Singularität
Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass sich in einem Schwarzen Loch (also hinter einem Ereignishorizont) eine sog. "Singularität" verbirgt.
Dazu ein Gedankenexperiment aus der Schulphysik:
Eine Raumkapsel befindet sich auf dem Mond. Die Astronauten möchten zur Erde zurücklehren. Dazu müssen sie das Gravitationsfeld des Mondes überwinden. Wenn sie statt einem Raketenantrieb nur ein Katapult zur Verfügung hätten, müsste dies die Raumkapsel mit einer bestimmten Geschwindigkeit ins All schleudern, damit diese nicht wieder retour auf Mond fällt.
Fluchtgeschwindigkeit
Diese Geschwindigkeit lässt sich alleine aus der Masse des zu verlassenden Objekts und dessen Radius (Position der Raumkapsel auf der Oberfläche) berechnen. Für den Mond beträgt sie: 2.3 km/s.
Wenn die Astronauten aber nicht nur den Mond, sondern gleich unser Sonnensystem via Katapult verlassen möchten, beträgt die Fluchgeschwindigkeit: 42.1 km/s, und für unsere Galaxie: 320 km/s. Um unser Universum zu verlassen, müssten sich unsere Atronauten jedoch schneller als Licht sein. Da es die Physik jedoch nicht zulässt, dass sich Masse jemals schneller als Licht durch den Raum bewegt, können weder die Astronauten noch sonst etwas Grobstoffliches jemals unser Universum "nach aussen" verlassen.
Gemäss der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Raumzeit ist dies auch so begründet, weil die Masse unseres Universums den Raum dermassen krümmt, dass sogar ausgestrahltes Licht wieder retour fällt. D.h. es gibt keine Geodäte, die aus unserem Universum herausführt.
Eine Reise an den Rand...
Ich stelle mich in Gedanken an den "Rand" unseres sichtbaren Universums und schaue zurück auf unser Universum, das mit seinen Geodäten aus Lichtteilchen etwa wie ein Wollknäuel aussehen müsste. Wenn ich mich umdrehe, so ist der uns umschliessende Ereignishorizont immer noch unerreichbar weit entfernt. Ich entferne mich in Gefanken unserem Universum und bewege mich durchs reinste Schwarz in Richtung Ereignishorizont. Unser sichtbares Universum im Rückspiegel wird immer kleiner, dem Ereignishorizont bin ich jedoch nur ein wenig näher gekommen. Ich reise weiter. Von unserem Universum ist nur noch ein winziges Pünktchen übrig.
Aus dieser Perspektive am Ereignishorizont "schrumpft" unser unvorstellbar grosses Universum zu einem Körnchen – zu einer "Singularität" – zusammen.
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[1] Ereignishorizont (Wikipedia, 25.09.2017)
[2] Sinularität (Wikipedia, 25.09.2017)
[3] Fluchtgeschwindigkeit (Wikipedia, 25.09.2017)
[4] Geodäte (Wikipedia, 25.09.2017)
Dazu ein Gedankenexperiment aus der Schulphysik:
Eine Raumkapsel befindet sich auf dem Mond. Die Astronauten möchten zur Erde zurücklehren. Dazu müssen sie das Gravitationsfeld des Mondes überwinden. Wenn sie statt einem Raketenantrieb nur ein Katapult zur Verfügung hätten, müsste dies die Raumkapsel mit einer bestimmten Geschwindigkeit ins All schleudern, damit diese nicht wieder retour auf Mond fällt.
Fluchtgeschwindigkeit
Diese Geschwindigkeit lässt sich alleine aus der Masse des zu verlassenden Objekts und dessen Radius (Position der Raumkapsel auf der Oberfläche) berechnen. Für den Mond beträgt sie: 2.3 km/s.
Wenn die Astronauten aber nicht nur den Mond, sondern gleich unser Sonnensystem via Katapult verlassen möchten, beträgt die Fluchgeschwindigkeit: 42.1 km/s, und für unsere Galaxie: 320 km/s. Um unser Universum zu verlassen, müssten sich unsere Atronauten jedoch schneller als Licht sein. Da es die Physik jedoch nicht zulässt, dass sich Masse jemals schneller als Licht durch den Raum bewegt, können weder die Astronauten noch sonst etwas Grobstoffliches jemals unser Universum "nach aussen" verlassen.
Gemäss der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Raumzeit ist dies auch so begründet, weil die Masse unseres Universums den Raum dermassen krümmt, dass sogar ausgestrahltes Licht wieder retour fällt. D.h. es gibt keine Geodäte, die aus unserem Universum herausführt.
Eine Reise an den Rand...
Ich stelle mich in Gedanken an den "Rand" unseres sichtbaren Universums und schaue zurück auf unser Universum, das mit seinen Geodäten aus Lichtteilchen etwa wie ein Wollknäuel aussehen müsste. Wenn ich mich umdrehe, so ist der uns umschliessende Ereignishorizont immer noch unerreichbar weit entfernt. Ich entferne mich in Gefanken unserem Universum und bewege mich durchs reinste Schwarz in Richtung Ereignishorizont. Unser sichtbares Universum im Rückspiegel wird immer kleiner, dem Ereignishorizont bin ich jedoch nur ein wenig näher gekommen. Ich reise weiter. Von unserem Universum ist nur noch ein winziges Pünktchen übrig.
Aus dieser Perspektive am Ereignishorizont "schrumpft" unser unvorstellbar grosses Universum zu einem Körnchen – zu einer "Singularität" – zusammen.
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[1] Ereignishorizont (Wikipedia, 25.09.2017)
[2] Sinularität (Wikipedia, 25.09.2017)
[3] Fluchtgeschwindigkeit (Wikipedia, 25.09.2017)
[4] Geodäte (Wikipedia, 25.09.2017)
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