Wir hören, dass Schwarze Löcher alles Licht absorbieren, das in sie einfällt. Und doch hören wir von Schwarzen Löchern, die so hell leuchten, dass wir sie auf halbem Weg durch das Universum sehen können. Was ist los? Welches ist es?
Ich erinnere mich an eine klassische Episode des Guide to Space, in der ich eine äußerst faszinierende und prägnante Erklärung dafür lieferte, was ein Quasar ist. Erinnerst du dich nicht an diese Episode? Nun, es war super. Einfach super. Okay, Faulpelz, lass uns zusammenfassen.
Quasare sind die hellsten Objekte im Universum, die über Milliarden von Lichtjahren sichtbar sind. Wahrscheinlich wird das Leben von allem gebleicht, was dem Strahlenbündel von seinem Leuchtturm des Todes in den Weg kommt. Sie treten auf, wenn sich ein supermassives Schwarzes Loch aktiv von Material ernährt und einen Strahlungsberg ausschüttet. Schwarze Löcher sind natürlich Regionen des Weltraums mit einer so intensiven Schwerkraft, aus denen nichts, nicht einmal das Licht selbst, entkommen kann.
Aber warten Sie, nicht so schnell 'rekapitulieren' Sie Fraser Cain. Ich nenne Spielereien. Wenn Schwarze Löcher die gesamte in sie einfallende Strahlung absorbieren, wie können sie dann hell sein?
Sie, Fraser Cain von einst, können nicht beides haben. Es ist entweder ein Strudel der totalen Zerstörung, der all die Materie und das Licht verschlingt, die in sie fallen, ODER abwechselnd kann Licht entweichen, was immer noch gut klingt. Ich meine, es könnte sein, WO KEIN MATERIAL ENTKOMMEN KANN, außer Licht.
Wenn Sie zugeben, dass Sie sich in der Vergangenheit geirrt haben, werden wir Sie in den zeitlichen Schamkegel versetzen und mit der Episode fortfahren. Rechts? Rechts? Falsch.
Lassen Sie uns überprüfen. Schwarze Löcher sind verrückte, komplizierte Bestien mit vielen Schichten. Und ich meine nicht, dass in irgendeinem abstrakten Choprian „viele Verbindungen auf vielen verschiedenen Ebenen“ sind. Sie sind ein Gobstopper aus einer Höllenlandschaft im Stil von Sam Neill Event Horizon. Schauen wir uns die Anatomie eines Schwarzen Lochs an, und alles sollte sich zusammenfügen, einschließlich des Terrors.
Das Herzstück des Schwarzen Lochs ist die Singularität. Dies ist der Bereich komprimierter Materie, der früher ein Stern oder im Fall eines supermassereichen Schwarzen Lochs die Millionen- oder Milliardenfache Masse eines Sterns war. Astronomen haben keine Ahnung, wie die Singularität aussieht oder sich verhält, weil unser Verständnis der Physik zusammen mit dem Rest unseres Gehirns völlig zusammenbricht.
Illustration von Cygnus X-1, einem weiteren Schwarzen Loch mit stellarer Masse, das sich 6070 ly entfernt befindet. (NASA/CXC/M.Weiss)
Es ist möglich, dass die Singularität eine Sphäre aus exotischer Materie ist oder sich ständig auf eine unendlich kleine Größe zusammendrückt. Es könnte auch ein Schweinefleischkuchen sein. Wir werden es nie erfahren, denn nichts geht schnell genug, um einem Schwarzen Loch zu entkommen, nicht einmal Licht.
Vielleicht müsstest du die 10-fache Lichtgeschwindigkeit erreichen, um zu entkommen. Oder vielleicht das Billionenfache der Lichtgeschwindigkeit. Das macht es einfach; Soweit wir das beurteilen können, kann nichts schneller als die Lichtgeschwindigkeit sein, und so entweicht nichts.
Je weiter man sich von der Singularität entfernt, desto geringer wird die Schwerkraft. Anfangs ist es immer noch erforderlich, dass Sie schneller als das Licht sind. Sie werden schließlich einen ganz bestimmten Punkt erreichen, an dem die Fluchtgeschwindigkeit genau der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Dies ist der Ereignishorizont, und dieser ist bei jedem Schwarzen Loch eine andere Entfernung von der Singularität. Das ist die Linie. Innerhalb des Ereignishorizonts ist das Licht dem Untergang geweiht, außerhalb des Ereignishorizonts kann es entkommen. Dies ist die harte Bonbonhülle, die den schokoladig unvorstellbaren Albtraum der Physik umgibt.
Wenn wir also helle Schwarze Löcher wie einen Quasar sehen, sehen wir nicht wirklich Licht, das aus dem Inneren des Schwarzen Lochs selbst kommt oder von seiner Oberfläche reflektiert wird. Was wir sehen, ist das Material, das sich direkt außerhalb des Ereignishorizonts anhäuft. Bei all seinem unersättlichen Hunger sind die Gravitationsaugen eines Schwarzen Lochs viel größer als sein Magen, und es kann sich nur so schnell ernähren. Überschüssiges Zeug stapelt sich um das Gesicht des Schwarzen Lochs und bildet eine riesige Materialscheibe, genau wie ich beim 5-Dollar-All-you-can-eat-Buffet von Pizza Hut. Diese Pizza heizt sich auf, bis sie wie der Kern eines Sterns ist und beginnt, Strahlung in den Weltraum zu strahlen.
Ein WFPC2-Bild einer spiralförmigen Scheibe aus heißem Gas im Kern der aktiven Galaxie M87. HST-Messungen zeigen, dass sich die Scheibe so schnell dreht, dass sie an ihrer Nabe ein massives Schwarzes Loch enthält.
Alles, was ich gesagt habe, gilt übrigens für sich nicht drehende Schwarze Löcher. Physiker werden diesen Punkt immer mit Nachdruck hervorheben. Bleiben Sie bei Ihren wütenden Kommentaren, Astrophysiker, denn ich habe das magische Beschwichtigungscodewort der Steinmetze gesagt, 'Nicht-rotierend'.
Natürlich rotieren Schwarze Löcher und können sich fast mit Lichtgeschwindigkeit drehen. Und diese Rotation verändert die Natur des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs auf eine Weise, die schwierige Mathematik noch schwieriger macht. All diese Drehungen erzeugen starke Magnetfelder um das Schwarze Loch herum, die Materialstrahlen bündeln, die Hunderttausende von Lichtjahren lang explodieren. Wenn wir diese hellen Quasare sehen, starren wir mit unseren zarten kleinen Augäpfeln direkt auf diese Jets.
Wie können wir also Licht von Schwarzen Löchern sehen, wenn Schwarze Löcher alles Licht absorbieren? Es kommt nicht von Schwarzen Löchern. Es kommt aus der überhitzten Schrottregion rund um das Schwarze Loch. Und dennoch, alles, was durch den Ereignishorizont fällt, sei es Licht, Schrott, du, ich oder Grumpy Cat, wird nie wieder gesehen.
Was ist dein liebstes schwarzes Sci-Fi-Loch? Sag es uns in den Kommentaren unten.
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