Was befindet sich im „Tunnel“ eines Schwarzen Lochs, wohin führt er? Wohin führen Schwarze Löcher? Reaktion auf emittiertes Licht

Als Teil einer kosmischen Nistpuppe könnte sich unser Universum in einem Schwarzen Loch befinden, das selbst Teil des größeren Universums ist. Alle in unserem Universum entdeckten Schwarzen Löcher – von mikroskopisch bis supermassereich – könnten Tore zu alternativen Realitäten sein.

Eine der neuesten „halluzinogenen“ Theorien besagt, dass ein Schwarzes Loch ein Tunnel zwischen Universen ist – so etwas wie ein Wurmloch. Das Schwarze Loch kollabiert nicht wie erwartet an einer Stelle, sondern wird am anderen Ende des Schwarzen Lochs zu einem „Weißen Loch“.

In einem in der Fachzeitschrift Physics Letters B veröffentlichten Artikel stellte der Physiker Nikodem Poplavsky von der Indiana University ein neues mathematisches Modell für die spiralförmige Bewegung von Materie vor, die in ein Schwarzes Loch fällt. Seine Gleichungen zeigen, dass solche Wurmlöcher brauchbare Alternativen zu den Raumzeit-Singularitäten sind, die Albert Einstein im Zentrum von Schwarzen Löchern vermutete.

Nach den Gleichungen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie entstehen Singularitäten, wenn Materie in einer Region zu dicht wird, wie im superdichten Herzen eines Schwarzen Lochs.

Einsteins Theorie legt nahe, dass Singularitäten keinen Raum einnehmen, unendlich dicht und unendlich heiß sind – was im Prinzip durch zahlreiche indirekte Beweise gestützt wird, für viele Wissenschaftler jedoch weiterhin schwer zu verstehen ist.

Wenn Poplavsky recht hat, muss er es vielleicht nicht verstehen.

Den neuen Gleichungen zufolge wird die Materie, die das Schwarze Loch absorbiert und scheinbar zerstört, zum Baustoff für Galaxien, Sterne und Planeten in einer anderen Realität.

Können Wurmlöcher das Geheimnis des Urknalls lösen?

Poplavsky sagt, dass das Verständnis von Schwarzen Löchern als Wurmlöcher bestimmte Geheimnisse der modernen Kosmologie erklären könnte. Die Urknalltheorie besagt beispielsweise, dass das Universum mit einer Singularität begann. Doch mit der Erklärung, wie eine solche Singularität überhaupt entstehen konnte, geben sich Wissenschaftler nicht zufrieden. Wenn unser Universum aus einem Weißen Loch und nicht aus einer Singularität entstanden sei, „löst das das Problem der Singularitäten Schwarzer Löcher und der Urknall-Singularität.“

Wurmlöcher könnten auch Gammastrahlenausbrüche erklären, die zweitstärkste Explosionen im Universum nach dem Urknall. An der Peripherie treten Gammastrahlenausbrüche auf bekanntes Universum. Sie werden mit Supernovae oder dem Tod von Sternen in fernen Galaxien in Verbindung gebracht, ihre genauen Quellen sind jedoch ein Rätsel. Poplavsky vermutet, dass es sich bei den Ausbrüchen möglicherweise um Auswürfe von Materie aus alternativen Universen handelt. Materie dringt durch supermassereiche Schwarze Löcher – Wurmlöcher – im Herzen von Galaxien in unser Universum ein, obwohl nicht klar ist, wie dies möglich ist.

„Die Idee ist verrückt, aber wer weiß?“, sagt der Wissenschaftler.
Es gibt mindestens eine Möglichkeit, Poplavskys Theorie zu testen. Einige der Schwarzen Löcher in unserem Universum drehen sich, und wenn unser Universum im selben rotierenden Schwarzen Loch geboren wurde, sollte es die Rotation seines übergeordneten Objekts erben. Sollten zukünftige Experimente zeigen, dass sich unser Universum in die erwartete Richtung dreht, könnte dies ein indirekter Beweis für die Wurmlochtheorie sein.

Können Wurmlöcher „exotische Materie“ produzieren?

Laut Physikern könnte die Wurmlochtheorie auch erklären, warum einige Merkmale unseres Universums von den Vorhersagen der Theorie abweichen. Basierend auf dem Standardmodell der Physik sollte die Krümmung des Universums nach dem Urknall mit der Zeit zunehmen, sodass wir nach 13,7 Milliarden Jahren, also heute, auf der Oberfläche eines geschlossenen kugelförmigen Universums sitzen sollten.

Beobachtungen zeigen jedoch, dass das Universum in alle Richtungen flach ist. Darüber hinaus zeigen Lichtdaten aus dem jungen Universum, dass die Temperatur nach dem Urknall überall ungefähr gleich war. Das bedeutet, dass die am weitesten entfernten Objekte, die wir am anderen Ende des Universums sehen, nahe genug beieinander waren, dass sie sich im Gleichgewicht befanden, wie Gasmoleküle in einer versiegelten Kammer.

