Warum wird nicht jedes Objekt mit mehr als 3 Sonnenmassen ein Schwarzes Loch?

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3 Antworten

Hallo Jszp89,

nein, kosmische Gaswolken oder Galaxien kollabieren nicht spontan zu schwarzen Löchern - auch dann nicht, wenn sie erheblich mehr Masse besitzen.

Das liegt daran, dass die Gravitation eben nicht die einzige Kraft im Universum ist. Zum Schwarzen Loch kollabiert ein Objekt nur dann, wenn der Druck der Schwerkraft von keiner anderen Kraft mehr aufgehalten werden kann.

In einer Gaswolke haben die vielen einzelnen Teilchen ja z.B. auch Bewegungsenergie. Die Teilchen stoßen aneinander und verteilen sich dadurch recht gleichmäßig im Raum. Da kollabiert erst einmal gar nichts, weil auf ein einzelnes Teilchen die Schwerkraft in alle Richtungen fast gleich ist. Und ist das Gas zu heiß, also die Geschwindigkeit der Teilchen zu groß, dann bleibt das so: Um überhaupt verklumpen zu können, müssen die Teilchen langsam genug sein, sonst treiben die heftigen Stöße auseinander, was die Schwerkraft zusammenschiebt.

In einer Galaxie wiederum bewegen sich die Sterne um das galaktische Zentrum. Außer potentieller Energie haben sie also auch Drehimpuls und kinetische Energie - was wieder verhindert, dass die Massen einfach kollabieren.

Bei einem stabilen Hauptreihenstern wird der Druck der Schwerkraft durch den nach außen gerichteten Strahlungsdruck ausgeglichen: Die hohen Drucke und Temperaturen im Kern des Sterns zünden Fusionsprozesse, die Energie frei setzen. Diese Energie bildet den Gegenpol zur potentiellen Energie, so dass der Stern stabil ist.

Bricht am Ende der Hauptreihenphase der Fusionsprozess zusammen (wenn zu wenig Wasserstoff vorhanden ist, um den Prozess effektiv zu machen), kommt es darauf an, wie schwer der Stern ist.

Denn zunächst einmal kollabiert er durch den fehlenden Fusionsgegendruck. Dadurch steigen im Inneren Temperatur und Druck wieder an. Je nach Masse des Sternes können dann schwerere Elemente fusioniert werden - was wieder der Schwerkraft entgegenwirkt und den Kollaps verhindert.

Spätestens beim Eisen geht aber nicht mehr - der Kern des Sternes bricht dann unter seiner Schwerkraft zusammen, wobei die Hüllen abgestoßen werden. Bei einem massereichen Stern ist das die Supernovaexplosion.

Der Sternkern kollabiert dann unter seinem eigenen Gewicht. Ist das klein genug, kann der Fermi-Druck dem Gravitationsdruck stand halten.

Und nur, wenn der kollabierende Kern eine so große Masse hat, dass selbst der quantenmechanische Fermidruck nicht mehr stand halten kann, dann entsteht ein Schwarzes Loch.

Bei der Frage, ob eine Masse kollabiert - und wenn ja zu was - spielt also immer eine wesentliche Rolle, ob die Schwerkraft einen starken "Gegenspieler" hat. Nur dann, wenn kein Gegenspieler stark genug ist, dann entsteht ein Schwarzes Loch.

Grüße

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Welches Objekt mit mehr als 3 Sonnenmassen wäre denn kein Stern?

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Kommentar von Jszp89
20.01.2016, 21:31

Zum Beispiel große Gas- und Staubwolken?

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Kommentar von Jszp89
20.01.2016, 21:36

Also macht die Dichte den wesentlichen Unterschied?

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Hallo

Warum können nur Sterne schwarze Löcher werden? 

Natürlich auch andere Objekte aber es braucht halt eine gewisse Masse. Der Begriff "Schwarzes Loch" Ist etwas irreführend. Warum ist dieses Objekt schwarz? Nun, Du siehst ein Objekt auch im Weltall wie natürlich immer auch im normalen Leben weil die von ihm abgestrahlten Photonen Dein Auge erreichen. Ein Schwarzes Loch hat aber so viel Masse dass es die Photonen bindet - sie können Dein Auge nicht mehr erreichen. Keine Photonen = schwarz = unsichtbar.

Es ist also eher das Gegenteil von einem Loch - eine gigantische Masse.

Ich wünsche Dir alles Gute und einen schönen Sonntag.

 

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