🌝 👩🏾‍🏫 🎂 Das kleinste Schwarze Loch im Universum 🤛🏽 🕺🏾 👧🏿

Sie fanden heraus, dass man im Licht so viel wie Essen brauchen kann.
- Stephen King

Wenn Sie nach oben schauen und in die Tiefen des Nachthimmels eindringen, erinnern Sie sich sofort daran, dass es ein ganzes Universum voller Wunder gibt. Neben Meteoren, Planeten, Sternen, Nebeln und Galaxien, die das Universum beleuchten, gibt es aber auch andere Formen von Materie, die für unser Auge völlig unsichtbar sind.

Und ich spreche nicht von kaltem Gas und Staub, die im sichtbaren Bereich unsichtbar sind. Diese Gegenstände bestehen aus denselben Bausteinen - Protonen, Neutronen, Elektronen - wie wir. Und obwohl sie möglicherweise kein sichtbares Licht emittieren (oder sogar absorbieren), werden wir sie sehen, wenn wir bei den gewünschten Wellenlängen beobachten.

Wenn wir die besten Observatorien auf die „dunklen“ Staubstreifen richten, die sich zum Zentrum der Galaxie hin befinden, sehen wir Folgendes:

Und doch, selbst wenn wir über normale Materie sprechen - aus der Sterne, Planeten, Gas, Staub, Sie und ich bestehen -, gibt es immer noch Quellen, die bei keiner Wellenlänge Licht emittieren. Sie können dies nicht tun, weil ihnen per Definition nichts entgehen kann.

Natürlich spreche ich von Schwarzen Löchern.

Wir wissen, dass diese Objekte nicht nur theoretisch, sondern auch aus Beobachtungen existieren. Wenn wir nur die zentrale Region unserer Galaxie betrachten, können wir die Umlaufbahnen der Sterne verfolgen und feststellen, dass sie sich um ein zentrales Objekt mit vier Millionen Sonnenmassen bewegen, das gleichzeitig kein Licht emittiert.

Tatsächlich befinden sich im Zentrum der meisten Galaxien supermassereiche Schwarze Löcher, von denen viele tausendmal schwerer sind als das Monster im Zentrum der Milchstraße. Sie stellen das größte der Schwarzen Löcher des Universums dar und werden, wie man glaubt, durch die Verschmelzung und Absorption von Millionen antiker Leichen toter massereicher Sterne gebildet.

Natürlich sind die hellsten und größten, massereichen Sterne leichter zu erkennen, wenn Sie sich den jungen Sternhaufen ansehen. Es kann entschieden werden, dass sie aufgrund der Tatsache, dass sie größer als andere sind, länger leben, da sie mehr Kraftstoffreserven haben, aber tatsächlich ist das Gegenteil der Fall!

Die massereichsten Sterne der Klassen O und B sind buchstäblich zehntausende Male heller als die Sonne, da sie ihren Treibstoff zehntausende Male schneller verbrennen. Und obwohl sie zehn- oder hundertmal mehr Masse haben als die Sonne, verbrennen sie ihren Treibstoff so schnell, dass ihre Lebensdauer nur wenige Millionen (oder sogar mehrere hunderttausend) Jahre betragen kann! Und wenn die massereichsten Sterne sterben, sterben sie nicht nur bei einer Supernova-Explosion ...

Der Kern des Sterns kollabiert ebenfalls und hinterlässt entweder einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch!

Normalerweise komprimiert die Schwerkraft den Stern, zieht ihn nach innen und versucht zusammenzubrechen. Wenn im Kern eine Kernfusion stattfindet, gleicht sich der Druck seiner äußeren Strahlung mit der Gravitationskompression aus und hält den Stern zurück. Selbst wenn die Kernfusion endet, bleibt die Materie eine feste Sache, und Atome widerstehen dem Zusammenbruch ziemlich gut. In einem Stern wie der Sonne (oder sogar viermal so massereich in einem Stern) schrumpft der Kern des Sterns am Ende der Kernfusion auf eine Größe, die mit der der Erde vergleichbar ist, jedoch nicht weiter, wenn die Atome einen Zustand erreichen, nach dem sie sich weigern, sich zu komprimieren.

