Bei Schwarzen Löchern handelt es sich um Objekte, deren Masse auf kleinste Volumen komprimiert ist. Diese Konzentration hat eine solche Gravitation zur Folge, dass einem Schwarzen Loch nicht mal das Licht entkommen kann. Lediglich die äußerste Grenze dieses Bereichs, der Ereignishorizont, ist daher für das menschliche Auge sichtbar. Doch scheint nicht jede der Singularitäten über einen solchen zu verfügen.

„Nackte“ Schwarze Löcher in den Tiefen des Alls

Nach bisherigem Kenntnisstand sind Singularitäten immer in Ereignishorizonte eingehüllt, aber ein genauerer Blick auf die Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie legt nahe, dass dies nicht der Fall sein muss. Sofern solche nackten Schwarzen Löcher tatsächlich das Universum durchziehen, könnten sie schon bald aufgespürt werden. Neue Forschungen zeigen, wie wir eines entdecken könnten: indem wir den es umgebenden Lichtring betrachten.

Schwarze Löcher wurden in Folge der Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie von Einstein zunächst als theoretische Konstrukte betrachtet. Diese Gleichungen sagen uns, dass, wenn ein Materieklumpen auf sich selbst zu einem zu kleinen Volumen kollabiert, die Schwerkraft dieser Materie ihn immer weiter schrumpfen lässt, bis er zu einem unendlich winzigen Punkt zerquetscht wird. Dieser Punkt wird als Singularität bezeichnet, und er ist ein Signal dafür, dass die Mathematik, die wir zur Beschreibung der Raumzeit verwenden, völlig zusammenbricht.

Mittlerweile ist es Wissenschaftlern sogar gelungen, Aufnahmen solcher Schwarzer Löcher zu machen. Somit bewiesen sie ihre Existenz nicht nur mittels Berechnungen und Beobachtung der Umgebungen potenzieller Singularitäten, sondern erbrachten darüber hinaus den unwiderlegbaren Beweis dafür, dass selbst die bisherigen Vorstellungen ihres Aussehens sehr nahe an das „Original“ herankamen. Wie aber lassen sich Schwarze Löcher aufspüren, die über keinerlei erkennbare optische Merkmale, wie etwa einen Ereignishorizont, verfügen?

Unsichtbare Singularitäten: So lassen sie sich aufspüren

Falls nackte Singularitäten existieren, sind sie sicher nicht alltäglich. Wir kennen nur eine bestätigte Art und Weise, Singularitäten zu bilden, und das ist, wenn einem Riesenstern der Brennstoff ausgeht und er in sich selbst kollabiert. Wenn das passiert, erhält die Singularität natürlich einen Ereignishorizont. Beweise für vergleichbare Objekte, die aber infolge anderer Phänomene zu Stande kommen, wurden bislang noch nicht erbracht.

Entscheidend für die Entstehung eines nackten Schwarzen Lochs sei dessen Rotation, erklärt der Astrophysiker Paul Sutter vom Center for Cosmology and Astro-Particle Physics der Ohio State University. „Wenn sich ein Schwarzes Loch dreht, kann es einen zweiten Ereignishorizont bilden, der sich in den ersten einbettet“, so Sutter. „Je schneller sich ein Schwarzes Loch dreht, desto näher rücken diese Ereignishorizonte aneinander. Wenn es sich schnell genug dreht, sagt die Mathematik voraus, dass sich die Ereignishorizonte „aufheben“ können (die eigentliche Physik ist natürlich viel komplizierter, aber Sie verstehen schon) und eine nackte Singularität offenbaren.“

Die theoretische Physikerin Shokoufe Faraji untersuchte, ob eine nackte Singularität sich auf andere Weise offenbaren könnte, insbesondere wenn sie von einem Ring aus Material umgeben ist. Dieser Ring, Akkretionsscheibe genannt, ist ein übliches Merkmal Schwarzer Löcher. Wenn Gas und Staub auf ein dichtes, kompaktes Objekt fallen, verflacht sich dieses Material zu einer Scheibe, bevor es den ganzen Weg nach unten trichterförmig austritt.

Die Theoretikerin hat im Rahmen ihrer erst jüngst veröffentlichten Untersuchung herausgefunden, dass sich eine nackte Singularität ein wenig anders verhalte als ein normales Schwarzes Loch – die Akkretionsscheibe um eine nackte Singularität könne viel, viel heller sein als um ein Schwarzes Loch. Bisher haben unsere Teleskope nicht die Empfindlichkeit, um den Unterschied zu erkennen, doch könne dieses Problem Faraji zufolge bereits in naher Zukunft behoben werden.

Schwarze Löcher: Das solltest du wissen

Zwar werfen Singularitäten auch heute noch eine Vielzahl an Fragen auf, doch ist Forschern immerhin bekannt, wie Schwarze Löcher entstehen könnten. Trotz des großen Interesses, das diese mysteriösen Giganten in vielen Menschen wecken, sollte man sie – wenngleich das nicht möglich ist – nicht aus nächster Nähe untersuchen. Wir erklären dir, wie dir ein Schwarzes Loch zu Leibe rücken würde, wenn du ihm zu nahe kämst.