Schwarzer Löcher | Dark-Stars (Dunkle Sterne) | Antimaterie

1. Was sind Schwarze Löcher?

Als Schwarzes Loch oder dunkler Stern wird ein astronomisches Objekt bezeichnet, dessen Gravitation so hoch ist, dass die Fluchtgeschwindigkeit für dieses Objekt höher liegt als die Lichtgeschwindigkeit.

Der Ausdruck „Schwarzes Loch“ wurde 1967 von John Archibald Wheeler geprägt. Er verweist auf den Umstand, dass auch elektromagnetische Wellen, den Ereignishorizont nicht verlassen können und es dem menschlichen Auge daher vollkommen schwarz erscheint.

Schon 1783 spekulierte der britische Naturforscher John Michell über „dunkle Sterne“, deren Gravitation ausreicht, um Licht gefangen zu halten. Die gleiche Idee hatte 1796 Pierre Simon Laplace Exposition du Système du Monde. Diese Ideen bewegten sich innerhalb der Newtonschen Physik.

Ein Schwarzes Loch zu beobachten ist praktisch unmöglich. Beobachten kann man dagegen Materiestrahlen, den in diesen wird ein Teil der verschlungenen Materie in Energie umgewandelt und als Gammastrahlung oder Teilchenstrom weggeschleudert. Spektakulär beobachtet wurde das Ende 2007 beim einem Schwarzen Loch das im Zentrum der Galaxie 3C321 liegt.

Ein fiktives nichtrotierendes Schwarzes Loch von 10 Sonnenmassen aus 600 km Abstand gesehen, wobei dem Schwarzen Loch mit der 400-millionenfachen Erdbeschleunigung entgegengehalten werden muss, damit der Abstand konstant bleibt:

Ein schwarzes Loch zieht zwischen dem Betrachter und einer Galaxie im Hintergrund vorbei:

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch

2. Dunkle Materie

Über Dunkle Materie ist wenig bekannt. US-Forscher vermuten, dass sie verantwortlich für die Entstehung der ersten Sterne war. Wenn Sie Recht haben, dann wurden bisher unbekannte, dunkle Weltraumriesen durch den mysteriösen Stoff angetrieben. Die Wissenschaftler wissen wenig über die Dunkle Materie, ihnen ist nur klar, was sie nicht tut:

Sie sendet kein sichtbares Licht aus, reflektiert auch keines und interagiert auch sonst nicht mit elektromagnetischer Strahlung.

Dunkler Stern (Illustration): Weil die kosmischen Riesen Wärme produzieren müssten, sollten sie mit Infrarotteleskopen zu beobachten sein :

2.1 Was ist Dunkle Materie?

Dunkle Materie stellt rund ein Viertel der Masse des Universums. Doch bisher konnte sie nicht direkt beobachtet werden. Woraus Dunkle Materie besteht, ist deswegen nicht klar. Im Verdacht stehen besondere Elementarteilchen, die bisher nicht direkt nachgewiesen werden konnten. Ein heißer Kandidat bei der Teilchensuche sind die Neutralinos.

2.2 Gibt es heute noch Dunkle Sterne?

Bisher ist noch nicht einmal gesichert, dass Neutralinos überhaupt existieren. Wenn sie es tun, dann müssten sie nach den gängigen Theorien allerdings einige Bedingungen erfüllen:

1:

- Müsste ein Neutralino elektrisch neutral sein

2:

- Relativ schwer – nämlich zwischen 50 und 100 Protonenmassen

3:

- Müsste es in rauen Mengen im All vorkommen.

Der Teilchenbeschleuniger "Large Hadron Collider" (LHC), der im kommenden Sommer am Kernforschungszentrum Cern in Genf in Betrieb gehen soll, könnte bei der Suche nach den Neutralinos helfen. Doch selbst mit ihm ließe sich das mysteriöse Teilchen nur indirekt beobachten, denn auch den LHC-Detektoren würde es entwischen. Lediglich aus der Differenz der zu erwartenden und der beobachteten Energie könnte gefolgert werden, dass Neutralinos tatsächlich existieren.

Auf ein zweites Problem des Modells von Gondolo und seinen Kollegen macht Simon White aufmerksam: "Die große Frage ist, ob solche Sterne stabil wären oder nicht." Denn tatsächlich können die Forscher bisher keine Aussage darüber machen, wie alt Dunkle Sterne werden können – und ob sie heute noch existieren. "Die Lebensdauer der Dunklen Sterne hängt von vielen Details ab", erklärt Paolo Gondolo. Wichtig sei zum Beispiel die genaue Zusammensetzung der Gaswolken im frühen Universum. Auch der Umstand, dass es keine genauen Angaben zur Masse der Neutralinos gibt, macht das genaue Rechnen unmöglich.

Andererseits, so Gondolo, müssten Dunkle Sterne eigentlich zu beobachten sein. Infrarotteleskope müssten zum Beispiel die bei der Auslöschung der Neutralinos im Inneren der Sterne entstehende Wärme registrieren können. Auch als Quelle von Gammastrahlung, Neutrinos und Antimaterie müssten die finsteren Gesellen eigentlich auffallen. Die Suche hat begonnen.

Quelle: http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,521240,00.html

3. Antimaterie

Antimaterie ist Materie, die aus Antiteilchen aufgebaut ist, so wie die uns umgebende 'normale' Materie aus 'normalen' Teilchen besteht. Auch wenn einige leichte Antiteilchen in der Natur allgegenwärtig sind, kommen z. B. ganze Atome aus Antimaterie in der Natur soweit bekannt nicht vor. Antimaterie lässt sich in Teilchenbeschleunigern erzeugen. Ein Durchbruch in der künstlichen Erzeugung von Antimaterie gelang einer Arbeitsgruppe unter Walter Oelert vom Forschungszentrum Jülich 1995 am CERN in der Schweiz, als sie im Low Energy Antiproton Ring (LEAR) ein Antiwasserstoff-Atom erzeugten, das aus einem negativ geladenen Antiproton und einem positiv geladenen Positron bestand. In den beiden folgenden Jahren wiederholten Forscher am Fermilab in den USA das Experiment.

3.1 Nutzbarkeit der Antimaterie

Theoretisch könnte man mit 15 kg Antiwasserstoff den gesamten Energieverbrauch der privaten Haushalte in Deutschland (2005) abdecken. 1 kg Antimaterie hat ein Energieäquivalent von 9*10^16 Joule; zusammen mit 1 kg Materie entspricht dies 50 Milliarden kWh.

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Antimaterie