Schwarze Löcher | 100 Sekunden Physik

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4月10日,"事件视界望远镜"(EHT)国际研究项目研究人员在包括美、日、中、台等在内的多个国家和地区同时公布了人类真正掌握的第一张宇宙黑洞的照片。令全世界的天文迷为之振奋。事件视界是什么?物体和光为什么无法逃离黑洞?奇点又是什么?人若是靠近黑洞会怎么样?一起来了解一下吧。


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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.

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