Dieser Druck beruht auf der Tatsache, dass Quantenteilchen mehr Kraft benötigen, um sie zu komprimieren, als die Schwerkraft der Sonne erzeugen kann. Aber ein Stern mit einer Masse von mehr als 400% unserer Masse wird sich in eine Supernova verwandeln, und seine zentrale Region wird zusammenbrechen, nachdem sie den Atomzustand passiert hat, und von reinen Neutronen weiter zum Kern! Anstelle der Größe der Erde wird ein Neutronenstern mit Sonnenmasse in einer Kugel mit mehreren Kilometern Durchmesser eingeschlossen.

Und obwohl nur ein kleiner Teil des ursprünglichen Sterns im Kern verbleibt, variiert die Masse der Neutronensterne von der Sonne bis zum Dreifachen der Sonnenmasse. Bei einer Masse jenseits dieser Grenze geben sogar Neutronen der Schwerkraft nach und werden auf Größen komprimiert, die so klein sind, dass kein Licht aus ihnen entweichen kann. In diesem Stadium bewegen wir uns von einem Neutronenstern zu einem Schwarzen Loch!

Welches der bekannten Schwarzen Löcher wird also minimal sein? Derzeit gibt es drei Kandidaten, und einige sind dem Sieg näher als andere.

IGR J17091-3624: Ein Schwarzes Loch in einem Binärsystem, das wir aufgrund der starken Sternwinde des Binärsystems erkennen können. Anstatt in ein Schwarzes Loch zu fallen, fliegen 95% der von einem Begleitstern angesaugten Materie in den interstellaren Raum. Dies ist eigentlich ein Schwarzes Loch mit kleiner Masse, aber die Genauigkeit der Messungen ergibt eine Streuung von 3 bis 10 Sonnenmassen.

GRO J0422 + 32: Ein weiteres flackerndes Binärsystem befindet sich nur 8000 Lichtjahre von der Erde entfernt und die Schätzungen seiner Masse variieren stark. Einige Teams glauben, dass dies ein Neutronenstern mit einer Masse ist, die nur das 2,2-fache der Sonnenmasse beträgt. andere behaupten, dass seine Masse näher an der 4. Sonne liegt und eine andere näher an 10 Sonnen. Es gibt noch keine endgültige Lösung, aber wenn ich auf das kleinste bekannte Schwarze Loch wetten würde, würde ich auf diesen Kandidaten wetten.

XTE J1650-500: Zuerst wurde angekündigt, dass seine Masse 3,8 Sonnenmassen beträgt, aber seitdem haben sich die Schätzungen auf 5 Sonnenmassen geändert. Dieses binäre System sendet Röntgenstrahlen von einer Akkretionsscheibe aus, und wenn wir Objekte dieser Klasse untersuchen, entdecken wir den Zusammenhang zwischen der emittierten Strahlung und der Masse des Schwarzen Lochs selbst!

Wo immer diese Grenze zwischen einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch liegt - sei es 2,5 oder 2,7 oder 3,0 oder 3,2 Sonnenmassen - genau dort, wie Sie vielleicht argumentieren, sollten Sie nach minimalen Schwarzen Löchern suchen . Aber es gibt noch drei weitere Möglichkeiten, die wir entdecken können!

1) Die Fusion von Neutronensternen! Es ist dieser Prozess, der zum Auftreten sehr schwerer Elemente im Universum wie Gold führt und als Ergebnis der Kollision zweier Neutronensterne auftritt. Neutronensterne sind viel häufiger als Schwarze Löcher, und obwohl ihre Kollisionen selten sind, treten sie alle 10.000 bis 100.000 Jahre in einer Galaxie auf, wenn Sie sich daran erinnern, dass das Universum mehr als 10 Milliarden Jahre alt ist und fast eine Billion Galaxien enthält.

