Besitzen Schwarze Löcher eine Maximalgröße?
Hab nur von einer praktischen Obergrenze gelesen- nicht von einer theoretischen.
5 Antworten
Mit achtbarem Gruß, @ScrappyFlappy! 🙋🏼♂️
Besitzen Schwarze Löcher eine Maximalgröße? 🧑🏼🎓
Kurz gesagt: Nein, theoretisch nicht. Praktisch gesehen – durchaus. Aber lassen Sie uns nicht beim Kurzschluss stehen bleiben. Ein schwarzes Loch ist nicht einfach nur ein leerer Raum mit Gravitationsproblemen – es ist ein mathematisches Monster, das Masse, Raum und Zeit unterwirft. Also: Gibt es eine Grenze für seine Größe? Wenn Sie mit „Größe“ den Ereignishorizont meinen, dann lautet die Antwort: Nicht im Sinne einer festen, universellen Schranke. Aber... nun kommt das „aber“ – es gibt gravierende Einschränkungen.
Was bedeutet „Größe“ bei einem Schwarzen Loch eigentlich? 🧑🏼🎓
Wollen Sie die Masse, den Radius, das Volumen – oder das, was es „verdrängt“ im Raum-Zeit-Kontinuum? Da nichts aus einem Schwarzen Loch entkommen kann, außer mathematischer Wahnsinn und Hawkingstrahlung, definieren wir seine Größe meist über den Schwarzschild-Radius:
Mehr Masse → größerer Radius. So einfach? Nein. Denn es ist keine „Größe“ im herkömmlichen Sinn. Es ist die Grenze zwischen dem Bekannten und dem Verlorenen.
Gibt es eine theoretische Maximalgröße? 🧑🏼🎓
Nein. In der reinen Allgemeinen Relativitätstheorie gibt es keine obere Grenze. Ein schwarzes Loch kann beliebig viel Masse akkumulieren – es wächst durch Akkretion, durch Kollisionen, durch kosmischen Kannibalismus. Theoretisch könnten Sie ein ganzes Universum in ein schwarzes Loch stecken, und die Einstein-Gleichungen würden sagen: „Passt schon.“
Das bedeutet aber: Die einzige Grenze ist die des Universums selbst – wenn es eine gibt.
Warum spricht man dann von einer „praktischen“ Grenze? 🧑🏼🎓
Weil das Universum nicht nur aus Mathematik besteht, sondern auch aus Dingen wie Galaxien, Sternen, thermodynamischen Prozessen und… Zeitskalen. Praktisch gesehen sind da einige Bremsklötze:
Im beobachtbaren Universum gibt es etwa 10^80 Protonen. Selbst wenn Sie die alle komprimieren, landen Sie bei einem Ultra-Monster-Schwarzen-Loch von ca. 10^22 Sonnenmassen – eine Massenskala, die noch nie beobachtet wurde.
Der Aufbau solcher Kolosse dauert länger als das Alter des Universums, und selbst wenn sie durch Verschmelzung entstehen, stoßen sie auf Zeitprobleme: größere Schwarze Löcher strahlen Energie langsamer ab, ziehen Materie ineffizienter an und kollidieren seltener.
Es gibt Hinweise, dass supermassive Schwarze Löcher oberhalb einer bestimmten Masse (ungefähr 10^11M⊙) instabil werden könnten – durch Anisotropien, dynamische Effekte oder Rückkopplung mit der Dunklen Energie. Das ist allerdings noch Spekulation.
Was ist die größte beobachtete Masse eines Schwarzen Lochs? 🧑🏼🎓
Aktuell liegt der Rekord bei etwa 66 Milliarden Sonnenmassen – im Zentrum der Galaxie TON 618. Theoretische Modelle wie der „Direct Collapse“-Mechanismus deuten an, dass Schwarze Löcher mit bis zu 10^11M⊙ entstehen könnten, aber Beweise? Fehlanzeige.
Was passiert jenseits dieser Grenze – gibt es ein Ende? 🧑🏼🎓
Rein physikalisch nicht. Aber Sie stoßen auf kosmologische Einschränkungen:
Expansion des Universums: Irgendwann ist alles zu weit entfernt, um weiter „aufgefressen“ zu werden.
Dunkle Energie: Sie treibt die Galaxien auseinander und verhindert weiteres Wachstum.
Hawking-Strahlung: Irgendwann beginnen Schwarze Löcher, Masse zu verlieren. Zwar ist die Halbwertszeit eines TON-618-Monsters jenseits absurd (etwa 10^100 Jahre), aber es ist ein Hinweis: Nichts ist ewig.
Könnte ein Schwarzes Loch das Universum verschlingen? 🧑🏼🎓
Ein schönes Gedankenspiel. Aber nein. Schwarze Löcher haben endliche Gravitation. Sie wachsen durch Fütterung – nicht durch Zauberei. Wenn nichts mehr in Reichweite ist, hört das Wachstum auf.
