Entstehung und Ortung von Schwarzen Löchern (PDF)

Facharbeit (Schule) aus dem Jahr 2017 im Fachbereich Physik - Astronomie, Note: 1,5, , Sprache: Deutsch, Abstract: Schwarze Löcher gehören wohl zu den bizarrsten Objekten der Astrophysik. Es handelt sich dabei um kompakte Objekte im Universum, die aufgrund ihrer enormen Dichte bzw. Masse in ihrer Umgebung eine so starke Gravitation erzeugen, "dass weder Materie noch Licht aus dieser Region nach außen gelangen können".

Der Begriff "Schwarzes Loch" bzw. "Black Hole" wurde erstmals 1967 durch den Relativitätstheoretiker John Archibald Wheeler etabliert. Der Begriff fasst folgende Eigenschaften dieser Objekte zusammen: Zum einen kann Materie in das Raumgebiet dieser Objekte nur hineinfallen, aber nicht wieder hinausgelangen ("Loch"). Auch elektromagnetische Wellen wie sichtbares Licht können sich der Anziehungskraft nicht entziehen und werden eingeschlossen, weshalb das Objekt für unsere Augen "schwarz" ist.

Die Faszination Schwarzer Löcher ist maßgeblich darin begründet, dass sie in unserer gegenwärtigen Vorstellung faktisch das Ende der Materie und damit eine Grenze im Universum darstellen. So erscheint es zunächst schwer vorstellbar, dass es Schwarze Löcher gibt, die alles um sich herum verschlingen. Andererseits gibt es ist in der modernen Astrophysik kaum noch einen Zweifel an der Existenz Schwarzer Löcher.

Die nachfolgende Facharbeit verfolgt das Ziel, das Phänomen "Schwarze Löcher" auf eine verständliche Art und Weise zu beschreiben. Der Fokus liegt dabei auf der Entstehung und der Ortung dieser Phänomene.
Bei Schwarzen Löchern handelt es sich um Überreste von Sternen. Um zu verstehen, unter welchen Voraussetzungen sich Sterne überhaupt zu Schwarzen Löchern entwickeln, wird deshalb im ersten Teil der Arbeit zunächst der Lebenszyklus von Sternen dargestellt.
Im zweiten Teil werden die Eigenschaften und Strukturen Schwarzer Löcher näher beschrieben und darauf aufbauend die Nachweis- und Ortungsverfahren, die in der heutigen Astrophysik zur Identifikation und Untersuchung dieser Phänomene angewandt werden.