Welche wichtigen Fakten haben wir über Schwarze Löcher im Laufe der Zeit gesammelt?
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Eine Geschichte des Wissens über Schwarze Löcher:
1784: John Michell berechnet (in der Newtonschen Physik), wie groß ein Stern sein müsste, bevor seine Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit übersteigt. Diese Idee bleibt im 19. Jahrhundert auf der Strecke, als Licht als Welle angenommen wird.
1916: Der deutsche Astronom Karl Schwarzschild entwickelt eine Lösung für die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie für eine Punktquelle der Schwerkraft. Dies wird jedoch als mathematische Abstraktion angesehen, die jedoch mit ziemlicher Sicherheit nicht physikalisch real ist.
1926: Arthur Eddington veröffentlicht nach weiteren mathematischen Arbeiten zu Schwarzschilds Gleichungen ein Buch, in dem er spekuliert, dass ein ausreichend großer und dichter Stern eine geschlossene Blase in der Raumzeit bilden würde.
1939: J. Robert Oppenheimer und George Volkoff berechnen, dass ein Objekt eine maximale Masse haben kann, bevor die Abstoßung zwischen Protonen und Neutronen nicht ausreicht, um den Kollaps zu verhindern. Die moderne Schätzung für diese Grenze liegt bei etwa dem Dreifachen der Sonnenmasse. Sie spekulieren, dass am Schwarzschild-Radius (was wir heute Ereignishorizont nennen) die Zeit zum Stillstand kommt (was ein externer Beobachter sehen würde) und so sogenannte „gefrorene Sterne“ entstehen.
1958: David Finkelstein liefert eine Lösung für das, was jemand beobachten würde, der in ein Schwarzes Loch fällt.
1963: Roy Kerr entwickelt eine mathematische Lösung für ein rotierendes Schwarzes Loch. Später wurden auch Lösungen für Schwarze Löcher mit elektrischer Ladung gefunden.
1964: Cygnus X-1, eine starke astronomische Röntgenquelle, wird entdeckt.
1965: Roger Penrose entwirft einen Beweis dafür, dass jede Masse, die auf ein ausreichend kleines Volumen beschränkt ist, einen vollständigen Gravitationskollaps in eine Singularität erleiden muss.
1967: Pulsare, später als rotierende Neutronensterne interpretiert, werden entdeckt, was zeigt, dass hyperdichte Objekte physikalisch real sind. Ebenfalls im Jahr 1967: Der Name „Schwarzes Loch“ gewinnt unter Astronomen und Physikern an Bedeutung.
1971: Die Röntgenquelle mit der Bezeichnung Cygnus X-1 wird mit einer Radioquelle identifiziert, die einen massereichen Stern umkreist. Schätzungen zufolge hat dieser Begleiter die 14-fache Masse der Sonne und ist damit viel zu massiv, um ein Neutronenstern zu sein. Es wird vermutet, dass die Emissionen aus der Umgebung dieses Objekts von einer Akkretionsscheibe um eine sehr starke kompakte Schwerkraftquelle stammen.
1974: Stephan Hawking berechnet, dass Schwarze Löcher langsam verdampfen könnten, weil virtuelle Teilchen knapp hinter dem Ereignishorizont austreten.
Einige wichtige Fakten:
1) Sie sind wirklich groß und sehr schwer und saugen alles, was ihnen in die Nähe kommt, in einer großen schwarzen Masse auf.
2) Unsere heutigen Wissenschaftler haben mit ihren Kenntnissen in Physik, Mathematik und Astronomie keine Ahnung, was in dieser großen schwarzen Masse vor sich geht.
Wir können nicht in die Nähe kommen. Wir können nicht hineinsehen.
3) Wir können Größen- und Massendaten nur aus indirekten Messungen der Sternobjekte in ihrer Nähe oder um sie herum erhalten.
4) Unsere gesamte Ansammlung allen menschlichen Wissens aus Beobachtungen bricht zusammen, wenn wir versuchen, uns vorzustellen, was darin passiert.
Und das ist eine Tatsache, Jack!