Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße?
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Spike Teleskop Observer Array STOA II Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? Spike Sol, Sim 2 Kapitel 6 von 12 Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? Es gibt wohl kaum etwas interessanteres und faszinierenderes als ein Schwarzes Loch[1]. Wobei man die Dinger ja nicht sehen kann, weil sie schwarz sind. Schwarze Löcher, so hört man dann und wann, sind doch gefährlich, die ziehen alles in sich rein, kann uns das nicht irgendwann das Leben kosten? Hier soll es um ein ganz wichtiges schwarzes Loch gehen, nämlich um das im Zentrum Thema 18 unserer Milchstraße. Es gibt noch andere Schwarze Löcher in unserer Galaxie[2], aber hier geht es erst mal um das Zentrum unserer Milchstraße. 30.000 Lichtjahre von uns entfernt. Und der einzige Weg etwas darüber zu erfahren, was sich im inneren unserer Milchstraße abspielt, ist die Infrarot[5]und Radio[6] Nun... Was sehen wir vom astronomie . Zentrum[3] der Milchstraße[4]? Wir sehen nichts! Nur Infrarotwellen[7] und Radiowellen[8] sind in der Lage Denn, das Licht, welches zu durch diese Staubwolken hinuns kommen könnte, wird von durch zu blicken, um uns zu riesigen Staub- und Molekül- vermitteln, was sich im Innewolken verdeckt. ren an Physik in der MilchDas Zentrum der Milchstra- straße abspielt. ße[4] ist über den Daumen HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur http://soloton.selfhost.eu Überraschungen erlebt man besonders durch die Infrarotbilder des Galaktischen Zentrums. Also die innersten 100 Lichtjahre ungefähr. Und in diesem Zentrum befinden sich Sterne, die sich rasch bewegen. Wie sie sich Bewegen hängt von der Verteilung der Masse ab. Wir erinnern uns... Sonnensystem[9]: Über 99% der Gesamtmasse stecken in Seite 1 von 7 Spike Teleskop Observer Array STOA II der Sonne. Aus dem Rest bestehen alle Planeten. Die Sonne ist also derart dominant, dass sich die Planeten gar nicht gegen ihren Einfluss wehren können. Deshalb bewegen sich die Planeten auf ihren Bahnen, weil ihre Masse zur Sonne eine Gravitation (eine Schwerkraft) hat, die nach innen zieht und die Drehbewegung eine Kraft nach außen bewirkt, die Zentrifugalkraft[11]. Bei unseren Planeten ist das im Gleichgewicht, die Bahnen also stabil. Nun ist es so, das alle Teilchen, die sich um einen Körper bewegen sich entsprechend ihrer Masse und ihrer Geschwindigkeit um die Zentralmasse herum anordnen. Thema 18 Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? [12] Johannes Kepler gekommen. ist drauf Und genau so, wie sich unsere Planeten um unser Zentralgestirn bewegen, so bewegen sich Sterne um ein Schwarzes Loch herum. Das selbe Spiel, nur eine Liga drüber, oder man könnte auch sagen: „Wenn sich die Kuchen unterhalten haben die Krümel Pause.“ Die Sterne um ein Schwarzen Loch herum werden immer weiter beschleunigt, Masse Dispersion[14] nennt man das auch. Sie werden durcheinander gebracht, verteilt, zerstreut. Dadurch das man die Bewegungen über Jahre beobachtet hat, und die Veränderungen genau kennt, kann man ausrechnen, wie die Masse und deren Verteilung im inneren Man hat also beobachten kön- des Zentrums der Milchstraße nen, das sich diese Sterne um ist. ein schwarzes Loch herum auf den Kepler-Bahnen[13] bewe- Und deshalb wissen wir auch, gen. Ihre Bewegungsrichtung das sich im Zentrum ein wurde derart stark verändert, Schwarzes Loch befinden weil sich in der Mitte ein muss. Weil wir die BewegunSchwarzes Loch befindet. gen der Sterne kennen und deshalb Rückschlüsse auf eine HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur http://soloton.selfhost.eu Spike Sol, Sim 2 Kapitel 6 von 12 Zentrale Masse schießen können. 