Auch hier stimmen die Beobachtungen nicht mit den Vorhersagen überein, da die gegenüberliegenden Objekte im bekannten Universum so weit voneinander entfernt sind, dass die Zeit, die man für die Reise zwischen ihnen mit Lichtgeschwindigkeit benötigen würde, das Alter des Universums übersteigt.

Um die Diskrepanzen zu erklären, entwickelten Astronomen die Inflationstheorie.

Die Inflation deutet darauf hin, dass das Universum kurz nach seiner Entstehung einen schnellen Wachstumsschub erlebte, bei dem sich der Weltraum selbst schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnte. Das Universum dehnte sich im Bruchteil einer Sekunde von der Größe eines Atoms auf astronomische Ausmaße aus.

Das Universum erscheint daher flach, weil wir uns auf einer aus unserer Sicht extrem großen Kugel befinden; Daher erscheint die Erde für jemanden, der auf einem Feld steht, flach.

Die Inflation erklärt auch, wie weit voneinander entfernte Objekte einst nah genug sein konnten, um zu interagieren. Aber selbst wenn wir davon ausgehen, dass die Inflation real ist, haben Astronomen Schwierigkeiten, ihre Ursache zu erklären. Und hier kommt die neue Wurmlochtheorie zur Rettung.

Laut Poplavsky besagen einige Inflationstheorien, dass das Ereignis durch „exotische Materie“ verursacht wurde, eine theoretische Substanz, die sich teilweise von normaler Materie unterscheidet, weil sie von der Schwerkraft eher abgestoßen als angezogen wird. Basierend auf diesen Gleichungen kam Poplavsky zu dem Schluss, dass solch exotische Materie entstanden sein könnte, als einige der ersten massereichen Sterne in Wurmlöcher kollabierten.

„Möglicherweise gab es eine Wechselwirkung zwischen der exotischen Materie, die die Wurmlöcher bildete, und der exotischen Materie, die die Inflation verursachte“, sagt er.
Wurmlochgleichungen – „eine gute Lösung“

Das neue Modell ist nicht das erste, das darauf hindeutet, dass in Schwarzen Löchern andere Universen existieren. Damien Isson, ein theoretischer Physiker an der University of Arizona, hat dies bereits zuvor vorgeschlagen.

"Was ist neu? „Dass die Lösung für Wurmlöcher in der Allgemeinen Relativitätstheorie ein Übergang von der Außenseite des Schwarzen Lochs in das Innere des neuen Universums ist“, sagt Isson, der nicht an Poplavskys Forschung beteiligt war. „Wir haben einfach angenommen, dass es eine solche Lösung geben könnte, aber Poplavsky hat sie gefunden.“
Allerdings scheint die Idee für Isson sehr kontrovers zu sein.

„Ist das möglich? Ja. Ist ein solches Szenario wahrscheinlich? Ich weiß es nicht einmal. Aber es ist auf jeden Fall interessant.“
Zukünftige Arbeiten zur Quantengravitation – der Untersuchung der Schwerkraft auf subatomarer Ebene – werden die Gleichungen verfeinern und möglicherweise Poplavskys Theorie bestätigen oder widerlegen.

An der Wurmlochtheorie gibt es nichts Überraschendes

Insgesamt sei die Wurmlochtheorie interessant, aber nicht bahnbrechend und wirfe kein Licht auf die Entstehung des Universums, sagte Andreas Albrecht, Physiker an der University of California, Davis, der ebenfalls nicht an der Studie beteiligt war.

Durch die Behauptung, dass unser Universum aus einem Stück Materie des Mutteruniversums entstanden sei, verschiebt die Theorie lediglich das Ereignis der Entstehung aller Dinge in eine alternative Realität. Mit anderen Worten: Es erklärt nicht, wie das Mutteruniversum entstanden ist oder warum unseres die Eigenschaften hat, die es hat – außerdem müssen die Eigenschaften vererbt werden, was bedeutet, dass das Mutteruniversum dasselbe sein wird.

„Es gibt mehrere dringende Probleme, die wir zu lösen versuchen, und es ist nicht klar, wohin das alles führen wird“, sagt er und verweist auf Poplavskys Forschung.
Dennoch findet Albrecht die Idee, dass Wurmlöcher Universen verbinden, nicht seltsamer als die Idee von Singularitäten in Schwarzen Löchern, und er wird die neue Theorie nicht abtun, nur weil sie ein wenig verrückt aussieht.

„Alles, was die Leute in dieser Branche tun, ist ziemlich seltsam“, sagt er. - „Sie haben kein Recht zu sagen, dass die weniger seltsame Idee gewinnen wird, denn das wird unter keinen Umständen passieren.“

Trotz der enormen Erfolge auf dem Gebiet der Physik und Astronomie gibt es viele Phänomene, deren Wesen noch nicht vollständig geklärt ist. Zu diesen Phänomenen gehören mysteriöse Schwarze Löcher, über die alle Informationen nur theoretisch sind und nicht auf praktische Weise überprüft werden können.

Gibt es Schwarze Löcher?

