德语助手
2019-04-15
Schicken wir einen Astronauten welcher jede Stunde ein Signal sendet, zu einem schwarzen Loch. Dann würde das Signal irgendwann erst nach einer Stunde und einer Minute an kommen, irgendwann erst nach zwei Stunden und ab einem bestimmten Punkt gar nicht mehr.
Grund dafür liegt in der Relativitätstheorie und ihrer Vorhersage, dass die Raumzeit durch Gravitation gedehnt und verzehrt wird.
Je tiefer sich der Astronaut also in das schwarze Loch und dessen Gravitationsfeld hineinbegibt, desto mehr Zeit benötigt von uns aus betrachtet das Signal.
Der Grund für das Verschwinden des Signals liegt im Überschreiten eines Punktes, wo es kein Zurück mehr gibt. Dem Ereignishorizont.
Es handelt sich dabei aber nicht um eine feste Oberfläche wie bei Sternen, sondern um eine rein mathematisch definierte Grenzfläche.
An dieser Grenzfläche passieren eine Reihe von physikalischen Besonderheiten. Zum einen wird die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit.
Auf der Erde wird eine Geschwindigkeit von 11,2 Kilometer pro Sekunde benötigt um die Gravitationsfeld vollständig zu entkommen. Je massereicher ein Objekt, desto größer ist auch die Raumkrümmung und desto höher ist die benötigte Fluchtgeschwindigkeit.
Bei einem schwarzen Loch ist die Masse so groß, dass die Fluchtgeschwindigkeit am Ereignishorizont über 300.000 km/s beträgt, also mehr als Lichtgeschwindigkeit.
Da sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, kann auch absolut nichts, was hinter dem Ereignishorizont ist, entweichen. Keine Objekte mit Masse. Kein Licht.
Nicht einmal eine Information und somit auch nicht unser Astronaut und sein Signal. Damit grenzt der Ereignishorizont schwarze Löcher im Universum klar in zwei Bereiche ab.
Eine beobachtbare Zone vor dem Horizont und eine unbeobachtbar Zone, wo ereignisse hinter dem Horizont stattfinden.
Was wir von einem schwarzen Loch sehen sind die Lichtstrahlen, welche gerade so den Ereignishorizont noch nicht überschritten haben.
Wenn der Astronaut den Ereignishorizont durchquert hat, muss er also weiter in das schwarze Loch fallen.
Dann wird er irgendwann die sogenannte innere Singularität erreichen. Die Singularität entsteht, da die Gravitation des Schwarzen Loches so groß ist, dass keine andere der drei physikalischen Grundkräfte der Komprimierung entgegenwirken kann.
Somit stürzt die gesamte Materie in sich zusammen. Und konzentriert sich in einem unendlich kleinen Punkt, dessen dichte somit ebenfalls unendlich ist.
Durch solche Kompressionen wird alles gleich. Spätestens dort würde die Reise für unseren Astronauten enden.
Denn an diesem Punkt ist auch die Krümmung der Raumzeit unendlich. Von außen betrachtet würde die Zeit für den Astronauten also stehen bleiben, während für ihn also von innen betrachtet die äußere Zeit unendlich schnell vergeht.
Doch es wird wohl nie dazu kommen, dass ein Astronaut oder irgendein anderes Objekts einen Trip überstehen kann. Denn schon bei der Annäherung an ein schwarzes Loch würde der Spaghettieffekt entstehen, welcher genau das bewirkt, was der Name sagt.
Die Gravitation des schwarzen Lochs ist nämlich so stark, dass die Anziehungskraft an den Füßen deutlich stärker ist als am Kopf. Unser mutige Astronaut wird somit in die Länge gezogen und auseinandergerissen.
沙发还没有被抢走,赶紧过来坐会吧