Was sind Schwarze Löcher ?

Als 1916 der deutsche Astronom und Mathematiker Karl Schwarzschild die erste exakte Lösung der Einsteinschen Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie für das Gravitationsfeld außerhalb einerkugelsymmetrischenMasse fand, war die wissenschaftliche Welt ziemlichratlos. Die Lösung enthielt nämlicheinen "pathologischen" Fall, für den die Gravitationswirkung so ungeheuerlich wird, dass jegliche Strahlung in diesem Fallein für allemal gefangen bleibt, also nichts, nicht einmal das Licht dem Bann der Schwerkraft entkommen kann.

Dies sollte für jeden beliebigen Körper gelten, wenn er nur auf ein hinreichend kleines Volumen zusammengepresst würde. Beispielsweise würde danach kein Licht die Sonne verlassen, wenn diese zu einer Kugel mit einem Radius vonetwa drei Kilometern komprimiert würde. Für die Erde träte dieser Fall schon bei einem Radius von etwas mehrals 8 mm (!) ein. Sonne und Erde hätten sich in ein Schwarzes Loch verwandelt, wie der PhysikerJohn A. Wheeler derartig exotische Gebilde erstmals genannt hat. Der jeweilige Radius eines Objekts, für den die Massendichte so groß wird, dass ein Schwarzes Loch entsteht, wird heute als Schwarzschild-Radius und die Oberfläche dieses Objekts als Ereignishorizont oder Schwarzschild-Oberfläche bezeichnet.

Diese Folgerung aus der Einsteinschen Gravitationstheorie war jedoch so unglaublich, dass man sie lange Zeit nicht akzeptierte (auch Einstein selbst nicht). Erst in den neunzehnhundert-vierziger Jahren erkannte man, dass estatsächlich solche Gebilde wie Schwarze Löcher geben müsse mit all ihren bizarren Eigenschaften, die die Theorie vorhersagt.Allerdings kann nicht jeder beliebige Körper zu einem Schwarzen Loch degenerieren, denn dafür sind besondere Bedingungen erforderlich. Im kosmischen Bereich können grundsätzlichnur massereiche Sterne am Ende ihrer Lebensdauer zu Schwarzen Löchern werden. Dies geschieht gegebenenfalls dann, wenn ein Stern erlischt, nachdem er seinen gesamten Kernbrennstoff verbraucht hat, und deshalb der Gravitation kein innerer Druck mehr entgegenwirken kann. Nach einer Supernova-Explosion stürzen dann die Reste des Sterns unter der "Last" ihrer eigenen Schwerkraft vollständig in sich zusammen. Aber keine Angst, unsere Sonne kann nie ein Schwarzes Lochwerden, denn ein solcher totaler Gravitationskollaps findet nur bei Sternen statt, deren kollabierende Materie-menge mehr als dreimal so groß ist wie die Masse unserer Sonne. Bei leichteren Sternenhalten noch die inneratomaren Kernkräfte der Gravitationswirkung stand, so dass sich diese masse-ärmeren Sonnen nur zu so genannten weißen Zwergenoder zu Neutronensternen verdichten. Allerdings sind auch schon diese Gebilde so ungeheuerlich kompakt, dass uns jeder Vergleich fehlt. So ist ein Neutronenstern hundertbillionenmal dichter als Wasser, was der Dichte eines Atomkerns entspricht. Beim Schwarzen Loch wird jedoch auch diese allerletzte Barriere von der Schwerkraft durchbrochen und der Stern kollabiert vollständig; er wird theoretisch zur “Singularität“ mit dem Volumen Null und unendlicher Dichte, die sich nicht mehr physikalisch beschreiben lässt.