Noch vor dem Aufkommen der Relativitätstheorie schlugen Astronomen eine Theorie über die Existenz schwarzer Trichter vor. Nach der Veröffentlichung von Einsteins Theorie wurde die Frage der Schwerkraft überarbeitet und es tauchten neue Annahmen zum Problem der Schwarzen Löcher auf. Es ist unrealistisch, dieses kosmische Objekt zu sehen, da es das gesamte in seinen Raum eintretende Licht absorbiert. Wissenschaftler beweisen die Existenz von Schwarzen Löchern anhand der Analyse der Bewegung interstellaren Gases und der Flugbahnen von Sternen.

Die Bildung von Schwarzen Löchern führt zu Veränderungen der Raum-Zeit-Eigenschaften um sie herum. Die Zeit scheint unter dem Einfluss der enormen Schwerkraft komprimiert zu werden und verlangsamt sich. Sterne, die sich im Weg eines schwarzen Trichters befinden, können von ihrer Route abweichen und sogar die Richtung ändern. Schwarze Löcher absorbieren die Energie ihres Zwillingssterns, was sich auch manifestiert.

Wie sieht ein Schwarzes Loch aus?

Informationen über Schwarze Löcher sind größtenteils hypothetisch. Wissenschaftler untersuchen sie auf ihre Wirkung auf den Weltraum und die Strahlung. Es ist nicht möglich, schwarze Löcher im Universum zu sehen, da sie das gesamte Licht absorbieren, das in den nahegelegenen Weltraum gelangt. Von speziellen Satelliten wurde ein Röntgenbild von schwarzen Objekten aufgenommen, das ein helles Zentrum zeigt, das die Strahlungsquelle darstellt.

Wie entstehen Schwarze Löcher?

Ein Schwarzes Loch im Weltraum ist eine separate Welt mit eigenen einzigartigen Eigenschaften und Eigenschaften. Die Eigenschaften kosmischer Löcher werden durch die Gründe für ihr Auftreten bestimmt. Bezüglich des Aussehens schwarzer Objekte gibt es folgende Theorien:

Sie sind das Ergebnis von Zusammenbrüchen im Weltraum. Dies könnte eine Kollision großer kosmischer Körper oder eine Supernova-Explosion sein.
Sie entstehen durch die Gewichtung von Weltraumobjekten unter Beibehaltung ihrer Größe. Der Grund für dieses Phänomen wurde nicht ermittelt.

Ein schwarzer Trichter ist ein Objekt im Weltraum, das relativ klein ist, aber eine große Masse hat. Die Theorie des Schwarzen Lochs besagt, dass jedes kosmische Objekt potenziell zu einem Schwarzen Trichter werden kann, wenn es aufgrund einiger Phänomene seine Größe verliert, aber seine Masse behält. Wissenschaftler sprechen sogar von der Existenz vieler schwarzer Mikrolöcher – Miniatur-Weltraumobjekte mit relativ großer Masse. Diese Diskrepanz zwischen Masse und Größe führt zu einer Vergrößerung des Gravitationsfeldes und dem Auftreten einer starken Anziehung.

Was ist in einem Schwarzen Loch?

Das schwarze, mysteriöse Objekt kann nur als großes Loch bezeichnet werden. Das Zentrum dieses Phänomens ist ein kosmischer Körper mit erhöhter Schwerkraft. Das Ergebnis dieser Schwerkraft ist eine starke Anziehungskraft auf die Oberfläche dieses kosmischen Körpers. Dabei entsteht eine Wirbelströmung, in der Gase und kosmische Staubkörner rotieren. Daher ist es richtiger, ein Schwarzes Loch als Schwarzen Trichter zu bezeichnen.

Es ist praktisch unmöglich herauszufinden, was sich in einem Schwarzen Loch befindet, da die Schwerkraft des kosmischen Wirbels es keinem Objekt erlaubt, aus seinem Einflussbereich zu entkommen. Laut Wissenschaftlern herrscht im Inneren eines Schwarzen Lochs völlige Dunkelheit, weil darin Lichtquanten unwiderruflich verschwinden. Es wird angenommen, dass Raum und Zeit im schwarzen Trichter verzerrt sind; die Gesetze der Physik und Geometrie gelten an diesem Ort nicht. Solche Eigenschaften von Schwarzen Löchern könnten vermutlich zur Bildung von Antimaterie führen, was Wissenschaftlern derzeit unbekannt ist.

Warum sind Schwarze Löcher gefährlich?

Schwarze Löcher werden manchmal als Objekte beschrieben, die umgebende Objekte, Strahlung und Partikel absorbieren. Diese Vorstellung ist falsch: Die Eigenschaften eines Schwarzen Lochs erlauben es ihm, nur das zu absorbieren, was in seinen Einflussbereich fällt. Es kann kosmische Mikropartikel und Strahlung absorbieren, die von Zwillingssternen ausgehen. Selbst wenn sich ein Planet in der Nähe eines Schwarzen Lochs befindet, wird er nicht absorbiert, sondern bewegt sich weiter auf seiner Umlaufbahn.

Was passiert, wenn man in ein Schwarzes Loch fällt?