Es ist möglich, dass bei der Kollision zweier Neutronensterne, selbst wenn ihre Masse diese Grenze für die Bildung eines Schwarzen Lochs nicht überschreitet, das Ergebnis immer noch ein Schwarzes Loch mit einer Masse ist, die kleiner ist als die der nach der Explosion gebildeten Supernova. Es besteht also die Hoffnung, in unserer Galaxie ein Schwarzes Loch mit einer Masse von etwas mehr als zwei Sonnen zu finden, da es 100.000 bis 1.000.000 solcher Ereignisse hätte sehen müssen!

Angenommen, Sie sind mit der Masse der verfügbaren Schwarzen Löcher nicht zufrieden und möchten das Schwarze Loch noch kleiner machen. Gute Nachricht: Sie müssen nur warten!

2) Schwarze Löcher verlieren mit der Zeit an Gewicht! Da die Natur des Universums Quanten ist, sind Schwarze Löcher keine statischen Objekte, da sowohl innerhalb als auch außerhalb als auch am Ereignishorizont des Schwarzen Lochs ständig Partikel-Antiteilchen-Schwankungen auftreten. Und obwohl dies ziemlich langsam geschieht, verdampfen schwarze Löcher dank eines Prozesses, der als Hawking-Strahlung bekannt ist.

In diesem Fall kommt kein Strom von Partikeln oder Antiteilchen aus Schwarzen Löchern, sondern eine sehr energiearme und nahezu konstante Strahlung von einem schwarzen Körper.

Über lange Zeiträume in der Größenordnung von 10 ⁶⁸ oder 10 ⁶⁹ Jahren verdampfen die Schwarzen Löcher der kleinsten Massen, verlieren ihre Masse zunächst langsam und dann extrem schnell und verdampfen die letzten Tonnen in wenigen Mikrosekunden.

Wenn Sie also schwarze Löcher mit noch weniger Masse als jetzt erhalten möchten, warten Sie einfach. Nun, wenn Sie sie jetzt brauchen - ich habe schlechte Nachrichten für Sie.

3) Das Universum könnte mit mikroskopisch kleinen Schwarzen Löchern geboren werden, aber es wurde nicht geboren. Die Idee der primitiven Schwarzen Löcher tauchte bereits in den 1970er Jahren auf und ist auf ihre Weise genial. Das Universum befand sich einst in einem heißen, dichten, einheitlichen und sich schnell ausdehnenden Zustand. Wenn zu diesem Zeitpunkt eine Region nur 68% dichter als der Durchschnitt wäre, würde sie automatisch in ein Schwarzes Loch zusammenbrechen, und wenn Sie viele solcher Regionen hätten, würden wir ein Universum erhalten, das mit mikroskopisch kleinen Schwarzen Löchern gefüllt ist.

Aber wir haben die Größe der Dichteschwankungen in einem sehr frühen Universum gemessen und wie sie sich mit der Skalierung ändern - wenn Sie von der größten zur kleinsten der gemessenen Skalen absteigen.

Anstelle von Schwankungen von 68% erreichten gewöhnliche Schwingungen eine Potenz von nur 0,003%, was für die Entstehung des Universums mit mindestens einem primitiven Schwarzen Loch eindeutig nicht ausreicht. Schlimmer noch, wenn Sie immer kleiner werden, wird es fast unglaublich. Wenn alles anders wäre, würde das Universum mit ihnen gefüllt sein; aber das ist einfach nicht unser Universum.

Dies ist die Geschichte der kleinsten Schwarzen Löcher im Universum, von denen, die uns noch nicht gefunden wurden, bis zu denen, deren Aussehen Sie nur warten müssen!

Das kleinste Schwarze Loch im Universum

More articles: