Schwarze Löcher

Definition

Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, dessen Masse die Raumzeit so stark krümmt, dass weder Materie noch Licht oder Information entkommen können.
Die Grenze dieses Bereiches nennt man Ereignishorizont, hinter dem es für einen entfernten Beobachter dunkel bis schwarz erscheint.
Der Begriff „Schwarzes Loch“ wurde 1967 von John Archibald Wheeler geprägt, als die Existenz noch theoretisch galt.
Erst ab den 1990er Jahren gab es erste Beobachtungen, z. B. Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße.
2016 wurden Gravitationswellen von der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher entdeckt.
2019 und 2022 gelang mit dem Event Horizon Telescope die bildliche Darstellung von Schwarze Löcher M87* und Sagittarius A*.
Der Schatten eines Schwarzen Lochs entsteht durch die Verzerrung von Lichtstrahlen außerhalb des Ereignishorizontes.
Die Raumzeit um den Ereignishorizont wirkt dabei als Gravitationslinse und verändert die Form des wahrgenommenen Schattens je nach Beobachterposition.

Ein massereicher Stern (mehr als etwa 10 Sonnenmassen) verbraucht seinen nuklearen Brennstoff und kann keinen inneren Druck mehr aufrechterhalten, um der Gravitation zu widerstehen.
Der Stern kollabiert und explodiert als Supernova; dabei werden die äußeren Schichten abgestoßen, und der Kern fällt gravitationsbedingt zusammen.
Der Kern wird auf ein extrem kleines Volumen komprimiert, wodurch eine Singularität entsteht und sich ein Ereignishorizont bildet – das Schwarze Loch ist geboren.
Das entstandene Schwarze Loch kann weiter Materie ansammeln und somit an Masse zunehmen.
Supermassive Schwarze Löcher entstehen wahrscheinlich durch das Zusammenziehen großer Gaswolken im frühen Universum oder durch das Verschmelzen kleinerer Schwarzer Löcher.
Diese supermassiven Schwarzen Löcher wachsen über Millionen Jahre durch das Einsammeln von Materie und befinden sich oft im Zentrum von Galaxien.
Zudem gibt es Hinweise auf primordiale Schwarze Löcher, die kurz nach dem Urknall durch den Kollaps dichter Materieansammlungen entstanden sein könnten.
Die genaue Entstehung und Rolle der ersten Schwarzen Löcher im Universum ist noch Gegenstand aktueller Forschung.