Die Eigenschaften von Schwarzen Löchern hängen von der Stärke des Gravitationsfeldes ab. Schwarze Trichter ziehen alles an, was in ihren Einflussbereich kommt. In diesem Fall ändern sich die raumzeitlichen Eigenschaften. Wissenschaftler, die sich mit Schwarzen Löchern befassen, sind sich nicht einig darüber, was mit den Objekten in diesem Wirbel passiert:

Einige Wissenschaftler vermuten, dass alle Objekte, die in diese Löcher fallen, gestreckt oder in Stücke gerissen werden und keine Zeit haben, die Oberfläche des anziehenden Objekts zu erreichen.
Andere Wissenschaftler behaupten, dass in Löchern alle üblichen Eigenschaften verzerrt sind, sodass Objekte dort in Zeit und Raum zu verschwinden scheinen. Aus diesem Grund werden Schwarze Löcher manchmal als Tore zu anderen Welten bezeichnet.

Arten von Schwarzen Löchern

Schwarze Trichter werden je nach Art ihrer Entstehung in Typen unterteilt:

Schwarze Objekte mit Sternmasse entstehen am Ende des Lebens einiger Sterne. Vollständige Verbrennung des Sterns und Ende der Thermo Kernreaktionen führt zur Kompression des Sterns. Wenn der Stern einem Gravitationskollaps unterliegt, kann er sich in einen schwarzen Trichter verwandeln.
Supermassive schwarze Trichter. Wissenschaftler behaupten, dass der Kern jeder Galaxie ein supermassereicher Trichter ist, dessen Bildung der Beginn der Entstehung einer neuen Galaxie ist.
Ursprüngliche schwarze Löcher. Dazu können Löcher unterschiedlicher Masse gehören, einschließlich Mikrolöchern, die aufgrund von Unterschieden in der Dichte der Materie und der Stärke der Schwerkraft entstehen. Solche Löcher sind Trichter, die am Anfang des Universums entstanden sind. Dazu gehören auch Objekte wie ein haariges Schwarzes Loch. Diese Löcher zeichnen sich durch das Vorhandensein haarähnlicher Strahlen aus. Es wird angenommen, dass diese Photonen und Gravitonen einen Teil der Informationen behalten, die in das Schwarze Loch fallen.
Quantenschwarze Löcher. Sie entstehen durch Kernreaktionen und leben nur kurze Zeit. Quantentrichter sind von größtem Interesse, da ihre Untersuchung dazu beitragen kann, Fragen zum Problem schwarzer kosmischer Objekte zu beantworten.
Einige Wissenschaftler identifizieren diese Art von Weltraumobjekten als haariges Schwarzes Loch. Diese Löcher zeichnen sich durch das Vorhandensein haarähnlicher Strahlen aus. Es wird angenommen, dass diese Photonen und Gravitonen einen Teil der Informationen behalten, die in das Schwarze Loch fallen.

Das der Erde am nächsten gelegene Schwarze Loch

Das nächste Schwarze Loch ist 3.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es heißt V616 Monocerotis oder V616 Mon. Sein Gewicht erreicht 9-13 Sonnenmassen. Der Doppelsternpartner dieses Lochs ist ein Stern mit der halben Sonnenmasse. Ein weiterer relativ erdnaher Trichter ist Cygnus X-1. Es liegt 6.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und wiegt 15-mal mehr als die Sonne. Dieses kosmische Schwarze Loch hat auch einen eigenen binären Partner, dessen Bewegung hilft, den Einfluss von Cygnus X-1 nachzuvollziehen.

Schwarze Löcher – interessante Fakten

Wissenschaftler erzählen die folgenden interessanten Fakten über schwarze Objekte:

Wenn wir berücksichtigen, dass diese Objekte das Zentrum von Galaxien sind, müssen wir, um den größten Trichter zu finden, die größte Galaxie entdecken. Daher ist das größte Schwarze Loch im Universum der Trichter in der Galaxie IC 1101 im Zentrum des Abell 2029-Clusters.
Schwarze Objekte sehen tatsächlich wie mehrfarbige Objekte aus. Der Grund dafür liegt in ihrer radiomagnetischen Strahlung.
In der Mitte eines Schwarzen Lochs gibt es keine dauerhaften physikalischen oder mathematischen Gesetze. Es hängt alles von der Masse des Lochs und seinem Gravitationsfeld ab.
Die schwarzen Trichter verdunsten nach und nach.
Das Gewicht schwarzer Trichter kann unglaubliche Größen erreichen. Das größte Schwarze Loch hat eine Masse von 30 Millionen Sonnenmassen.

Sowohl für Wissenschaftler vergangener Jahrhunderte als auch für Forscher unserer Zeit ist das Schwarze Loch das größte Geheimnis des Kosmos. Was steckt in diesem der Physik völlig unbekannten System? Welche Gesetze gelten dort? Wie vergeht die Zeit in einem Schwarzen Loch und warum können dort nicht einmal Lichtquanten entkommen? Jetzt werden wir natürlich aus theoretischer Sicht und nicht aus praktischer Sicht versuchen zu verstehen, was sich im Inneren eines Schwarzen Lochs befindet, warum es im Prinzip entstanden ist und existiert und wie es die Objekte anzieht, die es umgeben.

