Wie bilden sich schwarze Löcher?

Schwarze Löcher sind die exotischsten und beeindruckendsten Objekte im Universum.

Nimm die Masse eines ganzen Sterns. Komprimieren Sie es zu einem Objekt, das so kompakt ist, dass die Schwerkraft dem Verständnis entgeht.

Nichts, nicht einmal Licht, kann der Schwerkraft eines Schwarzen Lochs entkommen.

Die Idee wurde erstmals im 18. Jahrhundert vom Geologen John Mitchell entwickelt. Er erkannte, dass wenn Sie die Sonne um mehrere Größenordnungen komprimieren könnten, die Schwerkraft so stark wäre, dass Sie schneller als die Lichtgeschwindigkeit sein müssten, um ihr zu entkommen.

Ursprünglich galten Schwarze Löcher nur als abstrakte mathematische Konzepte. sogar Einsten nahm an, dass sie nicht existierten. Aber 1931 berechnete der Astronom Chandrasekhar, dass bestimmte Sterne mit hoher Masse doch in schwarze Löcher fallen könnten.

Sie erwiesen sich als real und in den nächsten Jahrzehnten fanden Astronomen viele Beispiele im Universum.

Sterne werden von zwei entgegengesetzten Kräften in perfekter Balance gehalten. Es gibt den inneren Schwerkraftdruck, der versucht, den Stern zu kollabieren, dem der äußere Druck der emittierten Strahlung entgegenwirkt.

Im Kern werden jede Sekunde Millionen Tonnen Wasserstoff in Helium umgewandelt, wodurch Gammastrahlung freigesetzt wird. Dieser Fusionsprozess ist eine exotherme Reaktion, dh er setzt mehr Energie frei, als er benötigt.

Da der Stern den letzten Teil seines Wasserstoffs verbraucht, wechselt er zu den Heliumvorräten, die er aufgebaut hat. Nachdem das Helium aufgebraucht ist, wechselt es zu Kohlenstoff und dann zu Sauerstoff.

Da der Stern weiterhin Strahlung abpumpt, gleicht er die Gravitationskräfte aus, die versuchen, sie zu komprimieren.

Sterne mit der Masse unserer Sonne hören dort so ziemlich auf. Sie sind nicht massiv genug, um die Fusionsreaktion fortzusetzen. Abgesehen von Sauerstoff werden sie zu einem weißen Zwerg und kühlen ab.

Bei Sternen mit etwa der fünffachen Masse unserer Sonne setzt sich der Fusionsprozess im Periodensystem über Silizium, Aluminium, Kalium usw. bis hin zu Eisen fort.

Durch die Verschmelzung von Eisenatomen kann keine Energie erzeugt werden. Es ist das herausragende Äquivalent von Asche.

Und so schaltet sich in Sekundenbruchteilen die Strahlung des Sterns aus. Ohne diesen Druck der Strahlung nach außen gewinnt die Schwerkraft und der Stern implodiert. Die Masse eines ganzen Sterns fällt in ein immer kleineres Raumvolumen zusammen.

Die Geschwindigkeit, die Sie benötigen würden, um dem Stern zu entkommen, steigt, bis nicht einmal das Licht schnell genug ist, um zu entkommen.

Und so bilden Sie ein Schwarzes Loch.

Nun, das ist der Hauptweg.

Sie können auch schwarze Löcher bekommen, wenn dichte Objekte wie Neutronensterne miteinander kollidieren.

Und dann gibt es die supermassiven Schwarzen Löcher im Herzen jeder Galaxie. Und um ehrlich zu sein, wissen die Astronomen immer noch nicht, wie sich diese Monster gebildet haben.

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