Schwarzes Loch und Ereignishorizont

Schwarzes Loch und Ereignishorizont

Bei einer fest vorgegebenen Entfernung r vom Schwerpunkt einer Masse M, wird die erforderliche Fluchtgeschwindigkeit v_F umso größer, je größer die Masse ist. Bei einer entsprechend sehr dichten Masse erreicht die Fluchtgeschwindigkeit v_F irgend wann die Lichtgeschwindigkeit c und auch Licht kann dann diese Masse nicht mehr verlassen.

\({v_F} = \sqrt {\dfrac{{2GM}}{r}} \)

Die Oberfläche, der Region, bei deren Durchschreiten auch ein Lichtstrahl auf Grund der Gravitation nicht mehr entkommen kann, wird als Ereignishorizont bezeichnet. Das Innere dieser Region selbst nennt man „Schwarzes Loch“.

\({r_S}\left( M \right) = \dfrac{{2 \cdot G}}{{{c^2}}} \cdot M\)

G = Gravitationskonstante

Bei einer fest vorgegebenen Masse M kann man jene Entfernung r_S berechnen, ab deren Unterschreitung selbst Licht nicht mehr die Masse M verlassen kann. Man nennt diese masseabhängige Entfernung den Schwarzschildradius r_S. Für eine Sonnenmasse beträgt er ca. 3km. Die Masse eines Schwarzen Lochs ist aber innerhalb vom Schwarzschildradius nicht gleichmäßig verteilt, sondern sie steckt in einer punktförmigen Raumzeit-Singularität, d.h. die Krümmung der Raumzeit und die Dichte sind unendlich. Dieser Zustand ist dichter als das Quark-Gluonen Plasma, dem dichtesten derzeit erklärbaren Aggregatzustand und es existieren weder Elektronen und Neutrinos noch Quarks und Gluonen.

Bei kollabierenden Sternen wird auf Grund des Actio und Reactio Prinzips immer die halbe Masse ins All abgestoßen, während die 2. Hälfte der Masse kollabiert. Die schwersten Sterne im Universum liegen aber bei unter 300 Sonnenmassen, wodurch sich der größte Schwarzschildradius eines stellaren Schwarzen Lochs zu 150 x 3 km = 450 km errechnet. Man muss also keine Sorge haben, einem solchen Schwarzen Loch je zu begegnen. In den Zentren von Galaxien finden sich aber Massekonzentrationen - supermassive Schwarze Löcher - mit mehreren Milliarden Sonnenmassen. Auch deren Schwarzschildradius hätte noch Platz innerhalb unseres Sonnensystems - er würde etwa bis zu den äußersten Planten reichen und wäre mit astronomischen Maßstäben verglichen sehr sehr sehr klein.