Beschreiben wir zunächst dieses Objekt

Ein Schwarzes Loch ist also eine bestimmte Region im Universum. Es ist unmöglich, ihn als separaten Stern oder Planeten herauszustellen, da es sich weder um einen festen noch um einen gasförmigen Körper handelt. Ohne ein grundlegendes Verständnis davon, was Raumzeit ist und wie sich diese Dimensionen verändern können, ist es unmöglich zu verstehen, was sich im Inneren eines Schwarzen Lochs befindet. Der Punkt ist, dass dieser Bereich nicht nur eine räumliche Einheit ist. was sowohl die drei uns bekannten Dimensionen (Länge, Breite und Höhe) als auch die Zeitachse verzerrt. Wissenschaftler sind überzeugt, dass die Zeit im Horizontbereich (dem sogenannten Bereich um das Loch herum) eine räumliche Bedeutung annimmt und sich sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegen kann.

Lernen wir die Geheimnisse der Schwerkraft kennen

Wenn wir verstehen wollen, was sich im Inneren eines Schwarzen Lochs befindet, werfen wir einen genaueren Blick auf die Schwerkraft. Dieses Phänomen ist der Schlüssel zum Verständnis der Natur der sogenannten „Wurmlöcher“, aus denen nicht einmal Licht entkommen kann. Schwerkraft ist die Wechselwirkung zwischen allen Körpern, die eine materielle Grundlage haben. Die Stärke dieser Schwerkraft hängt von der molekularen Zusammensetzung der Körper, von der Konzentration der Atome sowie von deren Zusammensetzung ab. Je mehr Teilchen in einem bestimmten Raumbereich kollabieren, desto größer ist die Gravitationskraft. Dies ist untrennbar mit der Urknalltheorie verbunden, als unser Universum die Größe einer Erbse hatte. Dies war ein Zustand maximaler Singularität, und als Folge eines Lichtquantenblitzes begann sich der Raum auszudehnen, da sich die Teilchen gegenseitig abstießen. Wissenschaftler beschreiben ein Schwarzes Loch genau umgekehrt. Was ist laut TBZ in so einem Ding drin? Eine Singularität, die den Indikatoren entspricht, die unserem Universum zum Zeitpunkt seiner Geburt innewohnen.

Wie gelangt Materie in ein Wurmloch?

Es gibt die Meinung, dass ein Mensch niemals verstehen kann, was in einem Schwarzen Loch passiert. Denn dort angekommen wird er von der Schwerkraft und der Schwerkraft regelrecht zerquetscht. Tatsächlich ist dies nicht ganz richtig. Ja, tatsächlich ist ein Schwarzes Loch eine Region der Singularität, in der alles maximal komprimiert ist. Dabei handelt es sich aber keineswegs um einen „Weltraumstaubsauger“, der alle Planeten und Sterne einsaugen kann. Jedes materielle Objekt, das sich am Ereignishorizont befindet, wird eine starke Verzerrung von Raum und Zeit beobachten (im Moment stehen diese Einheiten separat). Das euklidische System der Geometrie wird fehlerhaft funktionieren, das heißt, sie werden sich überschneiden und die Umrisse stereometrischer Figuren werden nicht mehr vertraut sein. Was die Zeit betrifft, wird sie sich allmählich verlangsamen. Je näher Sie dem Loch kommen, desto langsamer bewegt sich die Uhr im Vergleich zur Erdzeit, aber Sie werden es nicht bemerken. Wenn der Körper in ein Wurmloch fällt, fällt er mit einer Geschwindigkeit von Null, aber diese Einheit ist gleich unendlich. Krümmung, die das Unendliche mit Null gleichsetzt, was schließlich die Zeit im Bereich der Singularität stoppt.

Reaktion auf emittiertes Licht

Das einzige Objekt im Weltraum, das Licht anzieht, ist ein Schwarzes Loch. Was sich darin befindet und in welcher Form es sich dort befindet, ist unbekannt, aber man geht davon aus, dass es völlige Dunkelheit ist, die man sich nicht vorstellen kann. Lichtquanten verschwinden nicht einfach, wenn sie dorthin gelangen. Ihre Masse wird mit der Masse der Singularität multipliziert, wodurch sie noch größer wird und sich vergrößert. Wenn Sie also im Inneren des Wurmlochs eine Taschenlampe einschalten, um sich umzusehen, leuchtet es nicht. Die emittierten Quanten werden sich ständig mit der Masse des Lochs vervielfachen, und Sie werden, grob gesagt, Ihre Situation nur verschlechtern.

Schwarze Löcher auf Schritt und Tritt

Wie wir bereits herausgefunden haben, ist die Grundlage der Entstehung die Schwerkraft, deren Ausmaß dort millionenfach größer ist als auf der Erde. Eine genaue Vorstellung davon, was ein Schwarzes Loch ist, wurde der Welt von Karl Schwarzschild vermittelt, der tatsächlich den Ereignishorizont und den Punkt ohne Wiederkehr entdeckte und auch feststellte, dass Null in einem Zustand der Singularität gleich ist Unendlichkeit. Seiner Meinung nach kann sich an jedem Punkt im Weltraum ein Schwarzes Loch bilden. In diesem Fall muss ein bestimmtes materielles Objekt mit Kugelform den Gravitationsradius erreichen. Beispielsweise muss die Masse unseres Planeten in das Volumen einer Erbse passen, um ein Schwarzes Loch zu werden. Und die Sonne sollte mit ihrer Masse einen Durchmesser von 5 Kilometern haben – dann wird ihr Zustand singulär.