2 Millionen Sonnenmassen stecken in der Mitte unserer Galaxie. Wikipedia geht sogar von 4,13 Millionen Sonnenmassen[15] aus. Nun müsste man denken, bei dieser Größe würde ein Schwarzes Loch alles in sich verschlingen was da ist. Das stimmt auch, aber nur für die Objekte, die sich innerhalb des Schwarzschildradius[16] befinden. Den Schwarzschild-Radius[16] muss man sich so vorstellen, das ist der „Point of no Return“[17], ab da gibt es kein ZuSeite 2 von 7 Spike Teleskop Observer Array STOA II rück mehr. Wer sich also über diesen Ereignishorizont hinaus bewegt, ist aus diesem Universum verschwunden, ist weg, nicht mehr da, ohne jeden realen, mathematischen oder sonst irgendeinen Bezug, weg! Das Schwarze Loch im Zentrum unseres Sonnensystems hat einen Schwarzschildradius von etwa einem 100stel unseres Sonnensystem. Ist also eigentlich recht klein. Nur in diesem Bereich verschwindet wirklich Materie, alles andere muss sich nun damit arrangieren, das eine so massive Masse in der Nähe ist. Alles Material muss also sehen, wie es zurecht kommt und dabei bildet sich eine Scheibe aus. Thema 18 Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? Wenn sich Material auf ein schwarzes Loch zu bewegt, wird es zusammengedrückt, es wird verdichtet, kompri[18] miert . Und dabei wird es warm. Aber wenn ein Schwarzes Loch Material anzieht, wird es nicht nur warm, es wird unglaublich heiß und beginnt zu leuchten 2 bis 4 Mio Sonnenmassen ist ja kein Pappenstiel, wieso leuchtet unser schwarzes Loch eigentlich nicht, also drumherum wenigsten? Es ist kaum zu sehen, es hat etwa 100 bis 1000 Sonnenleuchtkräfte, was wenig ist, für diese Masse. Spike Sol, Sim 2 Kapitel 6 von 12 E=mc², hatte Einstein ja schon Aber das Schwarze Loch in gemeint. unserer Milchstraße ist ein armes Schwein! So ungefähr muss man sich ein „Otto-Normal-Loch“ vorEs bekommt nämlich so gut stellen. Das ist so der Stanwie keine Nahrung. dard. Ein normales Schwarzes Loch, mal zum Vergleich, frisst pro Unser Schwarzes Loch hingeJahr eine Sonnenmasse. gen hat sich satt gegessen, ist träge geworden, und lebt nun Eine Sonnenmasse im Jahr, auf Diät. das wären etwa 1 Billionen Sonnenleuchtkräfte. Dadurch Im frühen Stadium unserer werden die Zentren sehr hell, Galaxie hat es reichlich Matedas rial gegeben, was im Schwarzen Loch im Zentrum ver[19] sind zB die Quasare . schwunden ist, und nun hat sich auch hier eine Balance erDa kommt schon mal etwas geben. Was sich drumherum zusammen. Energie hatte ja et- dreht, hat soviel Zentrifugalwas mit der Masse zu tun. kraft, das es nicht reingezogen wird, und was anderes ist nicht HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur http://soloton.selfhost.eu Seite 3 von 7 Spike Teleskop Observer Array STOA II mehr da. Was heute noch weggeht ist vielleicht eine Millionstel Sonnenmasse. Also im kosmischen Maßstab gesehen gar nichts. Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? res...