Fünf Theorien über Schwarze Löcher, die Sie umhauen werden

Schwarze Löcher gehören zu den faszinierendsten und am heftigsten diskutierten Objekten im Universum.

Sie haben die Öffentlichkeit jahrzehntelang in ihren Bann gezogen, teilweise dank des verstorbenen Stephen Hawking, der sie von einer schwer verständlichen wissenschaftlichen Theorie in eine Quelle unheimlicher Mysterien verwandelt hat.

Sie haben auch die Populärkultur durch Science-Fiction-Magazine, Star Trek und Hollywood-Blockbuster infiltriert.

Aber was sind die fünf bizarrsten und fesselndsten Theorien über Schwarze Löcher, die so unergründlich sind, dass sie den Verstand verlieren?

Hier schaut MailOnline nach.

1. Sie sind von einem „Feuerring“ umgeben

Im Jahr 2019 erhielten Astronomen das erste Bild eines Schwarzen Lochs in einer fernen Galaxie.

Von Wissenschaftlern als „Monster“ beschrieben, ist es drei Millionen Mal so groß wie die Erde.

Das Bild zeigt einen intensiv hellen „Feuerring“, wie die Forscher es beschrieben haben, um ein perfekt kreisförmiges dunkles Loch.

„Es ist, als würde man in die Tore der Hölle blicken“, sagte Heino Falcke von der Radboud-Universität in Nijmegen, Niederlande.

Wenn Schwarze Löcher zu nahe kommende Materie verzehren, pressen sie sie in eine überhitzte Scheibe aus glühendem Gas.

In diesem Bild des gigantischen Schwarzen Lochs im Herzen der Nachbargalaxie Messier 87 (M87) erscheint die Unterseite des Rings hell, weil Gase auf die Erde geschleudert werden.

Das Schwarze Loch biegt auch das Licht um sich herum, wodurch der kreisförmige Schatten entsteht.

2. Sie haben „Haare“

Im Jahr 2015 schlug der verstorbene Physiker Professor Stephen Hawking vor, dass Schwarze Löcher nicht die „ewigen Gefängnisse“ seien, für die viele sie halten, und fügte hinzu, dass es möglich sei, dass Daten dem Abgrund entkommen.

Ein Jahr später erweiterte er die Theorie, indem er behauptete, dass die Antwort in den energielosen Teilchen oder „flauschigen Haaren“ liege, die am Horizont des Schwarzen Lochs liegen.

Dies deutet darauf hin, dass Partikel, die am Ereignishorizont, der Grenze des Schwarzen Lochs, verweilen, aus Photonen und Gravitonen bestehen würden, die subatomare Pakete aus Licht und Gravitationsenergie sind.

Diese Quantenteilchen mit sehr niedriger Energie oder sogar Null, die am Rand des Schwarzen Lochs abgelagert werden, können Informationen erfassen und speichern, die aus den Teilchen extrahiert werden, die in das Schwarze Loch fallen.

Dies bedeutet effektiv, dass die in das Schwarze Loch fallenden Teilchen zwar verschwunden sind, ihre Informationen in diesem „flauschigen Haar“ aus Quantenteilchen jedoch am Rande des Vergessens bleiben.

Der theoretische Physiker verglich das Feedback mit einer verbrannten Enzyklopädie, in der die Informationen technisch gesehen nicht verloren, aber unglaublich schwer zu entziffern wären.

Die Hypothese wurde nicht bewiesen, aber sie könnte helfen, ein seit langem bestehendes Paradox darüber zu lösen, was mit Gas und Staub passiert, die in ein Schwarzes Loch fallen.

3. Sie geben Gasfontänen ab

Der starke Gravitationsgriff eines Schwarzen Lochs bedeutet, dass nichts entkommen kann, wenn es dem Rand des Lochs extrem nahe kommt.

Aber viele dieser mysteriösen Objekte sind tatsächlich von einer Ansammlung von Gas und Staub umgeben, die schwarze Löcher ein bisschen wie Wasser umgibt, das einen Abfluss hinunterläuft.

Laut einer Studie aus dem Jahr 2018 ist diese Materialanhäufung ein dreistufiger Prozess.

