27-05-2010, 15:46
4) The Black Hole Era (Die Ära der schwarzen Löcher)
100 Sextilliarden (10^41) Jahre bis 100 Tredezilliarden (10^83) Jahre nach dem Urknall
Die einzigen Objekte, die den Protonenzerfall des 3. Zeitalters überstehen werden, sind schwarze Löcher. Diese könnten aus
Protonen zusammengesetzt sein oder auch nicht, sichtbar sind sie für uns jedenfalls nicht. Wir beschreiten nun die vierte
Ära, die der schwarzen Löcher. Die sind Objekte, deren Fluchtgeschwindigkeit so hoch ist, dass ihnen nicht einmal mehr Licht
entkommen kann. [Anm.: um die Erdanziehungskraft zu überwinden, muss man eine Geschwindigkeit von etwa
11,2 km/s (umgerechnet 40.320 km/h) erreichen, zum Verlassen der Sonne wären 617,3 km/s nötig. Um ein schwarzes Loch
zu verlassen ist eine Geschwindigkeit von über 300.000 km/s nötig und da die Lichtgeschwindigkeit etwa diesem Wert entspricht
und nicht überschritten werden kann, entkommt nichts diesen Gebilden]
Die ursprüngliche Definition eines schwarzen Lochs beinhaltete, dass ihm nichts entkommen kann. Doch seit auch
quantentheoretische Überlegungen mit eingeflossen sind, scheint es möglich, als könne trotz allem Strahlung aus
einem schwarzen Loch entweichen. Dieser Prozess geht so langsam vonstatten, dass man sich heute keine Gedanken
darüber zu machen braucht. Aber in ferner Zukunft, wenn alle stellaren Objekte verschwunden sind, strahlen schwarze
Löcher durch das Entweichen von sog. Hawking-Strahlung als hellste Objekte im Universum und übernehmen damit die
Rolle, die die Sterne heute spielen.
Es gibt unterschiedliche Arten von schwarzen Löchern. Auf der einen Seite die, die aus Supernovae resultieren bzw. entstehen,
wenn ein Neutronenstern genügend zusätzliche Masse ansammelt um selbst zum schwarzen Loch zu werden. Diese Klasse
nennt man stellare schwarze Löcher, da sie aus stellaren Objekten hervorgegangen sind und ähnliche Massen besitzen.
Die Zahl dieser stellaren schwarzen Löcher in der künftigen Milchstraße wird auf etwa eine Million geschätzt.
Auf der anderen Seite gibt es supermassive schwarze Löcher, wie sie im Zentrum von Galaxien zu finden sind. Diese
schwarzen Löcher haben nicht die Masse von mehreren Sonnen sondern sind millionen- oder sogar milliardenfach massiver.
Wenn man sich die Bewegungen von Sternen im Zentrum einer beliebigen Galaxie anschaut, so stellt man fest, dass
sich diese extrem schnell um ein relativ kleines, zentrales, unsichtbares Objekt bewegen. Die Masse, die nötig ist, um die
umliegenden Sterne so zu beschleunigen, bewegt sich, wie oben schon erwähnt, im Bereich von Millionen oder Milliarden
Sonnenmassen, ist aber auf einen verhältnismäßig winzigen Bereich konzentriert. Diese Bedingungen erfüllen nur schwarze
Löcher. Das in unserer eigenen Milchstraße ist mit etwa 3 Millionen Sonnenmassen dabei noch relativ klein.
Machen wir nun eine Inventur des Universums in der Black Hole Era, so stellen wir fest, dass es nur noch schwarze
Löcher gibt von denen jedes durch die Hawking-Strahlung hell leuchtet.
Aber auch schwarze Löcher leben nicht unendlich lange. Abhängig von ihrer Masse zerstrahlen selbst schwarze Löcher
nach einer gewissen Zeit. Ein schwarzes Loch mit der Masse unserer Sonne [Anm.: wäre etwa 3 km groß, die Sonne so
wie sie heute ist hat einen Durchmesser von fast 1,4 Millionen Kilometer] würde auf diese Weise ungefähr 10^65 Jahre
existieren. Ein typisches stellares schwarzes Loch [Anm.: mit mehr Masse, die Sonne ist nämlich zu leicht um zum schwarzen
Loch zu werden] würde 1.000 Mal länger bestehen und nach 10^68 Jahren vergehen. Ein supermassives schwarzes Loch
wie das im Zentrum unserer Milchstraße wäre nach 10^83 Jahren verschwunden. Und irgendwann gäbe es auch
die gewaltigsten schwarzen Löcher mit über 2 Milliarden Sonnenmassen nicht mehr und die Black Hole Era wäre zu Ende.
