Schwarzschild-Radius einfach erklärt

Das sind Schwarze Löcher

Der Schwarzschild-Radius ist untrennbar mit Schwarzen Löchern verbunden. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, erst einmal zu definieren, was ein Schwarzes Loch genau ist. Bitte beachten Sie, dass hier nur stellare Schwarze Löcher behandelt werden und der Einfachheit halber auf Phänomene wie Hawking-Strahlung nicht eingegangen wird, ebenso wenig wie auf eventuelle Rotation oder Ladung der Schwarzen Löcher.

• Irgendwann hat jeder Stern das Ende seiner Lebensdauer erreicht. Relativ massearme Sterne wie unsere Sonne blähen sich dann noch einmal zu einem Roten Riesen auf, um schließlich als unscheinbarer Weißer Zwerg zu enden. Interessant wird das Ende eines Sterns dann, wenn seine Masse etwa drei Sonnenmassen überschreitet. Dann nämlich kommt es zu einer Sternexplosion, einer sogenannten Supernova. Dabei wird aber mitnichten der gesamte Stern vernichtet. Vielmehr bleibt ein Kern übrig. Je nachdem wie massereich dieser ist, handelt es sich dabei um einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.
• Ein Schwarzes Loch ist letztlich nichts anderes als eine extreme Verdichtung von Materie. Diese ist so stark, dass im Vergleich unsere Erde auf die Größe einer Murmel schrumpfen müsste. Die Masse größerer derart komprimierter Körper ist sehr groß und kann über die Schwerkraft mit anderen Objekten in Wechselwirkung treten und sich diese einverleben, wenn sie ihr zu nahe kommen.
• Aufgrund der hohen Masse ist es weder Materie noch elektromagnetischen Wellen wie dem Licht möglich, ein Schwarzes Loch zu verlassen. Daher stammt dessen Name. Es handelt sich also nicht um ein Loch im eigentlichen Sinn, sondern im Gegenteil um sehr viel Materie auf engstem Raum.

Der Schwarzschild-Radius ist ein Ereignishorizont

Der Schwarzschild-Radius ist nach dem Astronom Karl Schwarzschild  benannt. Dieser leistete bis kurz vor seinem Tod 1916 wertvolle Beiträge zum Verständnis Schwarzer Löcher.

• Der Schwarzschild-Radius beschreibt die Größe (der Physiker spricht vom Grenzradius), auf die eine Kugel einer bestimmten Masse komprimiert werden muss, damit die Geschwindigkeit eines Körpers, der ihrem Gravitationsfeld entkommen will, der Lichtgeschwindigkeit entsprechen muss (was laut Einstein nicht möglich ist, da keine Masse auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen kann). Im Fall eines Schwarzen Loches hat eben jene Verdichtung stattgefunden.
• Der Radius eines solchen Körpers lässt sich durch die Formel r_s = 2 * G * M/c² berechnen. Dabei ist G die Gravitationskonstante, M die Masse des Objekts und c die Lichtgeschwindigkeit. Setzen Sie die Masse der Sonne in diese Formel ein, ergibt sich ein Schwarzschild-Radius von knapp drei Kilometern. Auf diese Größe müsste man die Sonne also zusammenpressen, damit Licht und Materie ihr nicht mehr entkommen könnten.

Man spricht im Zusammenhang mit Schwarzen Löchern auch vom Ereignishorizont. Das bedeutet nichts anderes, als dass es eine Grenze gibt, über die hinweg kein Informationsaustausch stattfinden kann: Materie und Wellen können nur hinein, nicht wieder heraus.