Lehrmittelsammlung MINT - außerschulische Projekte
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Wenn mich in meinen öffentlichen Sternwarten-Führungen jemand fragt, "was sind Schwarze Löcher?", dann berufe ich mich immer auf die einfachste, historisch erste Lösung der Relativitätstheorie, die so genannte Schwarzschild-Lösung (nach Karl Schwarzschild (wikipedia)). Demnach ist ein Schwarzes Loch:

"eine Kugel im Raum, aus der Licht nicht raus kann"

übrigens: "aber alles kann in diese Kugel hinein, weil sie zum Außenraum nicht abgegrenzt ist, also keine harte Oberfläche hat wie z.B. die Erde. Nur, was einmal drin ist, kann nie wieder raus, weil eben nicht mal das Licht raus kann."

Weiters lässt sich leicht einsehen:


warum kann das Licht nicht raus?
nun, weil die Fluchtgeschwindigkeit größer ist als die Lichtgeschwindigkeit. Jeder weiß: Von der Erde braucht eine Rakete eine bestimmte Fluchtgeschwindigkeit, um ins Weltall zu starten. Erreicht sie nicht Fluchtgeschwindigkeit, dann kommt sie nicht ins All, sondern z.B. so hoch wie ein geworfener Ball oder wie ein Flugzeug und fällt dann irgendwann wieder runter (balistische Bahn). Für die Erde ist Fluchtgeschwindigkeit ca. 11.2 m/s, für die Sonne ist sie größer, für den Mond kleiner (deshalb hüpfen die Astronauten da auf den TV-Bildern der 60er immer so).
Wenn die Fluchtgeschwindigkeit von einem Objekt größer ist als Lichtgeschwindigkeit, muss Licht, das jemand da aussendet, also "zurückfallen" und kommt nicht weg. Da das Licht das allerschnellste ist, das es im Universum gibt (siehe Relativitätstheorie), also alle anderen Sachen langsamer sind, kommt auch nichts anderes weg von dieser Kugel, aus der das Licht nicht rauskommt."

Haben Schwarze Löcher immer hohe Dichte? - Nein, das ist populärwissenschaftlicher Unsinn. Man kann mit Schulmathematik ausrechnen, dass es auch Schwarze Löcher mit der Dichte von Luft gibt.

Ziehen sie alles an? - Nein! Wenn man weit genug weg ist, dann kreist man drum und irgendwann spürt man's gar nicht mehr. So wie uns die Erde auch anzieht, aber die TV-Satelliten fallen auch nicht mehr runter, sondern kreisen um die Erde und am Jupiter merkt man die Anziehungskraft der Erde fast gar nicht mehr.

Im Hinterkopf sollte man dann haben:
Die Schwarzschild-Lösung ist noch nicht die gesamte Physik Schwarzer Löcher, es ist nur die einfachste Lösung. Es gibt noch viele andere Sorten von Schwarzen Löchern, die dann auch mehr Eigenschaften haben, als nur den Raum zu krümmen (z.B. Drehimpuls, Magnetfelder u.s.w.), aber davon wird die oben beschriebene Lösung nicht falsch, sondern nur erweitert.

summa summarum:
Ein Schwarzes Loch ist eine Kugel, aus der das Licht nicht rauskommt
und die aufs restliche Universum wirkt, wie es Massen tun (sie krümmt den Raum) und eventuell hat sie auch Drehimpuls und Magnetfeld - mehr Eigenschaften aber nicht.

 

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