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Astronomie - Schwarze Löcher - Referat

Was

 implodierter Stern
 Objekt mit der Masse des Sterns, allerdings mit derart veringerter Ausdehnung, dass die Fluchtgeschwindigkeit (jene v, die ein Körper aufbringen muß um, daß Gravitationsfeld eines anderen Objekts zu überwinden) größer als c sein muss
 Allgemeinen Relativitätstheorie - kein Körper kann sich mit v>c bewegen
 nichts, das Licht eingeschlossen, kann Gravitationsfeld überwinden
 Wirkungsfeld wird durch Schwarzschildradius angegeben
 jedem Teilchen innerhalb dieses Umkreises ist es unmöglich ihn wieder zu verlassen, auch elektromagnetische Strahlen

Eigenschaften

 unsichtbar, da auch Licht das Schwarze Loch nicht mehr verlassen kann
 sind deshalb nur indirekt nachweisbar, über ihre Eigenschaften können nur Vermutungen angestellt werden
 diese theoretisch sehr gut begründet - Annahme, dass sie weitgehend mit der Wirklichkeit übereinstimmen
 ist im eigentlichen Sinn kein Körper, ist mehr oder weniger ein leerer Raum mit Singularität (Punkt in der Raumzeit mit unendlicher Raumzeitkrümmung und unendlicher Gravitation)
 keine feste Oberfläche bzw. Grenzschicht nur Schwarzschildradius bildet eine Begrenzung
 auch als Loch im Raum-Zeit-Gefüge anzusehen
 umso näher dem Schwarzen Loch, desto langsamer vergeht die Zeit
 elektrische Ladungen, Drehimpuls und Magnetfelder bleiben erhalten, sofern sie schon vor dem Supernovaausbruch existent waren

Hypothetischer Fall ins Schwarze Loch

 todesmutiger Astronaut begibt sich in die Nähe eines Schwarzen Loches
 wird wahrscheinlich sofort von der Gravitation ergriffen, "angesaugt", Kräfte wirken unterschiedlich stark
 Gravitation wirkt nämlich umso schwächer, je weiter man vom Mittelpunkt einer Masse entfernt ist
 Kopf ist 1,80m weiter als Füße vom Schwarzen Loch entfernt, weil Gravitationsunterschied so groß, wird er wie Spaghetti in die Länge gezogen
 immer mehr beschleunigt, bis auf Lichtgeschwindigkeit - unmöglich, deshalb wird der Astronaut zerrissen, "entmaterialisiert" und in pure Energie umgewandelt.

Ende

 sehr umstrittenes Problem, noch nicht eindeutig geklärte Frage
 Steven Hawkin, stellte Theorie auf, schwarzes Loch masselose Teilchen (17% Photonen, 2% Gravitronen und 81% Neutrinos) produziert, mittels Wärmestrahlung abstrahlt
 abgestrahlte Energie läßt sich in Masse umrechnen (E=m*c²), mit Massenverlust wird auch Schwarzschildradius kleiner, immer weniger Aufnahme vobeifliegender Teilchen
 abnehmende Masse - immer schneller, kleiner
 je nach Anfangsmasse 10 bis 20 Milliarden Jahre bestehen

Nachweis und Sichtungen

1. Schwarze Löcher in jeder Galaxis vermutet
 sehr verbreitet, im Zentrum einer jeden schweren Galaxis 1
 Masse soll direkt von Masse der gesamten Galaxis abhängen
2. Hubble liefert nur Fingerabdrücke
 können nicht direkt beobachtet werden - auch nicht vom scharfsichtigen Teleskop "Hubble"
 Forscher analysieren stattdessen Bewegung von Sternen, nahe um Zentren der Galaxien
 Entfernung von 50 Millionen Lichtjahren Sterne wirbeln, extrem heiße Materie um Mitte Galaxie - angetrieben von mächtiger Anziehungskraft
 Gase erreichen fast Lichtgeschwindigkeit, erhitzen sich dabei auf mehrere Billionen Grad
 Masse eines Objekts im Sternbild Jungfrau - 500 Millionen Mal schwerer als unsere Sonne
 Messungen von "Hubble" liefern nur Fingerabdrücke, sind nicht der Beweis für Schwarzes Loch
 gibt es auch noch andere Erklärungen für derart schweres Objekt
 Ergebnisse interessant, aber nur Überschlagsrechnungen, schlüssiger Beweis nur aus der Nähe, wenn exakte Bewegungen einzelner Sterne gemessen werden könnten
 Teleskop der Europäischen Sternwarte im chilenischen La Silla für unsere Milchstraße - Schwarzes Loch, 2,5 Millionen Mal schwerer als Sonne