Der Horizont für die Entstehung einer neuen Welt

Die Gesetze der Physik und Geometrie funktionieren perfekt auf der Erde und in der Welt Weltraum, wo sich der Raum einem Vakuum nähert. Am Ereignishorizont verlieren sie jedoch völlig ihre Bedeutung. Deshalb ist es aus mathematischer Sicht unmöglich zu berechnen, was sich im Inneren eines Schwarzen Lochs befindet. Die Bilder, die man entstehen kann, wenn man den Raum nach unseren Vorstellungen von der Welt beugt, sind wahrscheinlich weit von der Wahrheit entfernt. Es wurde lediglich festgestellt, dass die Zeit hier zu einer räumlichen Einheit wird und höchstwahrscheinlich noch einige weitere zu den vorhandenen Dimensionen hinzugefügt werden. Dies lässt vermuten, dass im Inneren eines Schwarzen Lochs (ein Foto wird dies bekanntlich nicht zeigen, da sich das Licht dort selbst frisst) völlig unterschiedliche Welten entstehen. Diese Universen könnten aus Antimaterie bestehen, was Wissenschaftlern derzeit unbekannt ist. Es gibt auch Versionen, dass die Sphäre ohne Wiederkehr nur ein Portal ist, das entweder in eine andere Welt oder zu anderen Punkten in unserem Universum führt.

Geburt und Tod

Viel wichtiger als die Existenz eines Schwarzen Lochs ist seine Entstehung oder sein Verschwinden. Durch den Kollaps entsteht, wie wir bereits herausgefunden haben, eine Kugel, die die Raumzeit verzerrt. Dies könnte die Explosion eines großen Sterns, eine Kollision zweier oder mehrerer Körper im Weltraum usw. sein. Aber wie wurde Materie, die theoretisch berührt werden konnte, zu einem Bereich der Zeitverzerrung? Das Puzzle ist in Arbeit. Aber es folgt eine zweite Frage: Warum verschwinden solche Sphären ohne Wiederkehr? Und wenn Schwarze Löcher verdampfen, warum kommen dann nicht das Licht und die gesamte kosmische Materie, die sie angesaugt haben, aus ihnen heraus? Wenn sich Materie in der Singularitätszone auszudehnen beginnt, nimmt die Schwerkraft allmählich ab. Infolgedessen löst sich das Schwarze Loch einfach auf und an seiner Stelle verbleibt das gewöhnliche Vakuum im Weltraum. Daraus folgt ein weiteres Rätsel: Wo ist alles geblieben, was hineingekommen ist?

Ist die Schwerkraft unser Schlüssel zu einer glücklichen Zukunft?

Forscher sind zuversichtlich, dass die Energiezukunft der Menschheit von einem Schwarzen Loch geprägt werden kann. Was sich in diesem System befindet, ist noch unbekannt, aber es wurde festgestellt, dass am Ereignishorizont jede Materie in Energie umgewandelt wird, aber natürlich nur teilweise. Wenn sich beispielsweise ein Mensch dem Punkt nähert, an dem es kein Zurück mehr gibt, gibt er 10 Prozent seiner Materie für die Umwandlung in Energie auf. Diese Zahl ist einfach kolossal; sie wurde unter Astronomen zu einer Sensation. Tatsache ist, dass auf der Erde nur 0,7 Prozent der Materie in Energie umgewandelt werden.

Nach den Gleichungen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie entstehen Singularitäten, wenn Materie in einer Region zu dicht wird, wie im superdichten Herzen eines Schwarzen Lochs.

Wenn Poplavsky recht hat, muss er es vielleicht nicht verstehen.

Den neuen Gleichungen zufolge wird die Materie, die das Schwarze Loch absorbiert und scheinbar zerstört, zum Baustoff für Galaxien, Sterne und Planeten in einer anderen Realität.

Können Wurmlöcher das Geheimnis des Urknalls lösen?

Wurmlöcher könnten auch Gammastrahlenausbrüche erklären, die zweitstärkste Explosionen im Universum nach dem Urknall. Gammastrahlenausbrüche treten an der Peripherie des bekannten Universums auf. Sie werden mit Supernovae oder dem Tod von Sternen in fernen Galaxien in Verbindung gebracht, ihre genauen Quellen sind jedoch ein Rätsel. Poplavsky vermutet, dass es sich bei den Ausbrüchen möglicherweise um Auswürfe von Materie aus alternativen Universen handelt. Materie dringt durch supermassereiche Schwarze Löcher – Wurmlöcher – im Herzen von Galaxien in unser Universum ein, obwohl nicht klar ist, wie dies möglich ist.

Können Wurmlöcher „exotische Materie“ produzieren?

Um die Diskrepanzen zu erklären, entwickelten Astronomen die Inflationstheorie.

Das Universum erscheint daher flach, weil wir uns auf einer aus unserer Sicht extrem großen Kugel befinden; Daher erscheint die Erde für jemanden, der auf einem Feld steht, flach.

