April 15, 2024

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Fünf Theorien über Schwarze Löcher, die Sie umhauen werden

Fünf Theorien über Schwarze Löcher, die Sie umhauen werden

Schwarze Löcher gehören zu den umstrittensten Objekten im Universum.

Sie haben die Öffentlichkeit jahrzehntelang in ihren Bann gezogen, teilweise dank des verstorbenen Stephen Hawking, der sie von einer schwer verständlichen wissenschaftlichen Theorie in eine Quelle mystischer Wunder verwandelte.

Sie haben auch die Populärkultur durch Science-Fiction-, Star Trek- und Hollywood-Magazine infiltriert.

Aber was sind die fünf bizarrsten und fesselndsten Theorien über Schwarze Löcher, die so unverständlich sind, dass es den Verstand verwirrt?

Hier schaut MailOnline nach.

Mysteriös: Schwarze Löcher gehören zu den faszinierendsten und am heißesten diskutierten Objekten im Universum (Archivbild)

Wissenschaftler haben zwei Seite an Seite fressende supermassereiche Schwarze Löcher entdeckt, die nur 750 Lichtjahre voneinander entfernt sind – lesen Sie mehr

Astronomen haben zwei Schwarze Löcher entdeckt, die Seite an Seite „fressen“.

1. Sie sind von einem „Feuerring“ umgeben.

Im Jahr 2019 nahmen Astronomen das erste Bild eines Schwarzen Lochs in einer fernen Galaxie auf.

Von Wissenschaftlern als „Monster“ beschrieben, ist es drei Millionen Mal so groß wie die Erde.

Das Bild zeigt einen sehr hellen „Feuerring“, wie die Forscher es beschreiben, der ein perfekt kreisförmiges dunkles Loch umgibt.

„Es ist, als würde man in die Hölle blicken“, sagt Heino Falk von der Radboud-Universität im niederländischen Nimwegen.

Wenn Schwarze Löcher in ihrer Nähe herumstreunende Materie verzehren, komprimieren sie sie zu einer superheißen Scheibe aus leuchtendem Gas.

Auf dem Bild des supermassereichen Schwarzen Lochs im Herzen der nahen Galaxie Messier 87 (M87) erscheint der untere Teil des Rings hell, weil dort Gase auf die Erde zuströmen.

Das Schwarze Loch biegt auch Licht um sich herum, wodurch der kreisförmige Schatten entsteht.

In einem historischen Präzedenzfall haben Wissenschaftler ein bemerkenswertes Bild eines supermassereichen Schwarzen Lochs im Herzen unserer Milchstraße aufgenommen

2. Sie haben „Haare“

Im Jahr 2015 schlug der verstorbene Physiker Professor Stephen Hawking vor, dass Schwarze Löcher nicht die „ewigen Gefängnisse“ seien, für die viele sie hielten, und fügte hinzu, dass es möglich sei, dass die Daten von einer Klippe gerutscht seien.

Ein Jahr später erweiterte er die Theorie, indem er sagte, dass die Antwort in den energielosen Teilchen oder „feinen Haaren“ liege, die am Horizont des Schwarzen Lochs zu finden seien.

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Im Jahr 2015 schlug Professor Stephen Hawking vor, dass Schwarze Löcher nicht die „ewigen Gefängnisse“ seien, für die viele sie hielten, und fügte hinzu, dass es möglich sei, dass Daten aus dem Abgrund entkommen könnten. Ein Jahr später erweiterte er die Theorie, indem er sagte, dass die Antwort in den energielosen Teilchen oder „feinen Haaren“ liege, die am Horizont des Schwarzen Lochs zu finden seien (Archivbild).

Er schlägt vor, dass die Teilchen am Ereignishorizont, der Grenze des Schwarzen Lochs, aus Photonen und Gravitonen bestehen würden, die subatomare Pakete aus Licht und Gravitationsenergie sind.

