Licht wird nicht langsamer - die Richtung „nach außen“ verschwindet
Das vertraute Bild ist dieses: Um die Erde zu verlassen, braucht man eine Geschwindigkeit von etwa 11 Kilometern pro Sekunde, und je massereicher ein Körper ist, desto mehr braucht man. Es scheint, als läge die Schwelle bei einem Schwarzen Loch einfach über der Lichtgeschwindigkeit - und nichts fliegt schneller als Licht. Die Antwort stimmt, aber die Begründung nicht: Licht beschleunigt nicht und verliert kein Rennen.
Die Lichtgeschwindigkeit ist immer gleich. Nicht sie verändert sich, sondern die Raumzeit selbst: Masse krümmt sie, und ein Lichtstrahl folgt der geradesten verfügbaren Bahn - ungefähr so, wie ein Flugzeug „geradeaus“ fliegt, auf der Karte aber eine Kurve zeichnet. In der Nähe der Sonne ist diese Ablenkung winzig, doch sie wurde vielfach gemessen.
Nahe eines Schwarzen Lochs erreicht die Krümmung ihr Extrem. Knapp über dem Horizont entkommt ein exakt nach oben gerichteter Strahl noch, während einer, der schräg gerichtet ist, aufsteigt, sich krümmt und zurückfällt. Je näher am Horizont, desto schmaler wird dieser Austrittskegel; direkt am Horizont fällt er in sich zusammen. Darunter gibt es keine einzige Richtung, die wegführt.
Steigt nicht höher
Höhe, bis zu der der Lichtstrahl am Ereignishorizont aufsteigt
Was auf Bildern Schwarzer Löcher dann leuchtet
2019 wurde das erste Bild der Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs gezeigt - in der Galaxie M87. Nicht das Loch leuchtet, sondern das glühend heiße Gas um es herum; ein Teil des hellen Rings besteht aus Strahlen, die das Loch bogenförmig umrundet haben und uns trotzdem erreichten. Der dunkle Fleck in der Mitte ist deutlich größer als der Horizont selbst: Auch Strahlen, die dicht daran vorbeikommen, werden nach innen gebogen.
Es gibt auch einen Übergangsbereich. Licht, das fast direkt an der Grenze ausgesendet wird, erreicht uns noch, aber gedehnt: Seine Wellenlänge wächst, die Photonen treffen immer seltener ein. Eine hineingeworfene Taschenlampe würde von außen betrachtet nicht auf einmal erlöschen - sie würde röter und schwächer werden, bis sie ganz verschwindet.
Wo das Bild vom Schwarzen Loch meist irreführt
Meist stört das Wort „einsaugen“. Aus der Ferne zieht ein Schwarzes Loch genau so an wie jeder Körper derselben Masse: Würde die Sonne plötzlich zu einem Schwarzen Loch, blieben die Umlaufbahnen der Planeten unverändert - es würde nur dunkel und kalt. Besonders wird es erst direkt am Horizont.
- Prüfe das Wort „Geschwindigkeit“: Am Horizont fliegt Licht genauso schnell wie hier.
- Prüfe das Wort „Wand“: Der Horizont ist eine Grenze, keine Oberfläche - es gibt dort nichts, woran man stoßen könnte.
- Prüfe das Wort „leuchtet“: Auf Bildern leuchtet das Gas ringsum, hinter dem Horizont kommt nichts hervor.
- Prüfe das Wort „einsaugen“: Aus der Ferne zieht das Loch wie ein Stern derselben Masse an.
Warum kann Licht den Ereignishorizont nicht verlassen?
Was erscheint auf Bildern eines Schwarzen Lochs als heller Ring?
Quellen
- Den Mechanismus beschreibt die Allgemeine Relativitätstheorie: die Schwarzschild-Lösung (1916) und das Konzept des Ereignishorizonts. Das erste Bild der Umgebung eines Schwarzen Lochs in der Galaxie M87 stammt von der Kollaboration Event Horizon Telescope, 2019
Weiter in der Reihe „Schwarze Löcher“
2 Artikel vollständig auf der Website, noch 3 in der App
