Schwarze Löcher
Die Ausdehnung der Materie in einer Singularität nähert sich Null
und die Dichte geht gegen Unendlich. Ein solcher Zustand ist für uns nicht mehr
faßbar, die Allgemeine Relativitätstheorie Einsteins, die Singularitäten
vorraussagt, versagt völlig bei ihrer Beschreibung. Sicher ist aber, daß in
einem Zustand unendlicher Dichte kein Atom oder Molekül mehr existiert. Es ist
nicht einmal vorstellbar, daß es dort noch Elementarteilchen wie Protonen oder
Neutronen geben könnte, selbst Quarks werden hier keine Chance mehr haben.
Eventuell ließe sich der Materiezustand durch die Stringtheorie beschreiben, die
vielleicht eines Tages die Verbindung zwischen Relativitätstheorie und
Quantenmechanik ermöglicht. Sicher ist nur, daß sich hier ein Objekt kosmischen
Ausmaßes in Sekundenbruchteilen in ein quantenphysikalisches "Nichts" verwandelt
hat! Bislang wissen wir jedoch definitiv nichts über das Innere eines Schwarzen
Lochs.
Warum? Die Gravitation eines solchen Objektes ist derart groß, daß
selbst Licht nicht aus ihm entkommen kann. Die Fluchtgeschwindigkeit liegt über
der Lichtgeschwindigkeit (rd. 300 000 km/s)! Zum Vergleich: die
Fluchtgeschwindigkeit von der Erde beträgt 11,2 km/s. Da nun jede Information
sich aber höchstens mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann, gibt es keine
Möglichkeit der Nachrichtenübermittlung aus einem Schwarzen Loch. Daher rührt
auch seine Bezeichnung, denn kein Licht, keine Strahlung kann uns seine Existenz
verraten.
Würde ein im Raum schwebender Astronaut sich
unvorsichtigerweise dem Schwarzen Loch nähern, so könnte ein entfernt stehender
Beobachter erkennen, wie die Gravitation seinen Kameraden immer mehr in die
Länge zieht und gleichzeitig zusammenquetscht wie eine Spaghetti. Dieser Vorgang
würde für den Beobachter jedoch immer langsamer verlaufen und schließlich
unendlich lange dauern, weil mit zunehmender Annäherung an das Loch die Zeit
durch die unvorstellbare Gravitation immer weiter gedehnt wird, bis sie zum
Schluß völlig stehen bleibt. Für den Beobachter wäre es so, als ob sein Kamerad
niemals ankommt. Dem armen Astronauten würde es jedoch sehr schlecht ergehen.
Nachdem ihn die ungeheure Gezeitenwirkung so verunstaltet hat, zerreißt sie ihn
nun komplett. Mit immer höherer Geschwindigkeit, zuletzt mit der des Lichts,
wird er bis in die Singularität gezogen.
Wenn er noch leben würde, hätte
er am Ereignishorizont einen fantastischen Ausblick: er könnte das gesamte
Weltall aus seinem Blickwinkel sehen, weil alles ankommende Licht auf eine
Kreisbahn um das Loch gezwungen wird, bevor es wie der Astronaut auf immer in
ihm verschwindet. In nebenstehender Skizze nähert sich von rechts ein
Lichtstrahl und gerät in das Gravitationsfeld. Beträgt seine Distanz das
1,5fache des Ereignishorizontes, wird der Strahl bereits um eine Kreisbahn um
das Schwarze Loch gezwungen. In diesem Abstand kann unser Astronaut das gesamte
Universum sehen, und das sogar im Zeitraffer! Bei etwas größerem Abstand kann
das Licht noch entkommen, unterschreitet es die kritische Grenze, wird es
unweigerlich zur Singularität (S) hinabgerissen.
An letztem Beispiel
erkennt man auch den prinzipiellen Aufbau eines Schwarzen Lochs. Im Zentrum
befindet sich die Singularität, deren Ausdehnung gegen unendlich klein geht. Bis
zum Abstand r erstreckt sich der Ereignishorizont, welcher die eigentliche Größe
des Lochs kennzeichnet und aus dem keine Informationen hinausgelangen können.
Ein Schwarzes Loch ist damit wie ein halbdurchlässiges Diaphragma: alles kann
hineingeraten, aber absolut nichts mehr hinaus. Zwischen der Singularität und
dem Ereignishorizont wird sicher nur leerer Raum sein, denn alles, was sich hier
aufhielte, würde sofort zur Singularität hinabgezogen.
