Schwarzes Loch © NASA/CXC

Der Begriff "Schwarzes Loch" begegnet uns vor allem in Science-Fiction Filmen immer wieder. Einmal sind es kosmische Tunnel, die Zeitreisen in eine andere Dimension möglich machen, ein anderes mal werden sie als galaktische Staubsauger dargestellt, die alles verschlingen, was ihnen in den Weg kommt. Was hat es mit diesen rätselhaften Phänomenen auf sich?

Kurz gesagt sind schwarze Löcher stellare Objekte mit einer so immens großen Dichte und daraus resultierender Gravitation, dass nichts, weder Materie noch Strahlung, von diesen Objekten in die Umgebung gelangen kann.

Sie stellen den absoluten Endpunkt in der Entwicklung sehr großer Sterne dar. Wenn ein Riesenstern mit einer Masse von wenigstens zehn bis 15 Sonnen in einer Supernova explodiert und die Kernregion kollabiert, ist die Gravitation viel zu stark, als dass sich der Stern stabilisieren könnte. Selbst die Neutronen können der unglaublichen Schwerkraft nicht mehr standhalten und werden weiter zusammengepresst. Der Stern fällt immer weiter in sich zusammen, bis ein Zustand erreicht wird, an dem das Objekt kein Volumen mehr hat, aber eine unendliche Dichte. Diesen Zustand bezeichnen die Wissenschaftler als Singularität.

Ein schwarzes Loch kann man sich auch als Loch in der Raumzeit vorstellen. Seit Einstein's Relativitätstheorie wissen wir, dass jede Masse die Raumzeit krümmt. Durch diese Krümmung werden zum Beispiel Lichtstrahlen abgelenkt und Planeten auf ihrer Umlaufbahn gehalten. Bei einem schwarzen Loch ist die Krümmung so groß, dass ein Loch in der Raumzeit entsteht und nichts mehr aus ihm heraus gelangen kann.

Durch die unendliche Dichte werden sogar elektromagnetische Wellen festgehalten. Weder Licht noch sonstige Strahlung gelangt aus einem schwarzen Loch hinaus, daher kommt auch der Name zustande. Aus diesem Grund können wir auch kein schwarzes Loch sehen. Lediglich wenn andere Objekte in der Nähe sind, kann man die gravitativen Einflüsse des schwarzen Loches auf diese Objekte registrieren. Ist ein Stern relativ nahe an einem schwarzen Loch, so kann es wie ein Staubsauger Material von dem Stern absaugen. Dadurch wird die Materie aufgeheizt, die Atome werden ionisiert und senden schließlich bei einer Temperatur von ein paar Millionen Grad Röntgenstrahlung aus, bevor sie im schwarzen Loch verschwinden. So kann man indirekt auf die Anwesenheit eines schwarzen Loches schließen. Ein völlig isoliertes schwarzes Loch jedoch können die Forscher bisher durch keine Methode nachweisen.