1916 wurde von dem Physiker und Astronom Karl Schwarzschild die erste Lösung der Einstein’schen allgemeinen Relativitätstheorie gefunden. Es beschreibt eine Masse, die auf einen Punkt im Raum konzentriert ist, ohne Ladung und ohne Rotation und dessen Raumkrümmung so groß ist, daß diese nicht in endlicher Zeit aus dem Schwerefeld entweichen kann. Diese, von Schwarzschild beschriebene äußere Metrikt wird allgemein als schwarzes Loch bezeichnet. Die höchste Geschwindigkeit, die in unserer Raum-Zeit möglich ist, ist die Lichtgeschwindigkeit. Wenn die Fluchtgeschwindigkeit für eine Raumkrümmung im Vakuum größer ist als die Lichtgeschwindigkeit, spricht man von einem schwarzen Loch. Solch starke Raumkrümmung können nur durch erloschene und kollabierte Sterne entstehen.
Diese massereichen Objekte können nur indirekt beobachtet werden, durch die Raumkrümmung, die sie erzeugen. Für das Licht, das an ihnen vorbeiläuft haben sie die Wirkung wie eine Linse für die klassische Optik. Sie werden dafür eingesetzt, um als Vergrößerung zu dienen, um die vorhandene Teleskoptechnik zu erweitern und für eine größere Auflösung in sonst nicht zu beobachtenden Raumregionen zu sorgen.
Schwarze Löcher, der Begriff wurde 1968 von John Archibald Wheeler eingeführt und in das allgemeine Wissen aufgenommen, sind Objekte deren Dichte (Masse pro Raumeinheit) so groß ist, daß der Schwarzschildradius ausserhalb des Objektes liegt und deshalb der äusseren Schwarzschildmetrik unterliegt. Bei den schwarzen Löchern liegt der Schwarzschildradius immer außerhalb des Objektes, das die Raumkrümmun erzeugt. Grundsätzlich hat jedes Objekt einen Schwarzschildradius, wie z.B. die Sonne oder die Erde, nur liegt hier der Schwarzschildradius innerhalb der die Raumkrümmung erzeugenden Masse. So daß die innere Schwarzschildmetrik gilt.
Für die schwarzen Löcher mit externer Metrik muß der Schwarzschildradius immer in einem Vakuum liegen. D.h. die Gravitationswirkung muß von einem Punkt ausgehen, auch Singularität genannt. Für die Beschreibung von Singularitäten sind die von uns bekannten physikalischen Gesetze nicht anwendbar. Deshalb kann diese Masse innerhalb eines schwarzen Loches auch nicht anders als ein Punkt beschrieben werden. Ansätze zur Beschreibung dieses gedachten Punktes liefert die String-Theorie.
Der Ereignishorizont beginnt für einen hinreichend weit entfernten Beobachter auch schon vor dem mathematisch berechneten Ereignishorizont. Denn durch die Gravitationswirkung oder Raumkrümmung am Rande des Ereignishorizonts entsteht eine starke Zeitdilatation zu dem weit entfernten Beobachter. Das heißt aus der Sicht des am Ereignishorizont befindlichen Beobachters verläuft die Entwicklung des gesamten Universums rasant ab. Aus Sicht des weit von dem schwarzen Loch entfernten Beobachters dauert es eine Ewigkeit bis sich das beobachtete Objekt dem Ereignishorizont nähert. Es gibt Überlegungen, daß sich die Verhältnisse von Raum und Zeit innerhalb des Ereignishorizonts aus unserer Sicht vertauschen. D.h. die Zeitdimension wird zu einer Raumdimension und umgekehrt.
So sind alle Lichtstrahlen, die von anderen Sternen auf unser Auge treffen eine Zeit im Raum unterwegs gewesen und die Zeit, die die Lichtstrahlen gebraucht haben, um die Erde zu erreichen ist ein Blick in die Vergangenheit zu dem Zeitpunkt als der Lichtstrahl von dem Objekt gestartet ist. Dies ist allerdings nur dann zutreffend, wenn der Lichtstrahl sich in räumlich wenig bis gar nicht gekrümmten Bereichen bewegt hat. Sollte es sich zwischenzeitlich an einem schwarzen Loch vorbei bewegt haben, dann muß dies auch in der Berechnung einbezogen werden.
Es dauert unendlich lange, bis ein Objekt in ein schwarzes Loch hinein fällt, für einen hinreichend entfernten Beobachter.
Die Mindestmasse, die für die Entstehung von stellaren schwarzen Löchern notwendig ist, beträgt ca. 1,4 Sonnenmassen. Es wird vermutet, daß es auch primordiale schwarze Löcher aus der Zeit der Entstehung des Universums oder minimale schwarze Löcher, die man im Labor erzeugen kann, gibt. Allerdings sind bisher noch keine Nachweise gelungen.

Autor: Inka Albrecht - inka.albrecht (at) gmx.de - 02.06.2007