Was passiert, wenn Sie in ein Schwarzes Loch fallen

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 03:51

Nähert sich ein Astronaut einem Schwarzen Loch, sind seine Aussichten nicht sehr rosig.

Kurz gesagt, er wird sterben. Genauer gesagt - es ist nicht genau bekannt, was passieren wird. Die Wissenschaft kann nur spekulieren. Aber es wird nichts besonders Angenehmes geben, glauben Sie mir.

In respektvollem Abstand verhält sich das Schwarze Loch wie ein Stern mit ähnlicher Masse – man kann eine stabile Umlaufbahn um ihn betreten und dort jahrelang rotieren. Wissenschaftlern zufolge können dort sogar bewohnte Planeten existieren. Aber je näher man dem Loch kommt, desto mehr Probleme gibt es.

Strahlung tötet eine Person

Wenn Sie glauben, dass ein Schwarzes Loch einem Menschen nur dann Schaden zufügt, wenn er den Ereignishorizont (die Grenze um das Loch herum, aufgrund derer selbst Licht nicht zurückkehren kann) überquert, dann irren Sie sich. Schwierigkeiten werden viel früher beginnen und buchstäblich tödlich sein.

Schwarze Löcher sind selten allein. In der Regel sind sie von einem riesigen Haufen Materie umgeben - Gas, das übrig blieb, nachdem das Loch von einem Stern gebissen wurde. Gas fliegt mit enormer Geschwindigkeit im Orbit, hat also eine monströse kinetische Energie und erwärmt sich auf gigantische Temperaturen.

Dieses sich schnell drehende und brennend heiße Ding um ein Schwarzes Loch wird Akkretionsscheibe genannt.

Interstellare Betrachter wissen, wie eine Akkretionsscheibe aussehen sollte. Das Schwarze Loch selbst ist unsichtbar, da es jedes darauf fallende Licht absorbiert, aber der Materiewirbel um ihn herum ist sichtbar. Es ist die Akkretionsscheibe, die das orange leuchtende Ding ist, das die Teleskope des Event Horizon Telescope im April 2019 aufgenommen haben.

Die Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern senden starke elektromagnetische Strahlung aus. Die Energie von Röntgen- und Gammastrahlen ist millionenfach höher als die des sichtbaren Lichts.

Darüber hinaus kann theoretisch auch das Schwarze Loch selbst Hawking-Strahlung aussenden. Die Astrophysiker sind sich dessen zwar noch nicht sicher, und die Strahlungsleistung ist vernachlässigbar.

All diese Ströme geladener Teilchen, die das Schwarze Loch über Hunderte von Lichtjahren um sich selbst streut, werden wahrscheinlich nicht zur Gesundheit beitragen. Der Himmelskörper wird einen Menschen schon bei Annäherung mit gewöhnlicher Strahlung erledigen, ohne auf Verletzungen der Topologie von Raum- und Zeitverzerrungen zurückzugreifen.

Es wird durch die Materie der Akkretionsscheibe gebrannt

Angenommen, der Astronaut hat sich im Voraus um den Strahlenschutz gekümmert – zum Beispiel einen einen Meter dicken, bleigefütterten Mantel über einem Raumanzug anziehen. Und, entschlossen, herauszufinden, was sich in den mysteriösen Tiefen des Schwarzen Lochs befindet, fällt es weiter frei darauf zu.

Auf den Forscher wartet aber noch ein weiteres Hindernis, nämlich die uns bereits bekannte Akkretionsscheibe. Es besteht aus einem sehr heißen Gas.

Die Scheibe erwärmt sich, wenn Gasteilchen miteinander kollidieren und Kreise mit halsbrecherischer Geschwindigkeit um das Schwarze Loch drehen. Kinetische Energie wandelt sich in thermische Energie um, und zwar gut – Materie in der Nähe eines durchschnittlichen Schwarzen Lochs kann sich auf Millionen oder sogar Billionen Kelvin erhitzen. Dies ist etwas höher als beispielsweise die Temperatur unserer Sonne - 5.778 K an der Oberfläche, 15 Millionen K im Kern.

Es lohnt sich wahrscheinlich nicht daran zu erinnern, dass es nicht sicher ist, durch Ströme von glühendem Plasma zu fliegen. Wenn eine Person nicht durch Strahlung getötet wird, dann eine hohe Temperatur.

Generell gehören die Akkretionsscheiben supermassereicher Schwarzer Löcher in den Zentren von Galaxien zu den hellsten Objekten im Weltraum. Sie werden „Quasare“genannt. Der heißeste von allen, J043947.08 + 163415.7, röstet wie 600 Billionen normale Gelbe Zwerge wie die Sonne, wenn sie sich verschworen und gleichzeitig sprachen.

Übrigens senden Schwarze Löcher in regelmäßigen Abständen relativistische Jets oder Jets in das Universum - Plasmaströme mit nahezu Lichtgeschwindigkeit, normalerweise paarweise, die von den Polen in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind.

Astrophysiker diskutieren immer noch, warum dies geschieht, aber es sieht so aus, als ob die Magnetfelder um das Loch etwas Interessantes mit dem Gas in der Akkretionsscheibe machen. Der Jet kann 10 bis 100 Millionen Jahre lang ununterbrochen ausbrechen.