Gibt es eine Maximalgröße? 🧑🏼🎓
Theoretisch: Nein.
Praktisch: Ja – durch Materiemangel, kosmologische Expansion und Wachstumszeit.
Beobachtet: Etwa 10⁹ bis 10¹⁰ Sonnenmassen.
Grenze? Nur die Größe des Universums selbst.
Glauben Sie, dass Schwarze Löcher unendlich wachsen können? Ich nicht. Warum? Weil selbst das Chaos irgendwann auf Widerstand trifft – in Form von Leere, Zeit oder Einsamkeit.
Sollten Sie diesbezüglich Fragen haben, stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung, um diese in den Kommentaren zu beantworten. 👨🏼💻
Mit erquickendem Gruß - schönen Mittwoch! 🙋🏼♂️
Danke für dein Feedback. Bei Rückfragen, werde ich selbstverständlich ebenso helfen. 🥰
Eine "praktische" (also durch tatsächliche Beobachtungen nachweisbare) Obergrenze kann es vermutlich überhaupt nicht geben.
Naja es gibt so eine Grenze schon die ergibt sich eben aus den Vermessungen der Massen der bekannten Schwarzen Löcher.
Im Innern eines Schwarzen Lochs vermutet man, dass die gesamte Masse auf einen kleinstmöglichen Punkt konzentriert ist, die sog. Singularität. Da spielt die Größe keine Rolle.
Wenn mehr Masse vorhanden ist, ist die Gravitation entsprechend größer und der Ereignishorizont somit weiter außen. Da gibt es keine Grenze. Das meinst du wahrscheinlich mit Größe. Innerhalb des Ereignishorizontes ist die Gravitation so stark, dass nicht einmal Licht entkommt, darum erscheint das Loch schwarz.
Mit der Größe ist normal die Ausdehungn des Ereignishorizont gemeint.
Ab etwa 50 Milliardensonnenmassen ist ein weiteres Wachstum durch Aggregation von weiterer Masse glaube ich nicht möglich.
Und ich hätte auch wo gelesen, dass Schwarze Löcher über den 50 Milliarden auch wenn sie Masse aggregieren nicht wachsen sondern kleiner werden, bis sich eben ein Gleichgewicht aus Aggregation und Hawkingstrahlung einstellt.
Ist natürlich keine harte Obergrenze.
Aber es existieren Schwarze Löcher mit mehr als 50 Milliarden Sonnenmassen- TON618 zum Beispiel mit 66 Milliarden Sonnenmassen. Scheinbar gibt es Ausnahmen, wenn auch selten. Da gibt es sogar eines mit 100 Milliarden Sonnenmassen, dessen Name mir gerade nicht einfällt.
66 oder gar 100 mrd sonnenmassrn, also eine ganze galaxie als black hole.
wie entdeckt man so etwas?
Wie gesagt es ist keine harte Grenze, Schwarze Löcher können Größer sein wenn sie zum Zeitpunkt ihrer Entstehung bereits mehr als 50 Millarden Sonnenmassen haben.
Sie können aber nicht 40 Milliarden Sonnenmassen haben und dann auf über 50 Milliarden anwachsen durch Aggregation von Masse.
Weiters werden Schwarze Löcher über 50 Milliarden Sonnenmassen leichter auch wenn sie Materie aggregieren.
Diese Grenze gilt meines wissens auch nicht für die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher sondern für die Aggregation aus der Aggregationsscheibe heraus.
Aus dieser Überlegung heraus ergibt sich dann auch dass diese Schwarzen Löcher mit so einer Masse eventuell nicht aus einem Sternkollaps entstanden sind sondern anders und direkt von Beginn an eine sehr große Masse hatten.
Also könnte es auch ein Schwarzes Loch mit 500 Milliarden Sonnenmassen geben? Weil man liest bloß von praktischen Obergrenzen bezüglich fehlender Matierie zum wachsen oder kosmischer Obergrenze.
Hab mal etwas recherchiert und bin auf Folgendes gestoßen:
https://www.scinexx.de/news/kosmos/wie-gross-kann-ein-schwarzes-loch-werden/
https://www.spektrum.de/news/wie-gross-koennen-schwarze-loecher-werden/1390519
Von dort wird verlinkt auf
https://arxiv.org/abs/1511.08502
Danach kollabiert bei ca. 50 Milliarden Sonnenmassen die Akkretionsscheibe um das schwarze Loch, sodass sie sich nicht mehr durch Leuchten nach außen bemerkbar macht. Das bedeutet natürlich nicht, dass das schwarze Loch nicht noch weiter wachsen kann. Allerdings kann man es nur noch wesentlich schwieriger beobachten.
(Ich kann mich erinnern, von einer ähnlichen Idee - einzelner Stern statt Akkretionsscheibe - schon vor mehreren Jahrzehnten gelesen zu haben.)
Es gibt meines Wissens keine theoretische Obergrenze.
Wow. Vielen Dank für die ausführliche und spannende Antwort 😃.