Diese sehr niedrigen oder sogar energielosen Quantenteilchen, die am Rand des Schwarzen Lochs abgelagert werden, können Informationen erfassen und speichern, die den in das Schwarze Loch fallenden Teilchen entzogen wurden.

Dies bedeutet effektiv, dass Partikel, die in ein Schwarzes Loch fallen, zwar verschwinden können, ihre Informationen in diesem „feinen Haar“ aus Quantenpartikeln jedoch immer noch am Rande des Vergessens verweilen.

Der theoretische Physiker verglich die Rückgabe von Informationen mit einer brennenden Enzyklopädie, in der die Informationen technisch gesehen nicht verloren gingen, aber äußerst schwer zu entziffern wären.

Die Hypothese wurde nicht bewiesen, aber sie könnte helfen, ein seit langem bestehendes Paradoxon darüber zu lösen, was mit Gas und Staub passiert, die in ein Schwarzes Loch gefallen sind.

3. Es gibt Gasfontänen ab

Die starke Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs bedeutet, dass nichts entkommen kann, wenn es dem Rand des Lochs zu nahe kommt.

Aber viele dieser mysteriösen Objekte sind tatsächlich von Gas- und Staubansammlungen umgeben, die schwarze Löcher umgeben wie Wasser, das in einen Abfluss fließt.

Laut einer Studie aus dem Jahr 2018 ist diese Materialanhäufung ein dreistufiger Prozess.

Die starke Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs bedeutet, dass nichts entkommen kann, wenn es dem Rand des Lochs zu nahe kommt. Doch viele dieser mysteriösen Objekte sind tatsächlich von Gas- und Staubansammlungen umgeben, die geradewegs in die Luft schießen und mächtig Fontänen ähneln.

Zunächst bildet das kalte Gas nahe der Rotationsebene eine Scheibe, die sich erhitzt, bis die Partikel zerfallen.

Einige dieser Partikel werden über und unter die Scheibe geschleudert und fallen dann zurück, um eine Fontänen-ähnliche Struktur zu bilden.

Alternative Beobachtungen deuten auch darauf hin, dass diese Bewegung Bogenringe erzeugt, die die inneren Materieschächte umgeben, die direkt in die Luft schießen und sehr stark wie Fontänen aussehen.

4. Sie sind die Quelle dunkler Energie

Erst letzten Monat machten Wissenschaftler des Imperial College London eine aufregende Ankündigung über Schwarze Löcher.

Sie haben auf dramatische Weise enthüllt, dass das Zeug tatsächlich die Quelle einer unbekannten Energie sein könnte, die als dunkle Energie bekannt ist.

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Grundsätzlich sagte die Urknall-Theorie der Entstehung unseres Universums ursprünglich voraus, dass sich seine Expansion aufgrund der Anziehungskraft der Schwerkraft verlangsamen – oder sogar beginnen würde, sich zusammenzuziehen.

Durchbruch: Wissenschaftler haben den ersten Beweis dafür gefunden, dass Schwarze Löcher die Quelle dunkler Energie sind. Sie haben Galaxien und die supermassereichen Schwarzen Löcher in ihren Kernen untersucht. Abgebildet ist NGC 1316, eine Linsengalaxie etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Fornax.

Aber 1998 stellten Astronomen überrascht fest, dass sich das Universum nicht nur ausdehnt, sondern sich auch beschleunigt.

Um diese Entdeckung zu erklären, wurde vorgeschlagen, dass „dunkle Energie“ dafür verantwortlich ist, Dinge mit einer Kraft wegzudrücken, die größer ist als die Schwerkraft.

Dies stand im Zusammenhang mit einem von Einstein vorgeschlagenen, aber später verworfenen Konzept – einer „kosmologischen Konstante“, die der Schwerkraft entgegenwirkt und den Zusammenbruch des Universums verhindert.

