Eine kurze Geschichte der Zeit (German Edition) by Stephen Hawking

Autor:Stephen Hawking [Hawking, Stephen]
Die sprache: deu
Format: epub
ISBN: 9783644008618
Herausgeber: Rowohlt (com)

Abb. 24: «Leerer» Raum ist gefüllt mit Paaren virtueller Teilchen und Antiteilchen. Sie entstehen gemeinsam, entfernen sich voneinander, kommen wieder zusammen und vernichten sich. In unmittelbarer Nähe eines Schwarzen Loches kann ein Partner des virtuellen Paares hineinfallen und zu einem realen Teilchen werden. Das andere kann dann dem Einflußbereich des Schwarzen Loches entkommen.

Die Teilchen mit negativer Energie, die in das Schwarze Loch hineinströmten, würden die positive Energie der abgegebenen Strahlung aufwiegen. Nach der Einsteinschen Gleichung E = mc2 (wobei E die Energie ist, m die Masse und c die Lichtgeschwindigkeit) ist die Energie der Masse proportional. Fließt negative Energie ins Schwarze Loch, verringert sich infolgedessen seine Masse.

In dem Maße, wie das Schwarze Loch an Masse verliert, wird die Fläche seines Ereignishorizonts kleiner. Doch diese Entropieeinbuße des Schwarzen Loches wird mehr als ausgeglichen durch die Entropie der abgegebenen Strahlung, so daß der Zweite Hauptsatz zu keinem Zeitpunkt außer Kraft gesetzt wird.

Ferner gilt: je geringer die Masse des Schwarzen Loches, desto höher die Temperatur. In dem Maße also, wie das Schwarze Loch an Masse verliert, nehmen seine Temperatur und Emissionstätigkeit zu, so daß die Masse noch rascher verlorengeht. Was geschieht, wenn die Masse des Schwarzen Loches schließlich extrem klein wird, ist nicht ganz klar; höchstwahrscheinlich aber würde es in einem gewaltigen Strahlungsausbruch, dem Äquivalent von vielen Millionen Wasserstoffbombenexplosionen, endgültig verschwinden.

Ein Schwarzes Loch, dessen Masse das Mehrfache der Sonnenmasse aufwiese, hätte nur eine Temperatur von einem zehnmillionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt. Das ist weitaus weniger als die Temperatur der Mikrowellenstrahlung, die das Universum erfüllt (ungefähr 2,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt), so daß solche Schwarzen Löcher sogar weniger Strahlung abgeben als absorbieren würden. Wenn es dem Universum bestimmt ist, seine Expansion ewig fortzusetzen, wird die Temperatur der Mikrowellenstrahlung schließlich unter die eines solchen Schwarzen Loches absinken, das daraufhin anfangen wird, Masse zu verlieren. Aber auch dann noch wäre die Temperatur so niedrig, daß es ungefähr eine Million Millionen Millionen Millionen Millionen Millionen Millionen Millionen Millionen Millionen Millionen Jahre (eine 1 mit 66 Nullen) dauern würde, bevor das Schwarze Loch vollständig zerstrahlt wäre. Dieser Zeitraum ist sehr viel länger als das Alter des Universums, das lediglich zehn bis zwanzig Milliarden Jahre (eine 1 oder 2 mit zehn Nullen) vorzuweisen hat. Andererseits könnte es, wie im vorigen Kapitel dargelegt, urzeitliche Schwarze Löcher mit sehr viel geringerer Masse geben, die in sehr frühen Stadien des Universums durch den Kollaps von Unregelmäßigkeiten entstanden sind. Solche Schwarzen Löcher würden sehr viel höhere Temperaturen aufweisen und weit intensivere Strahlungen abgeben. Ein urzeitliches Schwarzes Loch mit einer Anfangsmasse von einer Milliarde Tonnen hätte eine Lebenszeit, die ungefähr dem Alter des Universums entspräche. Urzeitliche Schwarze Löcher mit noch kleineren Anfangsmassen hätten sich bereits verflüchtigt, Löcher mit etwas größerer Ausgangsmasse würden noch immer Strahlung in Form von Röntgen- und Gammastrahlen emittieren. Diese Röntgen- und Gammastrahlen gleichen Lichtwellen, nur daß sie wesentlich kürzere Wellenlängen haben. Solche Löcher wären kaum als schwarz zu bezeichnen – sie wären weißglühend und strahlten Energie in der Größenordnung von ungefähr zehntausend Megawatt ab.

Ein einziges dieser Schwarzen Löcher

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