auf indirekten Beweisen für ihre Existenz. Die einfachste Methode, sie zu finden, die Wissenschaftler verwenden, besteht darin, sie zu suchen, indem sie Orte in einem dunklen Raum finden, wenn sie eine große Masse haben. In den meisten Fällen können Astronomen Schwarze Löcher in Doppelsternsystemen oder in den Zentren von Galaxien finden.

Die meisten Astronomen neigen dazu zu glauben, dass es auch im Zentrum unserer Galaxie ein supermächtiges Schwarzes Loch gibt. Diese Aussage wirft die Frage auf, ob dieses Loch alles in unserer Galaxie verschlucken kann? In Wirklichkeit ist dies unmöglich, da das Loch selbst die gleiche Masse wie die Sterne hat, weil es aus einem Stern besteht. Darüber hinaus weisen alle Berechnungen von Wissenschaftlern nicht auf globale Ereignisse hin, die mit diesem Objekt verbunden sind. Darüber hinaus werden sich die kosmischen Körper unserer Galaxie über Milliarden von Jahren ruhig und unverändert um dieses Schwarze Loch drehen. Der Beweis für die Existenz eines Lochs im Zentrum der Milchstraße können die von Wissenschaftlern aufgezeichneten Röntgenwellen sein. Und die meisten Astronomen neigen dazu zu glauben, dass schwarze Löcher sie in großen Mengen aktiv ausstrahlen.

Sehr oft sind Sternensysteme, die aus zwei Sternen bestehen, in unserer Galaxie üblich, und oft kann einer von ihnen zu einem Schwarzen Loch werden. In dieser Version absorbiert das Schwarze Loch alle Körper auf seinem Weg, während die Materie beginnt, sich um es zu drehen, wodurch die sogenannte Beschleunigungsscheibe entsteht. Ein Merkmal kann die Tatsache genannt werden, dass es die Rotationsgeschwindigkeit erhöht und sich dem Zentrum nähert. Es ist die Materie, die in die Mitte des Schwarzen Lochs eintritt, die Röntgenstrahlen aussendet, und die Materie selbst wird zerstört.

Doppelsternsysteme sind die allerersten Kandidaten für den Status eines Schwarzen Lochs. In solchen Systemen kann man am leichtesten ein Schwarzes Loch finden, aufgrund des Volumens eines sichtbaren Sterns kann man auch die Indikatoren eines unsichtbaren Gefährten berechnen. Derzeit könnte der allererste Kandidat für den Status eines Schwarzen Lochs ein Stern aus dem Sternbild Cygnus sein, der aktiv Röntgenstrahlen aussendet.

Als Schlussfolgerung aus all dem oben Gesagten über Schwarze Löcher können wir sagen, dass sie kein so gefährliches Phänomen sind, natürlich sind sie in unmittelbarer Nähe aufgrund der Schwerkraft die stärksten Objekte im Weltraum. Daher können wir sagen, dass sie sich nicht besonders von anderen Körpern unterscheiden, ihr Hauptmerkmal ist ein starkes Gravitationsfeld.

In Bezug auf den Zweck von Schwarzen Löchern wurde eine Vielzahl von Theorien vorgeschlagen, darunter auch absurde. Laut einem von ihnen glaubten Wissenschaftler, dass Schwarze Löcher neue Galaxien hervorbringen könnten. Diese Theorie basiert auf der Tatsache, dass unsere Welt ein ziemlich günstiger Ort für die Entstehung des Lebens ist, aber wenn sich einer der Faktoren ändert, wäre Leben unmöglich. Aus diesem Grund können die Singularität und die Besonderheiten der Änderung der physikalischen Eigenschaften in Schwarzen Löchern ein völlig neues Universum entstehen lassen, das sich erheblich von unserem unterscheiden wird. Dies ist jedoch nur eine Theorie und ziemlich schwach, da es keine Beweise für eine solche Wirkung von Schwarzen Löchern gibt.

Schwarze Löcher können nicht nur Materie aufnehmen, sondern auch verdampfen. Ein ähnliches Phänomen wurde vor mehreren Jahrzehnten nachgewiesen. Diese Verdunstung kann dazu führen, dass das Schwarze Loch seine gesamte Masse verliert und dann ganz verschwindet.

All dies ist die kleinste Information über Schwarze Löcher, die Sie auf der Portalseite finden können. Wir haben auch eine Menge interessanter Informationen über andere kosmische Phänomene.

Trotz der enormen Errungenschaften auf dem Gebiet der Physik und Astronomie gibt es viele Phänomene, deren Wesen nicht vollständig offenbart wurde. Zu diesen Phänomenen gehören mysteriöse Schwarze Löcher, über die alle Informationen nur theoretisch sind und in der Praxis nicht überprüft werden können.

Gibt es Schwarze Löcher?

