Meinung
17.12.2013

Schwarze Löcher: Hör auf, meine Raumzeit zu verbiegen!

Schwarze Löcher sind Ungetüme – zumindest in Science-Fiction-Filmen. Die Wirklichkeit sieht anders aus, in ein schwarzes Loch hineinzuspringen ist trotzdem keine gute Idee.

Was machen Sie, wenn Sie eine Leiche im Kofferraum haben, die Sie garantiert ohne Spuren loswerden wollen? Ganz einfach: Sie besorgen sich ein schwarzes Loch und entsorgen alle Beweise. Aus einem schwarzen Loch kommt ganz sicher nichts wieder zurück, jede Wiederkehr ist physikalisch unmöglich. Schwarze Löcher sind vielleicht die verrücktesten Objekte, die das Universum zu bieten hat. Man könnte sie fast für science-fiction-haften Blödsinn halten, aber es scheint sie tatsächlich zu geben. Die Natur ist manchmal noch viel durchgeknallter als unsere wirrste Phantasie.

Schwarze Löcher riechen nicht nach Käse

Ihr Name ist eigentlich irreführend. Schwarze Löcher sind Himmelskörper mit unvorstellbar hoher Dichte. Ob man so etwas als „Loch“ bezeichnen sollte, ist Geschmackssache. Mit anderen Löchern haben sie wenig zu tun. Ein Loch im Käse ist bloß die Abwesenheit von Käse, insofern wiegt es auch nichts – ein schwarzes Loch hingegen kann gewaltig viel Masse haben.

Schwarze Löcher können entstehen, wenn ein großer, schwerer Stern seinen Brennstoffvorrat aufgebraucht hat und kollabiert. Unter der Last seines eigenen Gewichtes bricht er in sich zusammen, nicht einmal die Atome, aus denen er aufgebaut ist, halten dieser Kraft stand. Die Elektronen werden in die Atomkerne gedrückt, alle seine Teilchen vereinen sich zu einem einzelnen, langweiligen Punkt.

Was dort hineingefallen ist, kann nie wieder herauskommen. Die Anziehungskraft direkt um diesen Punkt ist nämlich so stark, dass selbst ein Fluchtversuch mit Lichtgeschwindigkeit nicht ausreichen würde, um dem schwarzen Loch zu entkommen, und schneller als Lichtgeschwindigkeit geht es nun mal nicht. Daher kann aus dem schwarzen Loch auch kein Licht entweichen, es ist richtig schwarz.

Die Erde als schwarzes Loch

Es muss aber nicht gleich ein massereicher Stern sein. Im Grunde können Sie ein schwarzes Loch auch aus kleineren Dingen basteln, wenn Sie sie fest genug zusammenpressen. Würde man die Erde etwa auf Walnussgröße komprimieren, würde sie zum schwarzen Loch. Sie hätte dann immer noch dieselbe Masse und daher auch dieselbe Gravitationskraft wie jetzt.

Das klingt vielleicht merkwürdig: Viele Leute stellen sich ein schwarzes Loch vor wie einen kosmischen Staubsauger, der alles mit ungeheurer Macht an sich reißt. Das stimmt aber nicht. Würden wir die Erde zu einem schwarzen Loch zusammenpressen, dann würde der Mond nicht hineingesogen werden, er würde noch immer genau dieselbe Bahn rund um Erde und Sonne ziehen wie derzeit auch. Nachdem sich die Masse der Erde nicht geändert hätte, wirkt auf ihn auch immer noch dieselbe Kraft.

In der Nähe der Erde sieht die Sache aber anders aus. Wenn wir uns auf den Boden legen, dann sind wir der Erde so nahe, wie es nur geht – doch die meisten Massepunkte unseres Planeten sind trotzdem noch tausende Kilometer weit entfernt. Wäre die Erde ein kleines schwarzes Loch, könnten wir uns ihrer gesamten geballten Masse bis auf Zentimeter nähern, und damit würde auch eine viel größere Gravitationskraft auf uns wirken.

Als der Teilchenbeschleuniger am CERN eingeschaltet wurde, warnten manche Leute mit bedrohlichen Schauergeschichten vor schwarzen Mini-Löchern, die angeblich dort entstehen könnten, wenn winzige Teilchen mit großer Wucht aufeinandergeschossen werden. Wären dort tatsächlich winzige schwarze Löcher entstanden, wären sie in Sekundenbruchteilen verdampft – und selbst, wenn sie eine Weile auf der Erde herumgeflogen wären, hätten Sie auf ihrem Weg weder die Geräte des CERN noch die diensthabenden Wissenschaftler verschlucken können. Ein Teilchen, das zum schwarzen Loch wird, hätte immer noch bloß die Gravitations-Anziehungskraft von einem Teilchen – nämlich praktisch gar keine. Oder haben Sie sich schon mal von einem knapp an Ihnen vorbeifliegenden Neutron angezogen gefühlt? Eben.

Verbogene Raumzeit

In der Relativitätstheorie spielen schwarze Löcher eine wichtige Rolle. Einstein erklärte Gravitation durch die Krümmung des Raumes: Eine schwere Masse, etwa die Sonne, verbiegt Raum und Zeit. Weil unsere menschliche Alltagserfahrung nur für drei Dimensionen ausreicht, können wir uns keine verbogene vierdimensionale Raumzeit vorstellen, aber wir kennen verbogene zweidimensionale Flächen, und das ist zumindest ein bisschen ähnlich:

Wenn man eine schwere Kugel auf ein Gummituch legt, dann entsteht eine tiefe Delle. Eine kleinere Kugel, die über dieses Gummituch rollt, bewegt sich deshalb nicht mehr auf einer geraden Linie, sie wird etwas abgelenkt. In der Delle kann man die leichte Kugel sogar rund um die schwere Kugel im Kreis rollen lassen – das entspricht der Planetenbewegung um die Sonne in einer gekrümmten Raumzeit.

Jedes massive Objekt übt auf jedes andere eine Gravitations-Anziehung aus, also krümmt auch jedes Objekt die Raumzeit ein bisschen. Ja, auch Sie tun das. Ein schwarzes Loch allerdings verbiegt die Raumzeit unendlich stark, man müsste sich also ein Gummituch vorstellen, das an einer Stelle unendlich tief nach unten gezogen wird – spätestens hier funktioniert der Gummituch-Vergleich also nicht mehr so recht.

Vielleicht ähneln schwarze Löcher eher dem Budgetloch: Das scheint auch alle Bereiche des öffentlichen Lebens gehörig zu verbiegen, sodass nichts mehr eine gerade Bahn beschreibt, einiges verschluckt wird und nichts davon mehr zurückkehrt – aber das ist eine andere Geschichte.

Florian Aigner

Florian Aigner ist Physiker und Wissenschaftserklärer. Er beschäftigt sich nicht nur mit spannenden Themen der Naturwissenschaft, sondern oft auch mit Esoterik und Aberglauben, die sich so gerne als Wissenschaft tarnen. Über Wissenschaft, Blödsinn und den Unterschied zwischen diesen beiden Bereichen schreibt er jeden zweiten Dienstag in der futurezone.