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Supermassive Schwarze Löcher

Mittwoch, 30. November 2016, 14.00 Uhr
Prof. Dr. Kevin Schawinski, Institut für Astronomie, ETH Zürich
Im grossen Hörsaal der ZHAW im Laborgebäude TL

Galaxien haben in ihren Zentren schwarze Löcher, die eine Million bis eine Milliarde mal schwerer sind als die Sonne. Auch in unserer Milchstrasse sitzt ein solches Monster. Wenn diese schwarzen Löcher anfangen Staub und Gas zu fressen, fangen sie an zu leuchten. Es wird mehr Energie freigesetzt als die 100 Milliarden Sterne einer Galaxie zusammen. Welche Rolle spielen schwarze Löcher bei der Entstehung von Galaxien?

Kevin Schawinski

Kevin Schawinsky

Kevin Schawinski

Ich bin in der Schweiz und Deutschland aufgewachsen und in England zur Schule gegangen. Ich war schon immer von Naturgesetzen und der Physik fasziniert, und die Astrophysik ist eines der Gebiete, wo wir im Moment ständig neue Entdeckungen machen. Ich habe Mathematik und Physik an der Cornell University in den USA studiert und habe dann meinen Doktor in Astrophysik an der Oxford University in England gemacht. Danach ging ich wieder in die USA an die Yale University als NASA Einstein Fellow. Vor ein paar Jahren bin ich dann zurück in die Schweiz an die ETH gekommen. Neben der Astrophysik bin ich auch sehr an «Citizen Science» und künstlicher Intelligenz interessiert.

Videoaufzeichnung

Schwarze Löcher

Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, das in seiner unmittelbaren Umgebung eine so starke Gravitation erzeugt, dass weder Materie noch Information (etwa Licht- oder Radiosignale) diese Umgebung verlassen kann.

Nach dem Vortrag von Kevin Schawinski, ETH Zürich, stellten die Kinder wie immer interessante Fragen zum Thema. Hier ein paar davon zusammengestellt von Matteo Giger:

Frage 1: Aus was besteht jetzt genau ein Schwarzes Loch?

Ein Schwarzes Loch besteht aus «Singularität» – also aus Atomen, die so stark zusammengepresst wurden, dass sich die ganze Masse auf einen Punkt konzentriert. Wenn man also die ganze Erdmasse zusammenpressen würde, käme man auf einen Ereignishorizont von 9mm. Der Ereignis-Horizont ist eine Sphäre rund um die Singularität herum. Das Schwarze Loch selber ist noch kleiner.

Frage 2: Kann man ein Schwarzes Loch zerstören?

Ja – aber unvorstellbar langsam! Die sogenannte Hawking-Strahlung besagt, dass aus Schwarzen Löchern – entgegen früherer Annahmen – eine thermische Strahlung zu erwarten sei. Dann müsste nach den Berechnungen der Thermo-Dynamik dem Schwarzen Loch auch eine Temperatur zugeordnet werden können – eine Temperatur, die auch endlich sein könnte. Das heisst, in vielen Milliarden von Jahren könnte ein Schwarzes Loch auch langsam Masse verlieren oder vollständig verdampfen – sofern es während dieser Zeitspanne keine neue Masse aufnehmen kann.

Frage 3: Kann ein Schwarzes Loch auch explodieren?

Ja, ein Schwarzes Loch erzeugt in seiner unmittelbaren Umgebung ein starkes Gravitationsfeld. Über die Hawking-Strahlung kann ein schwarzes Loch über unvorstellbar lange Zeiträume auch verdampfen. Am Schluss geht es dann schnell und das mini Schwarze Loch kann explodieren.

Frage 4: Wie heiss ist es in einem Schwarzen Loch?

Das können wir nicht sagen. Es ist eines der grossen Rätsel. Wir wissen, dass es Licht anzieht und auch Licht verschlingen kann. Sie haben auch eine kreative Kraft: Sie können mehr Licht produzieren als 100 Milliarden Sterne zusammen. Darum sind Schwarze Löcher – so widersprüchlich wie das tönt – auch die hellsten Objekte im Universum!

Frage 5: Können Schwarze Löcher auch andere Schwarzen Löcher verschlingen?

Ja, zwei Schwarzen Löchern können sich auch umkreisen und sich immer näher werden, bis sie verschmelzen – sich sozusagen gegenseitig aufsaugen.

Frage 6: Was würde passieren, wenn die Erde von einem Schwarzen Loch aufgesaugt würde?

Theoretisch würde sie «spaghettifiziert»! Das heisst dass das unglaublich starke Gravitationsfeld die Erde zerreissen würde bis nur noch einzelne Atome im schwarzen Loch landen.

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