Zunächst bildet das kalte Gas eine Scheibe nahe der Rotationsebene und erwärmt sich, bis die Moleküle auseinanderbrechen.

Einige dieser Moleküle werden über und unter der Scheibe ausgestoßen, die dann zurückfallen und eine brunnenartige Struktur bilden.

Alternative Beobachtungen deuten auch darauf hin, dass diese Bewegung gewölbte Ringe erzeugt, die interne Materiesäulen umgeben, die direkt in die Luft schießen und stark Fontänen ähneln.

4. Sie sind die Quelle dunkler Energie

Letzten Monat machten Wissenschaftler des Imperial College London eine aufregende Ankündigung über Schwarze Löcher.

Sie enthüllten, dass die Objekte tatsächlich die unbekannte Energiequelle sein könnten, die als Dunkle Energie bekannt ist.

Im Wesentlichen sagte die Urknall-Theorie zur Entstehung unseres Universums ursprünglich voraus, dass sich seine Expansion aufgrund der Schwerkraft verlangsamen – oder sogar beginnen würde, sich zusammenzuziehen.

Aber 1998 stellten Astronomen überrascht fest, dass sich das Universum nicht nur immer noch ausdehnt, sondern dass sich die Ausdehnung auch beschleunigt.

Um diese Entdeckung zu erklären, wurde vorgeschlagen, dass eine „Dunkle Energie“ dafür verantwortlich sei, Dinge mit mehr Kraft als der Schwerkraft auseinander zu ziehen.

Dies wurde mit einem von Einstein vorgeschlagenen, aber später verworfenen Konzept in Verbindung gebracht – einer „kosmologischen Konstante“, die der Schwerkraft entgegenwirkte und den Zusammenbruch des Universums verhinderte.

Schwarze Löcher stellen ein Problem dar – ihrer extrem starken Schwerkraft kann man sich nur schwer widersetzen, besonders in ihren Zentren, wo alles in einem Phänomen zusammenzubrechen scheint, das als „Singularität“ bezeichnet wird.

Um das Problem zu vertiefen, a Ein Team von 17 Forschern aus neun Ländern untersuchte neun Milliarden Jahre der Evolution von Schwarzen Löchern.

Sie betrachteten uralte, schlafende Galaxien und stellten fest, dass Schwarze Löcher auf eine Weise an Masse gewinnen, die mit ihrer enthaltenen Vakuumenergie oder dunklen Energie übereinstimmt.

Tatsächlich passt die Größe des Universums zu verschiedenen Zeitpunkten perfekt zur Masse der supermassereichen Schwarzen Löcher in den Zentren von Galaxien.

Mit anderen Worten, die Menge an Dunkler Energie im Universum kann durch die Vakuumenergie des Schwarzen Lochs erklärt werden – was bedeutet, dass Schwarze Löcher die Quelle der Dunklen Energie sind.

5. Sie könnten „Hintertüren“ zu anderen Teilen des Universums sein

Am Grund eines Schwarzen Lochs befindet sich die gravitative Singularität, in der sich die Raumzeit ins Unendliche krümmt und keine vorbeiziehende Materie überleben kann.

So dachte man jedenfalls immer.

In einer kürzlich durchgeführten Studie haben Forscher jedoch vorgeschlagen, dass es tatsächlich einen Weg nach draußen durch ein Wurmloch im Zentrum des Schwarzen Lochs geben könnte, das als „Hintertür“ fungiert.

Nach dieser Theorie würde alles, was durch das Schwarze Loch wandert, „spaghettifiziert“ oder bis zum Äußersten gedehnt, würde aber zu seiner normalen Größe zurückkehren, wenn es in einer anderen Region des Universums auftaucht.

Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass ein Mensch diesen Prozess überleben würde, sagen die Forscher, dass die Materie im Inneren des Schwarzen Lochs nicht wie bisher angenommen für immer verloren wäre, sondern stattdessen in einen anderen Bereich des Universums ausgestoßen würde.

Und die Forscher sagen, es sei keine „exotische“ Energie nötig, um das Wurmloch zu erzeugen, wie es Einsteins Gravitationstheorie vorschlägt.