100 Sextilliarden (10^41) Jahre bis 100 Tredezilliarden (10^83) Jahre nach dem Urknall
Die einzigen Objekte, die den Protonenzerfall des 3. Zeitalters überstehen werden, sind schwarze Löcher. Diese könnten aus
Protonen zusammengesetzt sein oder auch nicht, sichtbar sind sie für uns jedenfalls nicht. Wir beschreiten nun die vierte
Ära, die der schwarzen Löcher. Die sind Objekte, deren Fluchtgeschwindigkeit so hoch ist, dass ihnen nicht einmal mehr Licht
entkommen kann. [Anm.: um die Erdanziehungskraft zu überwinden, muss man eine Geschwindigkeit von etwa
11,2 km/s (umgerechnet 40.320 km/h) erreichen, zum Verlassen der Sonne wären 617,3 km/s nötig. Um ein schwarzes Loch
zu verlassen ist eine Geschwindigkeit von über 300.000 km/s nötig und da die Lichtgeschwindigkeit etwa diesem Wert entspricht
und nicht überschritten werden kann, entkommt nichts diesen Gebilden]
Die ursprüngliche Definition eines schwarzen Lochs beinhaltete, dass ihm nichts entkommen kann. Doch seit auch
quantentheoretische Überlegungen mit eingeflossen sind, scheint es möglich, als könne trotz allem Strahlung aus
einem schwarzen Loch entweichen. Dieser Prozess geht so langsam vonstatten, dass man sich heute keine Gedanken
darüber zu machen braucht. Aber in ferner Zukunft, wenn alle stellaren Objekte verschwunden sind, strahlen schwarze
Löcher durch das Entweichen von sog. Hawking-Strahlung als hellste Objekte im Universum und übernehmen damit die
Rolle, die die Sterne heute spielen.
Es gibt unterschiedliche Arten von schwarzen Löchern. Auf der einen Seite die, die aus Supernovae resultieren bzw. entstehen,
wenn ein Neutronenstern genügend zusätzliche Masse ansammelt um selbst zum schwarzen Loch zu werden. Diese Klasse
nennt man stellare schwarze Löcher, da sie aus stellaren Objekten hervorgegangen sind und ähnliche Massen besitzen.
Die Zahl dieser stellaren schwarzen Löcher in der künftigen Milchstraße wird auf etwa eine Million geschätzt.
Auf der anderen Seite gibt es supermassive schwarze Löcher, wie sie im Zentrum von Galaxien zu finden sind. Diese
schwarzen Löcher haben nicht die Masse von mehreren Sonnen sondern sind millionen- oder sogar milliardenfach massiver.
Wenn man sich die Bewegungen von Sternen im Zentrum einer beliebigen Galaxie anschaut, so stellt man fest, dass
sich diese extrem schnell um ein relativ kleines, zentrales, unsichtbares Objekt bewegen. Die Masse, die nötig ist, um die
umliegenden Sterne so zu beschleunigen, bewegt sich, wie oben schon erwähnt, im Bereich von Millionen oder Milliarden
Sonnenmassen, ist aber auf einen verhältnismäßig winzigen Bereich konzentriert. Diese Bedingungen erfüllen nur schwarze
Löcher. Das in unserer eigenen Milchstraße ist mit etwa 3 Millionen Sonnenmassen dabei noch relativ klein.
Machen wir nun eine Inventur des Universums in der Black Hole Era, so stellen wir fest, dass es nur noch schwarze
Löcher gibt von denen jedes durch die Hawking-Strahlung hell leuchtet.
Aber auch schwarze Löcher leben nicht unendlich lange. Abhängig von ihrer Masse zerstrahlen selbst schwarze Löcher
nach einer gewissen Zeit. Ein schwarzes Loch mit der Masse unserer Sonne [Anm.: wäre etwa 3 km groß, die Sonne so
wie sie heute ist hat einen Durchmesser von fast 1,4 Millionen Kilometer] würde auf diese Weise ungefähr 10^65 Jahre
existieren. Ein typisches stellares schwarzes Loch [Anm.: mit mehr Masse, die Sonne ist nämlich zu leicht um zum schwarzen
Loch zu werden] würde 1.000 Mal länger bestehen und nach 10^68 Jahren vergehen. Ein supermassives schwarzes Loch
wie das im Zentrum unserer Milchstraße wäre nach 10^83 Jahren verschwunden. Und irgendwann gäbe es auch
die gewaltigsten schwarzen Löcher mit über 2 Milliarden Sonnenmassen nicht mehr und die Black Hole Era wäre zu Ende.
Der Wissenschaftler denkt über seine Umwelt nach, entwirft eine Theorie die sie erklären soll, überprüft seine Theorie anhand von Experimenten an der Realität, verwirft sie wenn sie sich als falsch erweist und sucht nach einer besseren Erklärung.