An der Wurmlochtheorie gibt es nichts Überraschendes

Im gefeierten Science-Fiction-Film Interstellar dreht sich die Handlung um ein kolossales „Schwarzes Loch“. Die Existenz dieser kosmischen Objekte bleibt wirklich eines der faszinierendsten Geheimnisse des Universums. Und vielleicht erhält die Menschheit, nachdem sie herausgefunden hat, wie sie funktionieren, Zugang zu Welten, von denen sie noch nicht einmal weiß.

Tod eines Sterns

Die Entdeckung „Schwarzer Löcher“ steht in direktem Zusammenhang mit der neuen Vision der physikalischen Struktur des Universums, die Albert Einstein 1915 vorschlug und die zeigte, dass massive Körper Zeit und Raum krümmen. Anschließend erhielt seine Theorie zahlreiche experimentelle Bestätigungen. Es ist nicht einfach zu erklären, wie eine solche Krümmung aussieht. Deshalb greifen Physiker auf eine Analogie zurück und stellen sich den Raum als eine Art Gummioberfläche vor, auf die Metallkugeln drücken. Darüber hinaus ist die Delle darunter umso größer, je massiver die Kugel ist. Im realen vierdimensionalen Raum ist die „Delle“ der fünften Dimension zugewandt, deren Vorhandensein wir nur indirekt feststellen können – durch die Verzerrung des Strahls oder die Verzögerung des Funksignals, das in der Nähe der Sonne oder der Sterne passiert.

Es ist klar, dass die von der Sonne erzeugte „Delle“ relativ klein ist (ihr Radius ist nur 50 Kilometer größer als der Radius unseres Sterns), jedoch fast unmittelbar nachdem Einstein die Postulate seiner revolutionären Theorie formulierte, der deutsche Astrophysiker Karl Schwarzschild mathematisch bewiesen, dass es irgendwo im Universum Objekte mit einer Masse geben kann, die den Raum so stark krümmt, dass nicht einmal Licht aus ihm entweichen kann. Solche Objekte wurden schließlich „Schwarze Löcher“ genannt leichte Hand Amerikaner John Wheeler.

„Schwarze Löcher“ blieben in den Augen der Wissenschaftler lange Zeit eine schöne Hypothese. 1939 zeigte der junge Physiker Robert Oppenheimer, der spätere „Vater“ der amerikanischen Atombombe, dass sich ein Stern unter bestimmten Bedingungen in ein echtes „Schwarzes Loch“ verwandeln kann. Tatsächlich entdeckten Astronomen bald, dass sich Sterne gegen Ende ihres „Lebens“ anders verhalten. Zum Beispiel wird die Sonne, die allmählich ausbrennt, beginnen, sich auszudehnen und sich dann in einen Weißen Zwerg von der Größe der Erde zu verwandeln, der sich über Milliarden von Jahren abkühlt und zu einem dunklen, dichten Materieklumpen wird. Sterne, deren Masse viel größer als die der Sonne ist, verbrennen ihren Treibstoff viel schneller und implodieren (kollabieren) und bilden einen Neutronenstern oder ein „Schwarzes Loch“. Neutronensterne bestehen fast ausschließlich aus Atomkernen und „Schwarze Löcher“ bestehen aus gekrümmtem Raum und gekrümmter Zeit. Obwohl ein „Schwarzes Loch“ keine Materie enthält, hat es eine Oberfläche – man spricht von einem „Ereignishorizont“, durch den nichts entweichen kann.

Mit der Zeit lernten sie, „Schwarze Löcher“ anhand ihres Einflusses auf den umgebenden Raum zu erkennen. Etwa tausend solcher Objekte wurden gefunden, aber Astronomen sagen, dass es Hunderte Millionen davon gibt. Es stellte sich heraus, dass es in den Zentren von Galaxien auch riesige „Schwarze Löcher“ gibt, die möglicherweise durch den Zusammenbruch massiver Gaswolken entstanden sind.

Hawkings Entdeckung

Viele Physiker haben versucht zu verstehen, wie „Schwarze Löcher“ funktionieren. Den größten Erfolg auf diesem Gebiet erzielte der Engländer Stephen Hawking. 1975 gelang es ihm nicht nur, die Existenz von „Schwarzen Löchern“ mit der modernen Quantenmechanik in Verbindung zu bringen, sondern zeigte auch, wie diese mit der Außenwelt interagieren sollten.

Vor Hawking glaubte man, dass ein „Schwarzes Loch“ nur Materie aufnimmt, ohne etwas zurückzugeben. Hawking untersuchte das Verhalten von Quantenfeldern in der Nähe eines „Schwarzen Lochs“ und schlug vor, dass dieses zwangsläufig Teilchen in den Weltraum abstrahlt und dadurch Masse verliert. Dieser Effekt wird heute „Hawking-Strahlung“ (oder „Hawking-Verdunstung“) genannt. Hawking berechnete, dass eine solche Strahlung ein thermisches Spektrum hätte – dementsprechend könnte sie bei einer bestimmten Temperatur nachgewiesen werden. Allerdings ist diese Temperatur so niedrig, dass Astronomen sie bei beobachteten „Schwarzen Löchern“ nicht nachweisen können, sodass Hawkings Hypothese durch Beobachtungen nicht bestätigt wird.

