Kann ein Schwarzes Loch zerstört werden?

Schwarze Löcher sind die verführerischen Drachen des Universums, äußerlich ruhig und doch gewalttätig im Herzen - Rober Coover

Schwarze Löcher gehören zu den destruktivsten Objekten im Universum. Alles, was der zentralen Singularität eines Schwarzen Lochs zu nahe kommt, sei es ein Asteroid, ein Planet oder ein Stern, kann durch sein extremes Gravitationsfeld auseinandergerissen werden.

Und wenn das sich nähernde Objekt zufällig den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs überschreitet, verschwindet es und taucht nie wieder auf. Dies erhöht die Masse des Schwarzen Lochs und vergrößert seinen Radius.

Es gibt nichts, was wir auf ein Schwarzes Loch werfen könnten, das es am wenigsten beschädigen würde.

Selbst ein anderes Schwarzes Loch wird es nicht zerstören, die beiden werden einfach zu einem größeren Schwarzen Loch verschmelzen und dabei ein wenig Energie als Gravitationswellen freisetzen. Es ist möglich, dass das Universum in sehr ferner Zukunft vollständig aus Schwarzen Löchern besteht.

Und doch kann es einen Weg geben, diese Objekte zu zerstören oder zu verdampfen. Wenn die Theorie zutrifft, müssen wir nur warten.

Im Jahr 1974 theoretisierte Stephen Hawking einen Prozess, der dazu führen könnte, dass ein Schwarzes Loch allmählich an Masse verliert.

Die bekannt gewordene Hawking-Strahlung basiert auf einem bekannten Phänomen, das als Quantenfluktuationen des Vakuums bezeichnet wird.

Laut der Quantenmechanik schwankt ein bestimmter Punkt in der Raumzeit zwischen mehreren möglichen Energiezuständen. Diese Schwankungen werden durch die kontinuierliche Erzeugung und Zerstörung virtueller Teilchenpaare verursacht, die aus einem Teilchen und seinem entgegengesetzt geladenen Antiteilchen bestehen.

Normalerweise kollidieren die beiden und vernichten sich kurz nach ihrem Erscheinen, wodurch die Gesamtenergie erhalten bleibt.

Aber was passiert, wenn sie am Rande des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs erscheinen?

Wenn sie genau richtig positioniert sind, könnte eines der Partikel dem Zug des Schwarzen Lochs entkommen, während sein Gegenstück hineinfällt. Es würde dann ein anderes entgegengesetzt geladenes Partikel innerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs vernichten und die Masse des Schwarzen Lochs verringern.

Währenddessen würde es für einen Beobachter von außen so aussehen, als hätte das Schwarze Loch das ausgetretene Teilchen emittiert.

Sofern ein Schwarzes Loch nicht weiterhin zusätzliche Materie und Energie aufnimmt, verdampft es Teilchen für Teilchen mit einer unerträglichen Geschwindigkeit.

Wie langsam Sie könnten fragen

Ein Zweig der Physik, die sogenannte Schwarzlochthermodynamik, gibt uns eine Antwort.

Wenn Alltagsgegenstände oder Himmelskörper Energie an ihre Umwelt abgeben, nehmen wir dies als Wärme wahr und können ihre Energieemission verwenden, um ihre Temperatur zu messen.

Die Thermodynamik des Schwarzen Lochs legt nahe, dass wir die Temperatur eines Schwarzen Lochs auf ähnliche Weise definieren können. Es wird vermutet, dass die Temperatur des Schwarzen Lochs umso niedriger ist, je massiver es ist.

Das größte Schwarze Loch des Universums würde Temperaturen in der Größenordnung von 10 bis -17 Kelvin abgeben, sehr nahe am absoluten Nullpunkt.

In der Zwischenzeit würde einer mit der Masse des Asteroiden Vesta eine Temperatur von fast 200 Grad Celsius haben und so viel Energie in Form von Hawking Radiation an die kalte Außenumgebung abgeben.

Je kleiner das Schwarze Loch ist, desto heißer scheint es zu brennen und desto eher brennt es vollständig aus.

Wie schnell?

Halten Sie nicht den Atem an.

Erstens akkretisieren oder absorbieren die meisten Schwarzen Löcher Materie und Energie schneller als sie Hawking-Strahlung abgeben. Aber selbst wenn ein Schwarzes Loch mit der Masse unserer Sonne aufhören würde zu wachsen, würde es 10 bis 67 Potenzjahre dauern, die um viele Größenordnungen länger sind als das gegenwärtige Alter des Universums - um vollständig zu verdampfen.

Wenn ein Schwarzes Loch 230 Tonnen erreicht, hat es nur noch eine Sekunde zu leben.

In dieser letzten Sekunde wird sein Ereignishorizont immer kleiner, bis er seine gesamte Energie wieder in das Universum abgibt. Und während die Hawking-Strahlung noch nie direkt beobachtet wurde, glauben einige Wissenschaftler, dass bestimmte am Himmel detektierte Gammablitze tatsächlich Spuren der letzten Momente kleiner, ursprünglicher Schwarzer Löcher sind der Beginn der Zeit.

Schließlich kann das Universum in einer fast unvorstellbar fernen Zukunft als kalter und dunkler Ort zurückgelassen werden. Aber wenn Stephen Hawking Recht hatte, werden die normalerweise furchterregenden und sonst undurchdringlichen Schwarzen Löcher ihre Existenz in einem endgültigen Glanz beenden.