“ und der gleichen. der Tat an dieser Stelle, ob es möglich sein kann, das 2 Millionen Sonnenmassen in Form von Backsteinen, Krapfen oder Rauhaardackeln vorhanden sein können. Nun stellen sich Wissenschaftler auch gerne selbst auf die Probe und fragen in der Tat: „Gibt es einen anderen Weg zu erklären, wie Materie so dicht gepackt sein kann, das die Und er sagt auch, das es nicht Unsere Milchstraße ist austa- gemessenen Schwerkräfte geht, weil die Dichte nicht riert und im Gleichgewicht, erklärbar werden?“ ausreicht. Das Material in eiwas sie auch besonders langnem Schwarzen Loch ist unweilig werden lässt, aber in Wir können aus den Beobach- glaublich dicht gepackt, dichdiesem Fall ist das mal gut so, tungen der Sterne drum herum ter geht es nicht. weil... Sonst gäb´s uns gar genau sagen, wie viel Masse nicht. da ist. Hier kommt das Gravi- Es können keine Neutronenstationsgesetz voll zum Tragen. terne sein, es können auch keiImmer wieder erhalten Wis- Und daraus wissen wir, das ne Normalen Sterne sein, die senschaftler im Selbstdruck eine ganz bestimmte Masse da würden alle zusammenfallen. angefertigte Schreiben, worin sein muss, damit die Bewe- Sie würden sich umeinander steht: „Die Relativitätstheorie gungen der Himmelskörper drehen, sich durch die Gezeiist falsch.... „ „Es gibt gar kei- drum herum erklärbar sind. tenkräfte gegenseitig erst ne schwarzen Löcher, das ist abbremsen und dann zerreialles etwas ganz ganz ande- Prof. Dr. Harald Lesch fragt in ßen, bis sie schließlich in sich Thema 18 HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur http://soloton.selfhost.eu Spike Sol, Sim 2 Kapitel 6 von 12 zusammenfallen. Die einzige Möglichkeit zu erklären, wie soviel Schwerkraft, auf so kleinem Raum entstehen kann ist ein Schwarzes Loch. Also wer da meint die Relativitätstheorie sein falsch, muss auch einen anderen Weg parat haben, solche Dinge zu erklären. Wie erfährt man das eigentlich alles? Wo man doch eigentlich nichts sieht! Wie schon gesagt, das Zentrum unserer Milchstraße ist uns im wesentlichen ja völlig verschlossen. Seite 4 von 7 Spike Teleskop Observer Array STOA II Als es nur Fernrohre gab, wussten wir über das Zentrum nicht mehr, als das es da sein muss. Eine Reise ins Zentrum der Milchstraße wäre sicher höchst interessant. Wir würden irgendwann unseren Spiralarm[21] verlassen und mehrere 1000 Lichtjahre kommt dann gar nichts. Da ist es im wesentlichen sehr langweilig. Keine Sternentstehung, keine Supernova, nichts... total leerer Raum. Bis wir dann auf den nächsten Spiralarm[21] treffen würden. Solange wir nur von Spiralarm zu Spiralarm flögen, würden wir nichts anderes vom Zentrum der Milchstraße sehen, als riesige Staubwolken. In Thema 18 Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? diesen Staubwolken werden Sterne geboren, aber davon bekommen wir nichts mit, weil der Staub das Licht von uns abhält. Spike Sol, Sim 2 Kapitel 6 von 12 Km / sec, also relativ moderat. Und in der Mitte eine Kugel von Sternen die allesamt zu den ältesten in der Milchstraße zählen. Hier sind nun so viele Kommen wir allerdings dich- Sterne, da wird es einfach ter zum Zentrum als 9000 nicht dunkel. Da ist es immer Lichtjahre, geht ganz gewaltig hell, von allen Seiten. die Sonne auf. Wir hätten freie Sicht auf den Galaktischen Selbst auf einem Planeten, der Kern und dort ist es erst mal ja selbst nicht leuchtet wäre hell, sehr hell. auf der abgewandten Seite der Himmel immer noch von erWir wissen ja, die Milchstraße leuchteten Gasen erhellt. ist eine Scheibengalaxie und in der Mitte ist ein riesen- In diesen Gasen entstehen großer Sternhaufen. heute noch neue Sterne. Tatsächlich fragen sich manche, Wir