Die von Stephen Hawking aufgestellte Theorie der „Schwarzen Löcher“ wird von einer Reihe von Wissenschaftlern bestritten. Tatsache ist, dass in der klassischen Sichtweise ein „Schwarzes Loch“ nur wachsen und immer mehr Materiemassen absorbieren kann. Daraus folgt, dass Informationen als eine der Eigenschaften der Materie im Inneren eines „Schwarzen Lochs“ nicht zerstört, sondern für immer gespeichert oder von unserem Universum in ein anderes übertragen werden. Hawking argumentiert, dass das „Loch“ immer in seinem ursprünglichen Zustand verbleibt, Informationen zerstört und überschüssige Masse in Form von Strahlung abgibt. Somit geraten die beiden Modelle in Konflikt, und die Konstruktion eines Quantengravitationsmodells hängt davon ab, wer Recht hat, was direkt zur Schaffung der berüchtigten „Theorie von allem“ führt, die eines Tages unser Verständnis des Universums revolutionieren wird.

Im Jahr 2004 behauptete Stephen Hawking, die Diskrepanz zwischen den Modellen gelöst zu haben. Seine neue Entdeckung basiert auf der Tatsache, dass bei realen Prozessen der Entstehung und Verdunstung von „Schwarzen Löchern“ Informationen nicht zerstört werden. Dies liegt daran, dass die „Löcher“, die im Rahmen zahlreicher Theorien beschrieben werden, in der Natur einfach nicht existieren. Was Astronomen in den Zentren von Galaxien beobachten, sind „scheinbare Schwarze Löcher“, also Objekte, die in vielerlei Hinsicht den von Physikern erfundenen Modellen ähneln, aber keinen echten „Ereignishorizont“ haben. Grob gesagt wird nach der alten Theorie (auch „Wall of Fire“-Konzept genannt) ein Astronaut, der in ein „Schwarzes Loch“ fällt, sofort am „Ereignishorizont“ verdampfen, und nach der neuen Theorie wird er eindringen im Inneren, erhält aber einige besondere physikalische Eigenschaften.

Allerdings sorgte die neue Entdeckung auch bei Kollegen für scharfe Kritik. Es stellt sich heraus, dass Hawking eine Reihe von Annahmen als selbstverständlich annahm, die an sich noch gerechtfertigt werden müssen. Daher ist es verfrüht zu sagen, dass das Thema vollständig abgeschlossen ist.

Tür zu einer anderen Welt

Christopher Nolans gefeierter Science-Fiction-Film Interstellar zeigt deutlich, wie sich der Eintritt in ein Schwarzes Loch und die Untersuchung seiner inneren Eigenschaften auf die moderne Physik auswirken wird. Tatsächlich sprechen wir über Technologien zur Schwerkraftkontrolle und überluminalen Flug. Darüber hinaus zeigt der Film sogar Menschen der Zukunft – Lebewesen, die den Weltraum mit mehr Dimensionen als unserem beherrschen.

All diese Ideen wurden vom berühmten Physiker Kip Thorne in den Film eingebracht (er ist übrigens einer von denen, denen es gelungen ist, die theoretische Möglichkeit des Baus einer „Zeitmaschine“ zu untermauern). 1991 schloss er mit Stephen Hawking eine Wette über die Existenz „nackter Singularitäten“ ab, also von Objekten, die alle Eigenschaften des Zentrums eines „Schwarzen Lochs“ besitzen, aber keinen „Ereignishorizont“ haben. Darüber hinaus argumentierte Thorne, dass solche Objekte in der Realität existieren könnten, Hawking hielt sie jedoch für Fantasie. Und nur fünf Jahre später wurde der Streit zu Gunsten von Thorne beigelegt: Der Texaner Matthew Choptyuk bewies mithilfe mathematischer Modelle, dass es beim Kollaps einer Gravitationswelle möglich ist, einen Zustand zu erreichen, in dem so etwas wie kochender Raum und Zeit entsteht. Es erzeugt neue Gravitationswellen, bis schließlich eine unendlich kleine „nackte Singularität“ entsteht.

Kip Thorne stellt klar, dass es in der Natur keine „nackten Singularitäten“ gibt: Die Gesetze der Physik verbieten ihr spontanes Auftreten. Allerdings gibt es eine mächtige Zivilisation, die „Schwarze Löcher“ untersucht und es geschafft hat, eine Technologiegeneration zu entwickeln Gravitationswellen, kann durchaus eine künstliche „nackte Singularität“ erzeugen. Und dann wird eine solche Zivilisation nicht nur die Möglichkeit haben, schneller als mit Lichtgeschwindigkeit durch unser Universum zu reisen, sondern auch in andere Universen vorzudringen. Vielleicht, so berichtet Thorne weiter, operiere eine solche Zivilisation bereits in unserem Raum, beobachte uns und sei bereit einzugreifen, wenn mit uns etwas schief gehe. Seine Idee klingt wie eine Fantasie, aber wer kann das sicher wissen?

Anton Perwuschin