Schwarze Löcher

Ein Projekt von
Astrid Herlitz und Janice Scheffler
Projektleiter:

Frau Friedrich
Projektbetreuer: Herr Dr. Grätz

Was ist ein schwarzes Loch?

Ein Objekt dessen Gravitationskraft so groß ist, dass nicht einmal Licht ihm entkommen kann.
Drei charakteristische Merkmale

Masse

Drehimpuls

Elektrische Ladung

Der Radius des Körpers muss kleiner sein als sein Schwarzschildradius, um ein SL zu werden.

Wer hat ihre Existenz zuerst vermutet?

Piere Simon de Laplace (1749 - 1827)

Hauptwerk: "Traité de la mécanique céleste"

John Michell (Pfarrer)

Karl Schwarzschild (1873 - 1916)

Stephen W. Hawking (geb. 1942)

Albert Einstein (1879 - 1955)

lieferte mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie die Grundlage zu

den Berechnungen zu Schwarzen Löchern

Welche Arten unterscheidet man?

(Unterscheidung nach Masse)

Stellare Schwarze Löcher
(3-4fache Masse unserer Sonne)

Supermassive Schwarze Löcher
(Millionenfache Masse unserer Sonne)

Primordiale Schwarze Löcher
(einige Milliarden Tonnen - viel kleiner
als unsere Sonne)
Existenz nicht nachgewiesen

Wie entstehen Schwarze Löcher?

Endphase der Entwicklung massereicher Sterne

(mehrere Sonnenmassen)

Beim Aufbrauchen des Wasserstoffvorrats im inneren Störung

des Gleichgewichts im Stern

Stern fällt auf Grund eigener Gravitationskraft in sich zusammen

Dabei erhitzen des Gases im Stern

Explosion

äußere Hülle wird in das All geschleudert

Zurückbleiben eines kompakten Kerns

Wenn Rest eine dreimal so große Masse wie unsere Sonne hat

Schwarzes Loch

Wird aus unserer SONNE
ein schwarzes Loch?

NEIN

Die Masse unserer Sonne ist zu gering

Unsere Sonne wird ein weißer Zwerg

Wie krümmt ein Schwarzes Loch den Raum?

Gleiche Masse des Körpers, aber

Große Oberfläche - kleine Krümmung des Raumes

Kleine Oberfläche - stärkere Krümmung des Raumes

Bei weiterer Verringung der Oberfläche entsteht eine Trichterform

Wie gehen Uhren in der Nähe von schwarzen Löchern?

Uhren gehen in der Nähe von schwarzen Löchern nach

Je näher die Uhr dem Schwarzschildradius kommt, desto langsamer vergeht die Zeit.

Raum und Zeit in der Nähe von schwarzen Löchern

Wenn der kugelförmige Körper der Masse m nicht rotiert und nicht elektrisch geladen ist, so kann mann die Schwarzschildlösung der Einstein�schen Gleichung verwenden.
Für die Zeit gilt:

Für den Raum gilt:

Veranschaulichung

Sind schwarze Löcher bereits nachgewiesen

Ja, im Zentrum der Milchstraße wurde bereits ein schwarzes Loch nachgewiesen:

Wissenschaftler untersuchten die Bewegung von Sternen um das Zentrum der Milchstraße und stellten dabei fest, dass sich die Sterne aufgrund ihrer Geschwindigkeit um ein sehr kompaktes Objekt mit hoher Masse von ca. 3 Millionen Sonnenmassen drehen müssen.

Was ist noch rätselhaft dunkel im All?

Dunkle Materie

Als man die Bewegung der Sterne am Rand der Milchstraße untersuchte und daraus auf die Gesamtmasse der Sterne im Inneren der Milchstraße schloss, entdeckte man, dass diese zu groß war. Daraus schlussfolgerte man, dass es noch nicht sichtbare Materie im Inneren der Milchstraße geben muss.

Dunkle Energie

Wird für zunehmende Expansion des Weltalls verantwortlich gemacht.