Schwarze Löcher
Ein Schwarzes Loch ist eine Region in der Raumzeit, in der die Schwerkraft so stark ist, dass nichts – keine Teilchen oder sogar elektromagnetische Strahlung wie Licht – ihr entkommen kann. Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass eine ausreichend große Masse die Raumzeit so deformieren kann, dass ein Schwarzes Loch entsteht. Die Grenze, wo nichts mehr entweichen kann, wird als Ereignishorizont bezeichnet. Obwohl ein Schwarzes Loch einen enormen Einfluss auf das Schicksal eines kosmischen Objekts hat, das in seine Nähe gerät, hat es gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie keine lokal nachweisbaren Merkmale. In vielerlei Hinsicht verhält sich ein Schwarzes Loch wie ein idealer schwarzer Körper, da es kein Licht reflektiert. Darüber hinaus sagt die Quantenfeldtheorie in der gekrümmten Raumzeit voraus, dass Ereignishorizonte Hawking-Strahlung aussenden, mit dem gleichen Spektrum wie ein schwarzer Körper mit einer Temperatur, die umgekehrt proportional zu seiner Masse ist. Diese Temperatur liegt bei stellaren Schwarzen Löchern in der Größenordnung von Milliardstel Kelvin, was eine direkte Beobachtung praktisch unmöglich macht.
Objekte, deren Gravitationsfelder zu stark sind, als dass Licht entweichen könnte, wurden erstmals im 18. Jahrhundert von John Michell und Pierre-Simon Laplace vermutet. 1916 fand Karl Schwarzschild die erste moderne Lösung der Allgemeinen Relativitätstheorie, die ein Schwarzes Loch charakterisieren würde. David Finkelstein veröffentlichte 1958 erstmals die Interpretation des „Schwarzen Lochs“ als einer Region des Weltraums, aus der nichts entkommen kann. Schwarze Löcher galten lange als mathematische Kuriosität; Erst in den 1960er Jahren zeigten theoretische Arbeiten, dass es sich um eine grundsätzliche Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie handelte. Die Entdeckung von Neutronensternen durch Jocelyn Bell Burnell im Jahr 1967 weckte das Interesse an durch Gravitation kollabierten kompakten Objekten als mögliche astrophysikalische Realität. Das erste bekannte Schwarze Loch war Cygnus X-1, das 1971 von mehreren Forschern unabhängig voneinander identifiziert wurde.
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