https://www.faz.net/-gwz-8cybx

Astrophysik : Wer hat Angst vorm Schwarzen Loch?

Bild: F.A.Z., Alain Riazuelo, www.black-holes.org

Man möchte ihnen ja nicht zu nahe kommen. Doch wenn man in die Umgebung eines Raum-Zeit-Malstroms geriete – was würde man dann sehen? Und was, wenn man hineinfiele?

          11 Min.

          Karl Schwarzschild starb im Mai 1916. Zwei Monate zuvor war der Potsdamer Professor invalide von der russischen Front zurückgekehrt. Doch kein Granatsplitter hatte den 42-Jährigen so zugerichtet, sondern eine seltene Autoimmunerkrankung, bei der sich große Blasen auf der Haut bilden. Sein letztes Lebensjahr muss qualvoll gewesen sein, einerseits.

          Ulf von Rauchhaupt

          Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Andererseits erlebte Schwarzschild in dieser Zeit so etwas wie das größte Glück, das einem als theoretischer Physiker zuteilwerden kann: An der Front, zwischen den ballistischen Berechnungen, die er dort durchzuführen hatte, gelang dem kranken Artillerieleutnant eine strenge Lösung der Grundgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie, deren endgültige Form Albert Einstein erst im November 1915 veröffentlicht hatte.

          Karl Schwarzschilds Formel

          Diese Gleichungen beschreiben Schwerkraft als Verzerrung von Raum und Zeit, hervorgerufen durch Massenansammlungen, aber auch durch andere Formen von Energie – einschließlich der Energie des Gravitationsfeldes selbst. Diese Selbstbezüglichkeit macht es oft höllisch kompliziert, die Einsteinschen Gleichungen zu lösen, das heißt, für eine bestimmte Masseverteilung das zugehörige Schwerefeld zu berechnen. Einstein hatte das bis dahin nur näherungsweise für das Gravitationsfeld der Sonne geschafft. Schwarzschild aber fand innerhalb weniger Wochen als Erster eine einfache Formel, die exakt besagt, wie eine kugelförmige Masse Raum und Zeit um sich herum krümmt: die Schwarzschild-Metrik.

          Doch etwas war seltsam. In einem Term der Formel wird für eine bestimmte Distanz vom Zentrum der Kugel – sie heißt heute „Schwarzschild-Radius“ – ein Nenner null. Mathematiker verbieten dergleichen, und auch Physiker schätzen das gar nicht, denn an einem solchen Punkt liefert die Formel dann keine gültigen Ergebnisse. Doch weder Schwarzschild noch Einstein, der die Arbeit des Kollegen Ende Januar 1916 der preußischen Akademie vorstellte, störten sich daran. Denn der Schwarzschild-Radius der Sonne beträgt knapp drei Kilometer, liegt also tief in ihrem Inneren, einer Region, für welche die Formel gar nicht gedacht war.

          Und doch hat es mit dem Schwarzschild-Radius eine besondere Bewandtnis. Denn was passiert, wenn irgendein Prozess die Sonne so weit zusammendrücken würde, dass ihr Radius jene drei Kilometer unterschritte? Die Frage stellte sich erst Ende der 1930er Jahre, als Theoretiker feststellten, dass ausreichend massereichen Sternen dergleichen tatsächlich passieren kann. Unsere Sonne ist dafür zu klein, aber wenn Sternen, die um ein Mehrfaches schwerer sind, der nukleare Energievorrat ausgeht und sie daraufhin implodieren, kann es passieren, dass ihr Kollaps durch keine bekannte Kraft aufgehalten wird.

          Sie schnurren dann auf etwas zusammen, was ihre ganze Masse auf einen ausdehnungslosen Punkt unendlicher Dichte konzentriert, eine sogenannte Singularität. Selbst wenn unbekannte, über Einstein hinausgehende Naturgesetze eine echte Singularität verhinderten und die Quelle der Schwerkraft endlich klein bliebe, sie wäre groß genug, um selbst Lichtstrahlen am Entweichen zu hindern. Seit den 1960er Jahren spricht man daher von einem Schwarzen Loch.

          Weitere Themen

          Topmeldungen

          Abkommen steht : Unerwarteter Durchbruch beim Brexit

          Die Unterhändler der EU und Großbritannien haben sich auf einen Brexit-Vertrag geeignet. Das bestätigten Jean-Claude Juncker und Boris Johnson auf Twitter. Ein Scheitern des Abkommens ist jedoch dennoch möglich.

          Bernd Lucke : Nazischweine und Gesinnungsterror

          Vom AStA kann man nicht viel erwarten. Aber die Hamburger Regierung und die Universität leisten sich in Sachen Bernd Lucke eine peinliche Vorstellung.

          Newsletter

          Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
          Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.