Unsere Welt zu verstehen:  Schwarze Löcher

 

 
Schwarze Löcher können rotieren und pulsieren

— hmsgnr0196z

 
 
Der Horizont nicht rotierender Schwarze Löcher hat exakt die Form einer Kugel. Wenn sie aber rotieren, erzeugen sie nicht nur einen Strudel im Raum, sondern auch eine Verzerrung ihres Horizonts (ähnlich der Verzerrung der Erdoberfläche aufgrund der Rotation der Erde. Zentrifugalkräfte wölben den Äquator der Erde gegenüber den Polen um 22 km nach außen): Der Horizont bekommt dann die Form eines Ellipsoids.
 
Kein Schwarzes Loch kann beliebig schnell rotieren: Seine maximale Rotationsgeschwindigkeit ist dadurch gegeben, dass sie auf dem Ereignishorizont stets kleiner als die Lichtgeschwindigkeit sein muss.
 
So benötigt z.B. ein Schwarzes Loch mit der Masse unserer Sonne wenigstens 0,62 Microsekunden für eine Umdrehung. Ein 1000 Mal so schweres Scwarzes Loch hätte einen 1000-fach größeren Umfang, würde also mindestens 62 sec für eine Umdrehung benötigen.
 
 
1971 hatten Comutersimulationen ebenso wie andere Rechnungen gezeigt, das die Raumzeit sich in naher Umgebung rotierender Schwarzer Löcher kräuselt. Man hat diese Kräuselung interpretiert als Gravitationswellen, sah dann aber, dass diese hin und her wogenden Kräuselungen sich auch als ein Pulsieren des Lochs auffassen lassen — als Schwingungen seines Ereignishorizonts.
 
Da Glocken und Sterne natürliche Eigenfrequenzen haben, mit denen sie bevorzugt schwingen, hat man sich gefragt, ob das nicht vielleicht auch für Schwarze Löcher gilt. Und in der Tat: Computersimulation bewies, dass das so ist.
 
Wenn ein schlecht ausgewuchteter Autoreifen sich zunehmend schnell dreht, entzieht die hierbei entstehende Vibration seiner Drehbewegung Energie. Hierdurch wird die Vibration stärker, und im Extremfall kann der reifen sich losreißen. Physiker bezeichnen dieses Phänomen als » instabile Vibration «.
 
Da man sich einer ähnlichen Erscheinung bei rotierenden Sternen bewusst war, dachte man zunächst, auch der Drehbewegung eines Schwarzen Lochs könne so Energie entzogen werden bis hin zu dem Ausmaß, dass das Loch schließlich zerbersten könnte.
 
Wie Rechnungen und Computersimulation dann aber gezeigt haben, ist das nicht der Fall. Es gilt vielmehr: Ganz gleich, wie schnell ein Schwarzes Loch rotiert, seine pulsierende Bewegung bleibt stabil und klingt langsam ab: Zwar entziehen die Schwingungen dem Loch in der Tat Rotationsenergie, doch sie strahlen auch Energie in Form von Gravitationswellen ab. Die Rate, mit der sie Energie ausstrahlen ist jedoch stets größer als die, mit der sie Energie aus der Rotation des Lochs gewinnen.
 
Ihr Pulsieren wird deswegen ständig schwächer, so dass ein Schwarzes Loch durch sein Pulsieren niemals entzweigerissen werden kann.

 
 
Quelle: Kip S. Thorne: Gekrümmter Raum und verbogene Zeit (1995), S. 335-338