Schon vor dem Aufkommen der Relativitätstheorie äußerten Astronomen die Theorie der Existenz schwarzer Trichter. Nach der Veröffentlichung von Einsteins Theorie wurde die Frage der Gravitation überarbeitet und neue Annahmen tauchten im Problem der Schwarzen Löcher auf. Es ist unrealistisch, dieses Weltraumobjekt zu sehen, weil es alles Licht absorbiert, das in seinen Raum eintritt. Wissenschaftler beweisen die Existenz von Schwarzen Löchern, basierend auf der Analyse der Bewegung von interstellarem Gas und der Flugbahn der Bewegung von Sternen.

Die Entstehung von Schwarzen Löchern führt zu einer Veränderung der Raum-Zeit-Eigenschaften um sie herum. Die Zeit scheint unter dem Einfluss der enormen Schwerkraft zu schrumpfen und sich zu verlangsamen. Sterne, die im Pfad des schwarzen Trichters gefangen sind, können von ihrem Pfad abweichen und sogar die Richtung ändern. Schwarze Löcher absorbieren die Energie ihres Zwillingssterns, die sich ebenfalls manifestiert.

Wie sieht ein Schwarzes Loch aus?

Viele Informationen über Schwarze Löcher sind hypothetisch. Wissenschaftler untersuchen sie anhand ihrer Auswirkungen auf den Weltraum und die Strahlung. Es ist nicht möglich, Schwarze Löcher im Universum zu sehen, da sie das gesamte Licht absorbieren, das in den nahen Weltraum eindringt. Von speziellen Satelliten wurde ein Röntgenbild von schwarzen Objekten gemacht, auf denen ein helles Zentrum sichtbar ist, das die Strahlungsquelle der Strahlen ist.

Wie entstehen Schwarze Löcher?

Ein Schwarzes Loch im Weltraum ist eine separate Welt, die ihre eigenen einzigartigen Merkmale und Eigenschaften hat. Die Eigenschaften kosmischer Löcher werden durch die Gründe für ihr Auftreten bestimmt. In Bezug auf das Erscheinen schwarzer Objekte gibt es solche Theorien:

1. Sie sind das Ergebnis von Einstürzen im Weltraum. Es kann eine Kollision großer kosmischer Körper oder eine Supernova-Explosion sein.
2. Sie entstehen durch die Gewichtung von Weltraumobjekten unter Beibehaltung ihrer Größe. Der Grund für dieses Phänomen wurde nicht bestimmt.

Ein schwarzer Trichter ist ein Objekt im Weltraum, das eine relativ kleine Größe mit einer riesigen Masse hat. Die Schwarze-Loch-Theorie besagt, dass jedes kosmische Objekt möglicherweise zu einem schwarzen Trichter werden kann, wenn es aufgrund einiger Phänomene seine Größe verliert, aber seine Masse behält. Wissenschaftler sprechen sogar von der Existenz vieler schwarzer Mikrolöcher - winziger Weltraumobjekte mit einer relativ großen Masse. Diese Diskrepanz zwischen Masse und Größe führt zu einer Zunahme des Gravitationsfeldes und dem Auftreten einer starken Anziehungskraft.

Was ist in einem Schwarzen Loch?

Ein schwarzes mysteriöses Objekt kann nur als Loch mit großer Ausdehnung bezeichnet werden. Das Zentrum dieses Phänomens ist ein kosmischer Körper mit erhöhter Schwerkraft. Das Ergebnis einer solchen Schwerkraft ist eine starke Anziehungskraft auf die Oberfläche dieses kosmischen Körpers. Dabei entsteht eine Wirbelströmung, in der Gase und kosmische Staubkörner rotieren. Daher wird ein Schwarzes Loch korrekter als Schwarzer Trichter bezeichnet.

Es ist praktisch unmöglich herauszufinden, was sich in einem Schwarzen Loch befindet, da die Schwerkraft des kosmischen Trichters es keinem Objekt erlaubt, aus seiner Einflusszone zu entkommen. Wissenschaftlern zufolge herrscht im Inneren eines Schwarzen Lochs völlige Dunkelheit, weil Lichtquanten darin unwiderruflich verschwinden. Es wird angenommen, dass Raum und Zeit innerhalb des schwarzen Trichters verzerrt sind, die Gesetze der Physik und Geometrie gelten an diesem Ort nicht. Solche Eigenschaften von Schwarzen Löchern können vermutlich zur Bildung von Antimaterie führen, was Wissenschaftlern derzeit unbekannt ist.

Warum sind Schwarze Löcher gefährlich?

Manchmal werden schwarze Löcher als Objekte beschrieben, die umgebende Objekte, Strahlung und Partikel absorbieren. Diese Ansicht ist falsch: Die Eigenschaften eines Schwarzen Lochs erlauben es ihm, nur das zu absorbieren, was in seinen Einflussbereich fällt. Es kann kosmische Mikropartikel und Strahlung von Zwillingssternen anziehen. Selbst wenn sich der Planet in der Nähe des Schwarzen Lochs befindet, wird es nicht absorbiert, sondern bewegt sich weiter auf seiner Umlaufbahn.

Was passiert, wenn man in ein Schwarzes Loch fällt?

Die Eigenschaften von Schwarzen Löchern hängen von der Stärke des Gravitationsfeldes ab. Schwarze Trichter ziehen alles an sich, was in ihren Einflussbereich fällt. Gleichzeitig ändern sich raumzeitliche Eigenschaften. Wissenschaftler, die alles über Schwarze Löcher studieren, sind sich nicht einig darüber, was mit den Dingen in diesem Trichter passiert:

• Einige Wissenschaftler vermuten, dass alle Objekte, die in diese Löcher fallen, gedehnt oder in Stücke gerissen werden und keine Zeit haben, die Oberfläche des anziehenden Objekts zu erreichen.
• Andere Wissenschaftler argumentieren, dass alle üblichen Merkmale in Löchern gebogen sind, sodass Objekte dort in Zeit und Raum zu verschwinden scheinen. Aus diesem Grund werden Schwarze Löcher manchmal als Tore zu anderen Welten bezeichnet.

Arten von Schwarzen Löchern

Schwarze Trichter werden basierend auf der Methode ihrer Bildung in Typen unterteilt:

1. Schwarze stellare Massenobjekte werden am Ende des Lebens einiger Sterne geboren. Die vollständige Verbrennung des Sterns und das Ende thermonuklearer Reaktionen führt zur Kompression des Sterns. Erleidet der Stern gleichzeitig einen Gravitationskollaps, kann er sich in einen schwarzen Trichter verwandeln.
2. Super massive schwarze Trichter. Wissenschaftler sagen, dass der Kern jeder Galaxie ein supermassiver Trichter ist, dessen Bildung der Beginn der Entstehung einer neuen Galaxie ist.
3. Ursprüngliche Schwarze Löcher. Dies kann Löcher unterschiedlicher Masse umfassen, einschließlich Mikrolöcher, die aufgrund von Diskrepanzen in der Dichte der Materie und der Stärke der Schwerkraft gebildet werden. Solche Löcher sind Trichter, die zu Beginn der Geburt des Universums gebildet werden. Dazu gehören auch Objekte wie ein haariges Schwarzes Loch. Diese Löcher unterscheiden sich durch das Vorhandensein von Strahlen, die wie Haare aussehen. Es wird angenommen, dass diese Photonen und Gravitonen einen Teil der Informationen speichern, die in das Schwarze Loch fallen.
4. Quantenschwarze Löcher. Sie entstehen als Ergebnis von Kernreaktionen und leben nur kurze Zeit. Quantentrichter sind von größtem Interesse, da ihre Untersuchung dazu beitragen kann, Fragen zum Problem der Schwarzraumobjekte zu beantworten.
5. Einige Wissenschaftler unterscheiden diese Art von Weltraumobjekten von einem haarigen Schwarzen Loch. Diese Löcher unterscheiden sich durch das Vorhandensein von Strahlen, die wie Haare aussehen. Es wird angenommen, dass diese Photonen und Gravitonen einen Teil der Informationen speichern, die in das Schwarze Loch fallen.

Das nächste schwarze Loch zur Erde

Das nächste Schwarze Loch ist 3000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es heißt V616 Monocerotis oder V616 Mon. Sein Gewicht erreicht 9-13 Sonnenmassen. Der binäre Partner dieses Lochs ist ein Stern, der halb so groß ist wie die Sonne. Ein weiterer erdnaher Trichter ist Cygnus X-1. Es befindet sich 6.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und wiegt 15-mal mehr als die Sonne. Dieses Schwarze Loch hat auch einen eigenen binären Partner, dessen Bewegung hilft, den Einfluss von Cygnus X-1 zu verfolgen.

Schwarze Löcher - interessante Fakten

Wissenschaftler sprechen über schwarze Objekte wie interessante Fakten:

1. Wenn wir berücksichtigen, dass diese Objekte die Zentren von Galaxien sind, dann sollten Sie die größte Galaxie finden, um den größten Trichter zu finden. Daher ist das größte Schwarze Loch im Universum ein Trichter, der sich in der Galaxie IC 1101 im Zentrum des Abell 2029-Clusters befindet.
2. Schwarze Objekte sehen tatsächlich wie mehrfarbige Objekte aus. Der Grund dafür liegt in ihrer radiomagnetischen Strahlung.
3. In der Mitte eines Schwarzen Lochs gibt es keine dauerhaften physikalischen oder mathematischen Gesetze. Es hängt alles von der Masse des Lochs und seinem Gravitationsfeld ab.
4. Schwarze Trichter verdunsten allmählich.
5. Das Gewicht von schwarzen Trichtern kann unglaubliche Größen erreichen. Das größte Schwarze Loch hat eine Masse von 30 Millionen Sonnenmassen.