Schwarze Löcher stellten jedoch ein Problem dar – es ist schwer, sich ihrer intensiven Schwerkraft zu widersetzen, besonders in ihren Zentren, wo alles zu einem Phänomen zusammenzubrechen scheint, das als „Singularität“ bezeichnet wird.

Um tiefer in das Problem einzutauchen, hat A.J Ein Team von 17 Forschern aus neun Ländern hat die neun Milliarden Jahre der Evolution von Schwarzen Löchern untersucht.

Sie beobachteten uralte, schlafende Galaxien und stellten fest, dass Schwarze Löcher in einer Weise an Masse gewinnen, die damit übereinstimmt, dass sie Vakuumenergie oder dunkle Energie enthalten.

Tatsächlich ist die Größe des Universums zu verschiedenen Zeitpunkten eng proportional zur Masse der supermassereichen Schwarzen Löcher in den Kernen von Galaxien.

Mit anderen Worten, die Menge an dunkler Energie im Universum kann anhand der Energie des Schwarzloch-Vakuums berechnet werden – was bedeutet, dass Schwarze Löcher die Quelle der dunklen Energie sind.

5. Sie können „Hintertüren“ zu anderen Teilen des Universums sein

Tief in einem Schwarzen Loch befindet sich eine gravitative Singularität, in der sich die Raumzeit ins Unendliche krümmt und jede Materie, die sie durchdringt, überleben kann.

Das dachte er jedenfalls immer.

In einer kürzlich durchgeführten Studie schlugen Forscher jedoch vor, dass es tatsächlich einen Ausgang durch ein Wurmloch im Zentrum des Schwarzen Lochs geben könnte, das als „Hintertür“ fungiert.

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Tief in einem Schwarzen Loch befindet sich eine Gravitationssingularität, in der sich die Raumzeit ins Unendliche krümmt und egal welche Materie sie durchdringt, überleben kann (Archivbild)

Nach dieser Theorie ist alles, was durch ein Schwarzes Loch wandert, „matschig“ oder extrem gedehnt, kehrt aber zu seiner normalen Größe zurück, wenn es in einer anderen Region des Universums erscheint.

Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass ein Mensch den Prozess überleben würde, sagen Forscher, dass Materie in einem Schwarzen Loch nicht für immer verloren sein wird, wie bisher angenommen, sondern stattdessen in eine andere Region des Universums ausgestoßen wird.

Die Forscher sagen, dass keine „fremde“ Energie erforderlich wäre, um das Wurmloch zu erzeugen, wie es Einsteins Gravitationstheorie nahelegt.

Schwarze Löcher haben eine so starke Anziehungskraft, dass kein Licht entweichen kann

Schwarze Löcher sind so dicht und ihre Schwerkraft so stark, dass keine Form von Strahlung – nicht einmal Licht – ihnen entkommen kann.

Sie fungieren als intensive Gravitationsquellen, die Staub und Gas um sich herum aufwirbeln. Es wird angenommen, dass ihre intensive Gravitation das ist, worum sich die Sterne in den Galaxien drehen.

Wie es entsteht, ist noch nicht verstanden. Astronomen glauben, dass es sich bilden könnte, wenn eine große Gaswolke, die bis zu 100.000 Mal schwerer als die Sonne ist, in ein Schwarzes Loch kollabiert.

Viele dieser Samen von Schwarzen Löchern verschmelzen dann zu supermassiven Schwarzen Löchern, die im Zentrum jeder bekannten massereichen Galaxie zu finden sind.

Alternativ könnte der Samen des supermassereichen Schwarzen Lochs von einem Riesenstern stammen, der etwa die 100-fache Masse der Sonne hat und sich schließlich zu einem Schwarzen Loch formt, nachdem ihm der Treibstoff ausgeht und er zusammenbricht.

Wenn diese riesigen Sterne sterben, durchlaufen sie auch eine „Supernova“, eine gewaltige Explosion, die Materie aus den äußeren Schichten des Sterns in den Weltraum schleudert.