würden eine Scheibe im ob es Planeten, vielleicht soInneren erkennen können, dar- gar Leben dort geben könnte. in bewegt sich Gas, mit einer Energie wäre ja reichlich vorGeschwindigkeit von 100 handen. HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur http://soloton.selfhost.eu Nun, in einem Sternentstehungsgebiet wie dem Zentrum der Milchstraße ist der „Stoffwechsel“ recht heftig. Was nicht nur dazu führt, das viele Sterne entstehen, sondern auch in Novae oder Supernovae wieder explodieren. Leben wäre dort echt phantastisch, aber saukurz. Als Astronom hätte man ein Eldorado der Beobachtungen direkt vor der Haustür. Man könnte das Schwarze Loch aus der Nähe untersuchen. Allerdings was unser Schwarzes Loch in der Mitte der Milchstraße angeht, das hat im Moment wenig zu tun. Vielleicht haben wir ja Glück Seite 5 von 7 Spike Teleskop Observer Array STOA II und in 30 oder 40 Millionen Jahren ist mal wieder eine Gaswolke in der Nähe und wir können beobachten wie sie Thema 18 Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? Spike Sol, Sim 2 Kapitel 6 von 12 aufgefressen wird. Sie fällt in ist und wie hell unser Zentrum warten. das Schwarze Loch hinein und der Milchstraße aufleuchtet. wir können 30.000 Jahre später schauen was genau passiert Aber solange müssen wir noch HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur http://soloton.selfhost.eu Seite 6 von 7 Spike Teleskop Observer Array STOA II Quellennachweis [1] Schwarzes Loch http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch [2] Galaxie http://de.wikipedia.org/wiki/Galaxie [3] Galaktisches Zentrum http://de.wikipedia.org/wiki/Galaktisches_Zentru m [4] Milchstraße http://de.wikipedia.org/wiki/Milchstra%C3%9Fe [5] Infrarotastronomie http://de.wikipedia.org/wiki/Infrarotastronomie [6] Radioastronomie http://de.wikipedia.org/wiki/Radioastronomie [7] Infrarotwellen http://de.wikipedia.org/wiki/Infrarot [8] Radiowellen http://de.wikipedia.org/wiki/Radiowellen [9] Sonnensystem http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem Thema 18 Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße? Spike Sol, Sim 2 Kapitel 6 von 12 [10] Gravitation / Schwerkraft [17] Point of no Return http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation http://de.wikipedia.org/wiki/Point_of_no_Return [11] Zentrifugalkraft [18] Kompression http://de.wikipedia.org/wiki/Zentrifugalkraft http://de.wikipedia.org/wiki/Verdichter [12] Johannes Kepler [19] Quasar http://de.wikipedia.org/wiki/Quasar http://de.wikipedia.org/wiki/Johannes_Kepler [20] Albert Einstein [13] Kepler-Bahnen http://de.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein http://de.wikipedia.org/wiki/Keplerbahn [21] Spiralarm [14] Dispersion http://de.wikipedia.org/wiki/Spiralarm http://de.wikipedia.org/wiki/Dispersion_ [22] Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße %28Physik%29 Teil 1 http://www.youtube.com/watch? [15] Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße v=IGkTPFQkyoA&list=PLF2D6BB02EC696B50 http://de.wikipedia.org/wiki/Zentrum_der_Milchst [23] Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße ra Teil 2 http://www.youtube.com/watch? %C3%9Fe#Schwarzes_Loch_im_Zentrum_der_ v=s7maVjXRCMo&list=PLF2D6BB02EC696B5 Milchstra.C3.9Fe 0 [16] Schwarzschild-Radius / Ereignishorizont http://de.wikipedia.org/wiki/Ereignishorizont HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Merkur http://soloton.selfhost.eu Seite 7 von 7