Wenn man also auf ein Schwarzes Loch fällt, muss eine Person seinen Polen ausweichen, um nicht unter die relativistischen Jets zu fallen.

Es spaghettisiert

Angesichts dessen ist es wahrscheinlich am besten, ohne Akkretionsscheibe zu einem Schwarzen Loch zu reisen. Diese passieren auch – wenn es keine Sterne in der Nachbarschaft gibt, aus denen man Gas pumpen kann. Das heißt, das Loch hat sie alle schon sicher verschluckt.

Zum Beispiel saugte das Schwarze Loch im Zentrum der Markarian 1018 Galaxie die gesamte Materie um es herum auf und blieb ohne Gas in der Nähe. Astrophysiker nennen solche Löcher hungern. Arme Dinger.

Oder das supermassive Loch Sagittarius A im Zentrum unserer Milchstraße - es hat eine extrem kleine, nicht wahrnehmbare Scheibe 1.

2.. Deshalb ist es so schwierig, sie im Auge zu behalten.

Im Allgemeinen ist es durchaus möglich, sich dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs zu nähern, ohne mit heißen Plasmaströmen zu kollidieren.

Die Probleme, die der Astronaut als nächstes haben wird, hängen von der Größe des Schwarzen Lochs ab.

Wenn eine Person auf ein Objekt fällt, das beispielsweise eine Masse von etwa einer Sonnenmasse hat (332.946-fache Erdmasse), dann geschieht dies.

Wenn wir uns diesem interessanten Himmelskörper nähern, wird auch die Schwerkraft, mit der er auf einen Menschen einwirkt, zunehmen. In einer gewissen Entfernung vom Loch stellt sich heraus, dass die Schwerkraft an den Beinen um ein Vielfaches größer ist als die Schwerkraft am Kopf. Dieser Unterschied wird "Gezeitenkraft" genannt.

Die Ergebnisse des Einflusses dieser Kraft werden vom Physiker Neil DeGrasse Tyson in dem Buch "Tod in einem schwarzen Loch und andere kleine kosmische Probleme" beschrieben.

Erstens zerreißen die Gezeitenkräfte des Schwarzen Lochs den Astronauten genau in der Körpermitte (wenn er natürlich wie ein Soldat in das Loch fällt und nicht seitlich). Dann reißt er seine Beine und seinen Rumpf in zwei Hälften. Dann wieder. Und so in einer geometrischen Abfolge, bis sogar die Atome, aus denen das Opfer gemacht wurde, in Elementarteilchen zerfallen. Dann wird sich dieser ganze Teilchenstrom jenseits des Ereignishorizonts befinden.

Die Erde erzeugt auch eine Gezeitenkraft auf deinen Körper, aber nicht genug, um dich auseinander zu reißen, also mach dir keine Sorgen.

Das ist alles. Das Phänomen wird scherzhaft "Spaghettifizierung" genannt. Normalerweise werden die Gezeitenkräfte von Schwarzen Löchern Sterne spalten, aber sie werden auch mit Menschen fertig werden.

Es gibt jedoch einen Vorbehalt.

Es wird etwas Schreckliches passieren, aber wir werden nicht genau wissen, was

Gezeitenkräfte, wie Neil Tyson erklärt, nehmen mit der Größe des Objekts im Verhältnis zum Abstand zum Zentrum des Lochs zu. Das bedeutet, dass ein mittelgroßes Schwarzes Loch den Astronauten schon bei der Annäherung in Stücke reißt und in Atome zerlegt.

Aber wenn das Schwarze Loch massiv genug ist und einen riesigen Radius hat, beginnen seine Gezeitenkräfte den Reisenden zu dehnen, nachdem er den Ereignishorizont überquert hat.

Gleichzeitig kann ein Mensch wahrscheinlich sogar überleben, sagt der Physiker Leo Rodriguez, denn der Ereignishorizont ist keine physikalische Barriere, sondern lediglich die Grenze der Gravitationswirkung eines Schwarzen Lochs, an der selbst Licht nicht entweichen kann.

Kurz bevor der Reisende über den Horizont fällt, hat er möglicherweise Zeit zu sehen, wie das gesamte Licht der umgebenden Sterne verzerrt wird und dann auf einen Punkt dahinter schrumpft, der zuerst rot, dann weiß und dann blau wird. Dies ist auf die Wirkung der Schwerkraft des Lochs auf die Wellenlängen des vorbeigehenden Lichts zurückzuführen (dies wird als "Blauverschiebung" bezeichnet).

Aber niemand kann genau sagen, was am Horizont passieren wird. Das Problem ist, dass die Gesetze der Physik, die wir gewohnt sind, dort nicht funktionieren. Daher können Wissenschaftler nur vermuten, was mit der Materie im Schwarzen Loch passiert.

Höchstwahrscheinlich spaghettit eine Person laut Neil Tyson sicher, nur nicht vor dem Ereignishorizont, sondern dahinter. Dann fällt der Rest des Reisenden in eine Singularität - eine Raumregion mit unendlicher Dichte im Zentrum des Lochs. Hier.

Es werden also keine Bücherregale und Morsecode-Nachrichten aus der Vergangenheit an ihre Tochter geschickt wie in Interstellar.