drei verschiedene Arten von Schwarzen Löchern

1. Supermassive Schwarze Löcher
 werden im Zentrum von Galaxien vermutet,

haben zum Teil Masse milliardenfaches unserer Sonne sind dennoch nicht größer als Sonnensystem
 endgültiger Beweis fehlt bis heute - gar nicht so einfach
 macht durch enorme Anziehungskraft auf sich aufmerksam
 Gas aus Weltall eingefangen, spiralisiert in einer flachen Scheibe wie in Strudel auf Schwarzes Loch zu
 Gas erhitzt sich in dieser Akkretionsscheibe auf 1 Million Grad, strahlt hell im Röntgenlicht
 Teil der Materie in Scheibe jedoch nicht verschluckt, sondern als gewaltiger Materiestrom mit annähernd Lichtgeschwindigkeit in den Weltraum geblasen – Jets, können ganze Galaxie durchqueren, sind daher weithin sichtbar
2. Stellare Schwarze Löcher
 nur Durchmesser von wenigen duzend Kilometern haben, Masse von mehreren Sonnen
 letzte Phase in der Entwicklung eines massereichen Sterns
 wenn Stern, dutzendmal schwerer als Sonnen, Brennstoffvorrat nahezu aufgebraucht hat, kann er nichts mehr dem großen Druck seiner eigenen Anziehungskraft entgegensetzten, fällt in sich zusammen
 einstürzendes Gas erhitzt sich noch einmal auf mehrere Millionen Grad
 Energie entlädt sich schließlich in gewaltiger Explosion
 äußere Hülle des Sterns wird in Weltraum geschleudert, Sternenkollaps, Supernova, kompakter Kern bleibt zurück
 wenn Rest mehr als dreimal so schwer ist wie unsere Sonne - Schwarzes Loch
 auch stellaren Schwarzen Löcher sind nicht direkt zu sehen, viele Sterne haben einen Nachbar, Doppelsternsystem, stirbt einer der beiden, wird zu Schwarzem Loch, Gas vom Begleiter zum Schwarze Loch hinüberfließt, Akkretionsscheibe + Jet entsteht

2. Winzige primordiale (urzeitliche) Schwarze Löcher

 Masse lediglich einige Milliarden Tonnen, ungefähr Masse großes Bergmassiv, Durchmesser kleiner als Atomkern
 sind vermutlich durch extreme Umweltbedingungen während Urknall entstanden
 Anziehungskraft ist so klein, dass sie fast keine Materie verschlucken, stattdessen verlieren sie ihre Masse durch einen quantenphysikalischen Effekt, verdampfen sozusagen
 Lebensdauer daher begrenzt, lösen sich einfach irgendwann komplett auf
 bisher für diese Exoten noch keinen einzigen Hinweis, existieren lediglich in der Theorie

Wurmlöcher

 Wurmloch - besondere Form eines Schwarzen Lochs
 unter bestimmten Umständen Ausgang schwarzes Loch nicht ein Paralleluniversum, auch eigenes Universum
 Grundidee Wurmloch
 gravierendes Problem für potentiellen Reisenden - statischen Schwarzen Loch, Singularität gekreuzt - Ding der Unmöglichkeit
 Problem kann theoretisch umgangen werden - Rotation zuordnen (Kerr-Newmann Black Hole)
 Reisen in Paralleluniversen theoretisch möglich

Inneres

 bewegt sich jenseits unserer Vorstellungen von Raum und Zeit zusammen
 sind prinzipiell unendlich stark komprimierte Materieklumpen
 Sonne in Schwarzes Loch verwandeln, von gegenwärtigem Durchmesser von 1.4 Millionen Kilometern auf 6 Kilometer zusammenpressen

Schwarze Löcher im Miniformat

 neuen Theorien - entstehen und vergehen ständig in der Erdatmosphäre
 theoretisch sind auch kleine Versionen vorstellbar
 in der Erdatmosphäre Hinweise auf winzige Schwarze Löcher in der Größenordnung von wenigen Millionstel Gramm gefunden

Dieses Referat wurde eingesandt vom User: wmswitch

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