Frage von Rifatferati, 29

Physik Kurzreferat?

Ich muss ein kurzreferat(3 min) über Schwarze Löcher halten

Aber ich weiß nicht wie ich das einteilen soll weil das sonst viel zu lang wird

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 9

Erwähne erst die Vorgeschichte: John Mitchell und Pièrre Simon de Laplace. Die haben Ende des 18. Jhds. überlegt, dass gerade die schwersten Sterne uns dunkel erscheinen sollten, da die Fluchtgeschwindigkeit von ihrer Oberfläche gleich der Lichtgeschwindigkeit oder sogar größer ist und die Lichtkorpuskeln, an die einige Physiker in Anlehnung an Newton damals glaubten, einen Umkehrpunkt erreichen und zurückfallen müssten wie ein hoch geworfener Stein.

Es handelt sich dabei freilich nicht um ein Schwarzes Loch, denn Ereignishorizonte, die ein Schwarzes Loch erst zu einem solchen machen,  kennt die Newtonsche Mechanik nicht. Außerdem wurde die Idee von Laplace selbst wieder fallen gelassen, als er zunehmend von der Wellennatur des Lichts überzeugt war.

Unbedingt erwähnt werden sollte natürlich Albert Einstein und seine Allgemeine Relativitätstheorie (ART, 1915), die auf seiner 10 Jahre älteren Speziellen Relativitätstheorie (SRT, 1905) aufbaut, welche Zeit und Raum zu  einem Ganzen zusammenfügt, der Raumzeit.

Diese beschreibt die ART als in sich gekrümmt, und zwar durch Energie, die gemäß der berühmtesten Formel der Physik (E=mc²) auch Masse besitzt.  Unter anderem verlangsamt Gravitation, etwa die einer ausgedehnten kugelsymmetrischen Masse, die Zeit und sorgt dafür, dass Lichtsignale beim »Aufstieg« an Photonenenergie und damit Frequenz verlieren und dafür mehr Zeit benötigen.
Außerdem bezeichnet r die »Umkugel« mit Fläche 4πr², ist aber nicht mehr wie in der »flachen« Raumzeit, der radiale Abstand zum Mittelpunkt, der nämlich größer ist.

Im Extremfall ist dieser Frequenzverlust und die Ausbremsung der Zeit total; im einfachsten Fall bei

r = rS = 2GM/c²,

dem nach dem 1916 im Ersten Weltkrieg gefallenen Physiker Karl Schwarzschild benannten Schwarzschildradius. Schlimmer noch: Unterhalb von rS wird r zeitartig, und zwar mit nach innen gerichtetem Zeitpfeil. Wer sich dort befindet, findet sich nicht einfach im Bann einer gewissen Kraft, sondern in einer unaufhaltsam kollabierenden Region des Kosmos wieder, aus der es kein Entrinnen mehr gibt, weil man sich dafür zeitlich rückwärts bewegen müsste. Deshalb heißt die »Umkugel« mit r=rS auch Ereignishorizont.

Dass es so etwas tatsächlich geben muss, vermutete zunächst der Inder Subrhamanyan Chandrasekhar, was u.a. Robert Oppenheim, der in einer Modellrechnung bestätigte. In den 1950er Jahren beschrieb Roy Kerr Schwarze Löcher etwas realistischer als rotierend.

Der Name wurde von John Archibald Wheeler 1967 etabliert, erstmals nachweisbar ist er in einem Bericht von Ann Ewing von 1964.

Als erstes nachgewiesenermaßen entdecktes Schwarzes Loch gilt die Röntgenquelle Cygnus X1, wobei natürlich die Röntgenstrahlung aus der Umgebung des eigentlichen Schwarzen Lochs stammt.

Antwort
von Schnabelpferd, 17

Sag einfach ganz kurz, was schwarze Löcher sind, dass es viele Theorien gibt, wann und wer sie "entdeckt" hat und nenn eventuell die bekannteste Theorie

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