⚫ Besitzen schwarze Löcher wirklich einen Horizont?

Ein schwarzes Loch wird gewöhnlich als ein Objekt beschrieben, das von einer Grenze namens Horizont umgeben ist. Sobald diese Grenze überschritten wurde, können weder Materie noch Licht nach außen zurückkehren. Einige Theorien schlagen jedoch extrem kompakte Objekte vor, die schwarzen Löchern ähneln würden, aber keinen echten Horizont besäßen.

Der Unterschied kann eine beobachtbare Spur hinterlassen. Materie fällt kontinuierlich auf die massereichen Objekte im Zentrum vieler aktiver Galaxien. Besitzt das zentrale Objekt eine Oberfläche, muss diese Materie schließlich auf sie treffen. Die Energie des Aufpralls würde die Oberfläche stark erhitzen und eine erkennbare Wärmestrahlung erzeugen.

So würde die Durchquerung des Horizonts eines schwarzen Lochs visuell aussehen.

So würde die Durchquerung des Horizonts eines schwarzen Lochs visuell aussehen.
Illustration: NASA

Bei einem Horizont ändert sich das Szenario. Die Materie, die ihn durchquert, verschwindet aus unserem Blickfeld, ohne auf eine feste Oberfläche zu prallen. Die Forschenden suchten daher gezielt nach der Lichtsignatur, die eine durch den Aufprall von Materie erhitzte Oberfläche erzeugen würde.

Das Team stützte sich auf BASS DR2, eine Durchmusterung naher aktiver galaktischer Kerne, die unter anderem im Röntgenbereich beobachtet wurden. Dieser Datensatz liefert detaillierte Spektralmessungen. Die Autorinnen und Autoren wählten die Objekte aus, deren beobachtete Emissionen mit den erwarteten Emissionen bei Vorhandensein einer Oberfläche verglichen werden konnten.

Ergebnis: Kein untersuchtes Objekt weist die gesuchte Wärmesignatur auf. Für einen bedeutenden Teil der Stichprobe können die Beobachtungen bereits eine abstrahlende Oberfläche ausschließen, wie sie von vielen Modellen ohne Horizont vorhergesagt wird. Für die übrigen Objekte sind die aktuellen Daten schlicht noch nicht präzise genug.

Dieser Test ist besonders interessant, weil er relativ wenig von der genauen Beschaffenheit des alternativen Objekts abhängt. Sobald eine Oberfläche dauerhaft Materie aufnimmt, sollte sie sich erwärmen und Strahlung aussenden. Das Fehlen dieses Lichts schränkt daher den Spielraum für mehrere Modellfamilien ein, die als Alternative zu klassischen schwarzen Löchern vorgeschlagen wurden.

CE
Centralement

Danke! Aber wir sind schon weit gekommen!
Alles dreht sich im Universum, ein Schwarzes Loch dreht sich sehr schnell und sinkt zudem in die Raumzeit ein, diesen Schleier, der das Licht ablenkt. Das Licht folgt dieser Kurve und kommt nicht wieder heraus, weil es die schwarze Kugel am Boden des Schwarzen Lochs nicht umrunden kann. Genau das ist das Problem: die unendliche Masse der Kugel am Boden des Schwarzen Lochs!

CE
Centralement

Die Rückseite eines Schwarzen Lochs wurde noch nie gefunden... Vielleicht ist sie dünner als eine Nadel oder führt durch unser Universum in andere Räume oder vielleicht in eine völlig leere Leere. Ah! Übrigens bewegt es sich auch wie alles andere im Universum. Wir sollten also das andere Ende des Schwarzen Lochs sehen, wo sich die schwarze Nougat-Form ausdehnt, sehr dünn, wir können sie auf dieser Seite noch nicht ausmachen...?

Anonym

Es ist schwierig, sich einen Gegenstand geistig vorzustellen, dessen eine Seite seine gesamte Außenseite ist, egal wo man sich um ihn herum befindet, und dessen "andere Seite" das Zentrum dieses Objekts ist, da es die Raumzeit krümmt. Um es einfach auszudrücken: Auf der Erde ist es grob so, als wäre deine "andere Seite" vom Erdmantel oder dem Erdkern aus sichtbar. Aber bei einem Schwarzen Loch und seiner Gravitation ist es anders, da man nicht "hineingehen" kann; die intensive Gravitation verformt alles, siehe Einsteins Relativitätstheorie.

SP
Spot

Du hast recht, Anonymus, man sieht ein Schwarzes Loch nur, wenn es Materie absorbiert. Ansonsten ist es eine unsichtbare Kugel, groß oder klein. Diese Kugel verzerrt jedoch die Raumzeit und ruht darin... aber in schneller Rotation. Tatsächlich ist eine feste Darstellung unmöglich, und die Form eines Trichters mit seinem Flammenwerfer-Radius bringt mich zum Lachen... selbst wenn wir uns das vorstellen.

GG
GGH

"Licht tritt nicht aus", weil die Gravitationskraft so stark wird, dass die erforderliche Entweichungsgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit ist. Daher ist das Licht "nicht schnell genug", um der Gravitation zu entkommen. Dieser Punkt bildet den Ereignishorizont.
Was den "schwarzen Ball im Zentrum" betrifft, so ist dies die Singularität, der berühmte "Punkt, der alles verschlingt".
Er befindet sich gewissermaßen im Zentrum der "Kugel", die den Ereignishorizont darstellt.

GG
GGH

Nichts kann „hinauskommen“ aus dem Ereignishorizont, per Definition.
Abgesehen von theoretisch einer möglichen Hawking-Strahlung.

Aber eigentlich ist das alles irrelevant, da es in dem Artikel gar nicht um ein Schwarzes Loch im eigentlichen Sinne geht :)

AY
Ayè

Ah ah! Das ist ein anderes Thema...
Genau das trifft auf Schwarze Löcher zu!