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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Das Schwarze Loch aus dem Labor |
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| | | Da die direkte Beobachtung schwarzer Löcher nicht möglich ist, wollen nun schottische Physiker von der St. Andrews Universität diese im Labor erzeugen.
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Schwarze Löcher können das Endergebnis einer Sternentwicklung von sehr massereichen Sternen sein. Nach der Theorie vom Urknall könnten sie auch Überreste aus der Zeit der Weltentstehung vor rund 15 Milliarden Jahren sein. Dann werden sie als urzeitliche schwarze Löcher bezeichnet.
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Kein direkter Nachweis möglich |
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Schwarze Löcher besitzen eine so starke Schwerkraft, dass nicht nur materielle Teilchen, sondern auch sämtliche elektromagnetische Strahlen das Gebilde nicht verlassen können. Sie können also auf direktem Wege nicht nachgewiesen werden.
Aus diesem Grund plant ein Physikerteam um Ulf Leonhardt von der Universität St. Andrews die Erzeugung im Labor gut beobachtbarer schwarzer Löcher, die den kosmischen schwarzen Löchern so weit wie möglich gleichen sollen.
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Nachweis schwarzer Löcher
Ein schwarzes Loch lässt sich dann nachweisen, wenn es Partner eines engen Doppelsternsystems ist. In diesem Falle muss von dem normalen Partner ein Gasstrom auf das schwarze Loch überfließen. Wahrscheinlich ist die Existenz eines schwarzen Loches bei der Röntgenquelle Cygnus X-1, die sich in etwa 8150 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Schwan befindet. Bei Röntgenquellen könnten aber auch Neutronensterne als Partner auftreten. Schwarze Löcher werden auch in den Kernen von Galaxien und Quasaren vermutet. Im Zentrum der Milchstraße fanden Astronomen 1996 eine Ansammlung von mindestens 2,5 Millionen Sonnenmassen in einem Raumgebiet, dessen Ausdehnung kleiner als 10 Lichttage ist. Diese Beobachtung gilt als ziemlich sicherer Hinweis auf die gravitative Wirkung eines schwarzen Lochs. |
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 Infos zu Cygnus X-1 |
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Vereinigung von Einstein und Planck |
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Interesse erregen schwarze Löcher auch deshalb, weil in der Mathematik dieser kosmischen Gebilde zwei Sichtweisen aufeinander treffen: die Relativitätstheorie Einsteins und die Quantenphysik Max Plancks.
Die bisherige Unvereinbarkeit dieser beiden Theorien könnte in der Aufklärung schwarzer Löcher ihr Ende finden, vermuten manche Physiker.
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Verdampfen schwarzer Löcher
In der Theorie könnten schwarze Löcher über eine so genannte Einstein-Rosen-Brücke (Wurmloch) mit anderen schwarzen Löchern zwei verschiedene, weit entfernte Teile unseres Universums oder zwei ganz verschiedene Universen verbinden. Neuere Untersuchungen zeigen, dass auch schwarze Löcher noch eine weitere Entwicklung aufweisen. So könnten sich zum Beispiel urzeitliche schwarze Löcher später auch wieder auflösen. Für sehr kleine schwarze Löcher gewinnen quantenmechanische Effekte wie der Tunneleffekt an Bedeutung, so dass Strahlung nach außen gelangen könnte. Dieser Effekt, der zum Verdampfen des schwarzen Lochs führen könnte, wird Hawking-Strahlung genannt. |
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Schwarze Löcher in Zentren von Galaxien |
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Schneller als Licht? |
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Derzeit ist es Physikern nicht möglich, solch große Masse in einem Punkt zu vereinen. Leonhardt und sein Team wollen mit einem Laser Licht in ein Medium strahlen, das sich selbst schneller bewegt als Licht.
Licht ist das schnellste Medium im Universum und kann daher prinzipiell von keinem anderen Medium überholt werden, so dachte man bis jetzt. Die Physiker wollen einen Effekt nutzen, den sie erst seit wenigen Monaten beherrschen: die so genannte "elektromagnetisch induzierte Transparenz".
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Licht im schwarzen Loch gefangen |
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Dazu wird ein Gas auf eine sehr niedrige Temperatur über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt.
Wenn man dieses Gas mit einem speziellen Laser beschießt, kann sich das Licht aus einem weiteren Laser in dem Gas nur wenige Zentimeter in der Sekunde fortbewegen. Das Licht wird auf diese Weise "gefangen" - wie in einem Schwarzen Loch.
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Experimente mit Schall |
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Darüber hinaus wollen die schottischen Wissenschaftler ein Gas herstellen, das nur eine sehr langsame Fortbewegung von Schall ermöglicht. Dieser Ansatz soll weitere quantenmechanische Phänomene klären helfen.
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Mehr dazu auf science.orf.at
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01.01.2010 |
