Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Mittwoch, 2. September 2020

Die 10 größten Rätsel des Kosmos: 10) Kann irgend Etwas aus einem Schwarzen Loch entweichen?

 Kommen wir zum letzten der ESO-Rätsel.

Schwarze Löcher (SL) sind "Allesfresser"...sie verschlingen alles, was ihnen zu nahe kommt. Und sobald etwas über den Horizont getreten ist, bräuchte es Lichtgeschwindigkeit um wieder herauszukommen, d.h. es bleibt drin...

Aber wie sieht es im Inneren aus?

Wir wissen es nicht und haben auch keine richtige Vorstellung davon.

Eine Singularität im Zentrum mit unendlichen hohen Werten von allem erscheint mir eher eine Markierung der Grenzen mathematischer Beschreibungen zu sein als etwas physikalisch Reales.

Ob ganze Universen im Inneren von SL sind (d.h. wir auch in einem SL existieren) ist eine nette Hypothese (die mir durchaus gefällt), aber sie ist durch nichts zu beweisen.

SL können sich bilden, wenn Massen sich zusammenziehen und dabei nicht durch innere Kräfte aufgehalten werden. Das kann bei der Explosion sehr massereicher Sterne sein.

Unsere Sonne wäre ein SL, wenn sie 3 km Durchmesser hätte, die Erde müsste auf 1,5 cm schrumpfen.

1970 hat Stephen Hawking das Flächentheorem für SL aufgestellt: Wenn SL verschmelzen ist die Summe der Horizontflächen vorher kleiner als die des Horizontes des neuen SL. Der Horizont eines SL kann also nur zunehmen.

Das hat Beckenstein 1973 auf die Idee gebracht, die Horizontfläche als Maß für die Entropie eines SL anzusehen (denn auch Entropie kann nur zunehmen). Da der Entropiebegriff schon länger mit dem Informationsbegriff vermengt wird (von vielen inzwischen als unberechtigt kritisiert), hat Beckenstein die Horizontfläche als Maß für die Information angesehen, die im Inneren eines SL gefangen ist.

Entropie ist eine Größe der Wärmelehre, also war es naheliegend auch andere Größen der Wärmelehre SL zuzuordnen. Das haben Bardeen, Carter und Hawking 1972 gemacht.

Sie konnten SL eine Temperatur zuordnen, also müssen sie, wie jeder Körper, der eine Temperatur hat, auch strahlen.

Dadurch sinkt die Masse eines SL und da die Temperatur umgekehrt proportional zur Masse ist, steigt die Temperatur durch die Abstrahlung, was die Strahlungsmenge erhöht...und sich schließlich zu einer Explosion aufschauckelt...

Ein SL mit 2 Sonnenmassen hätte 0,03 Mikrokelvin und würde nach 10^70 Jahren verdampfen...

Hawking hat sich auch einen möglichen quantenmechanischen Prozess überlegt, wie die inzwischen nach ihm benannte Strahlung entstehen könnte.

Nichts von alledem ist nachgewiesen oder spielt irgendwo eine Rolle...

Durch eine Analogiebetrachtung werden Begriffe übertragen (wie Entropie, Temperatur), die so gar nicht zutreffen. Sie werden dann auf etwas Unbeobachtetes erweitert und mit anderen Begriffen (wie Information) identifiziert, was auch nicht möglich ist.

So kommt man leicht zu fantasievollen Ideen...aber ob die Natur auch soviel Fantasie hatte?

Übrigens: SL gibt es eigentlich gar nicht. Wenn ein Stern zu einem SL kollabiert, erleben wir von uns aus betrachtet diesnenKollaps immer langsamer ablaufend, je näher der Stern dem Horizont eines massegleichen SL kommt. In unserer Zeit erreicht er ihn nie...

Ursprünglich nannte man SL auch "gefrorene Sterne"  und das ist viel zutreffender...

Bild: Kraus, Mellinger Simulation eines SL vor der Milchstraße



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