viel Masse in einem so kleinen Volumen, dass es einen Ereignishorizont gibt: eine Region, aus der nichts, nicht einmal Licht, entweichen kann. Dies bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass Schwarze Löcher Materie ansaugen; Sie gravitieren einfach. J. Wise / Georgia Institute of Technology und J. Regan /Dublin City University

Schwarze Löcher sind einige der seltsamsten und wundersamsten Objekte im gesamten Universum. Mit riesigen Massenmengen, die auf ein extrem kleines Volumen konzentriert sind, kollabieren sie unweigerlich zu Singularitäten, umgeben von Ereignishorizonten, aus denen nichts entkommen kann. Dies sind die dichtesten Objekte im gesamten Universum. Wann immer etwas einem zu nahe kommt, werden die Kräfte des Schwarzen Lochs es auseinander reißen; wenn Materie, Antimaterie oder Strahlung den Ereignishorizont überschreitet, fällt sie einfach auf die zentrale Singularität, lässt das Schwarze Loch wachsen und erhöht seine Masse.

Diese Eigenschaften über Schwarze Löcher sind alle wahr. Aber es gibt eine damit verbundene Idee, die absolute Fiktion ist: Schwarze Löcher saugen umgebende Materie in sie hinein. Dies könnte nicht weiter von der Wahrheit entfernt sein und stellt völlig falsch dar, wie die Schwerkraft funktioniert. Der größte Mythos über Schwarze Löcher ist, dass sie saugen. Hier ist die wissenschaftliche Wahrheit.

einen Ereignishorizont zu haben, aus dem nichts entkommen kann,und seine Nachbarn zu kannibalisieren. Aber es gibt kein ‚Saugen‘, das es verursacht, sondern nur die Störung der Materie und ein gelegentliches Abfallen von Material. Röntgen: NASA/CXC/UNH/D.Lin et al, Optisch: CFHT, Abbildung: NASA/ CXC/M.Weiss

Sowohl im Prinzip als auch in der Praxis gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, ein Schwarzes Loch zu bilden. Sie können einen großen, massereichen Stern zur Supernova machen lassen, wo der zentrale Kern implodiert und ein Schwarzes Loch bildet. Sie können beobachten, wie zwei Neutronensterne verschmelzen, wo sie, wenn sie eine bestimmte Massenschwelle überschreiten, zu einem neu gebildeten Schwarzen Loch führen. Oder Sie könnten eine große Ansammlung von Materie — entweder einen supermassiven Stern oder eine massive Wolke aus sich zusammenziehendem Gas – direkt zu einem Schwarzen Loch kollabieren lassen.

Mit genügend Masse in einem konzentrierten Raumvolumen bildet sich ein Ereignishorizont um ihn herum. Von außerhalb des Ereignishorizonts können Sie immer noch entkommen, wenn Sie sich mit Lichtgeschwindigkeit vom Schwarzen Loch entfernen. Wenn Sie sich jedoch innerhalb des Ereignishorizonts befinden, würde Sie selbst bei c, der ultimativen kosmischen Geschwindigkeitsbegrenzung, jeder Weg, den Sie einschlagen könnten, immer noch zur zentralen Singularität führen. Es gibt kein Entkommen aus dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs.

Alles innerhalb des Ereignishorizonts knirscht zu einer Singularität, die höchstens eindimensional ist. Keine dreidimensionalen Strukturen können intakt überleben. Fragen Sie das Van / UIUC Physics Department

Nach Objekten außerhalb des Schwarzen Lochs, es gibt jedoch immer noch viele Probleme. Da Schwarze Löcher so massive Objekte sind, beginnen Sie, wenn Sie sich einem nähern, erhebliche Gezeitenkräfte zu erfahren. Sie kennen vielleicht die Gezeitenkräfte des Mondes und wie er mit der Erde interagiert.Sicher, im Durchschnitt können Sie den Mond als Punktmasse und die Erde als Punktmasse behandeln, getrennt durch die relativ große Entfernung von etwa 380.000 Kilometern. Aber in Wirklichkeit ist die Erde kein Punkt, sondern ein Objekt, das ein reales, gegebenes Volumen einnimmt. Teile der Erde werden näher am Mond sein als andere; Teile werden weiter entfernt sein. Die näheren Teile werden eine größere Anziehungskraft als der Durchschnitt erfahren; Die entfernteren Teile werden eine geringere Anziehungskraft als der Durchschnitt erfahren.

Es wird eine Kraft geben, die es in Richtung einer externen Gravitationsmasse zieht. Verschiedene Punkte entlang dieses Objekts erfahren leicht unterschiedliche Kräfte, was zu einer Netto-Gezeitenkraft führt: die Unterschiede zwischen der Kraft auf die einzelnen Punkte und der durchschnittlichen Nettokraft auf das gesamte Objekt. Department of Oceanography, Naval Postgraduate School

Aber es gibt mehr als nur die Tatsache, dass Teile der Erde näher und Teile weiter vom Mond entfernt sind. Wie alle physischen Objekte ist die Erde dreidimensional, was bedeutet, dass die „oberen“ und „unteren“ Bereiche der Erde (aus Sicht des Mondes) relativ zu den Abschnitten in der Mitte nach innen in Richtung Erdmittelpunkt gezogen werden.Alles in allem, wenn wir die durchschnittliche Kraft subtrahieren, die von jedem Punkt auf der Erde erfahren wird, können wir sehen, wie alle verschiedenen Punkte auf der Oberfläche die äußeren Kräfte vom Mond unterschiedlich erfahren. Diese Kraftlinien bilden die relativen Kräfte ab, die ein Objekt erfährt, und erklären, warum Objekte, die Gezeiten erfahren, entlang der Kraftrichtung gedehnt und senkrecht zur Kraftrichtung komprimiert werden.

zur durchschnittlichen Nettokraft, während verschiedene Punkte weg von der Mitte unterschiedliche Nettokräfte erfahren. Dies führt zu einem ‚Spaghettifying‘ -Effekt. Krishnavedala / Wikimedia Commons

Je näher man einem massiven Objekt kommt, desto größer werden diese Gezeitenkräfte; die Gezeitenkräfte werden noch schneller größer als die Gravitationskraft! Da Schwarze Löcher sowohl extrem massiv als auch extrem kompakt sind, erzeugen sie die größten bekannten Gezeitenkräfte im Universum. Aus diesem Grund werden Sie, wenn Sie sich einem Schwarzen Loch nähern, „spaghettifiziert“ oder in eine dünne, nudelartige Form gedehnt.

Auf dieser Grundlage ist es leicht zu verstehen, warum Sie erwarten würden, dass schwarze Löcher Sie ansaugen: je näher man einem kommt, desto stärker wird die Anziehungskraft der Schwerkraft und desto stärker werden die Gezeitenkräfte, die einen auseinanderreißen.

wird durch Gezeitenstörungen auseinandergerissen, als es sich einem Schwarzen Loch nähert. Für ein Schwarzes Loch mit LHC-Masse sind diese Kräfte unbedeutend, da sie vernachlässigbar klein sind, aber für Schwarze Löcher wie den Typ im Zentrum unserer Galaxie können die Gezeitenkräfte nahe dem Ereignishorizont enorm sein. ESO, ESA / Hubble, M. Kornmesser

Dennoch bleibt die Idee, dass Sie in ein Schwarzes Loch gesaugt werden, ein Missverständnis und ein Doozy von einem. Jedes einzelne Teilchen, aus dem ein Objekt besteht, das von einem Schwarzen Loch betroffen ist, unterliegt immer noch den gleichen Gesetzen der Physik, einschließlich der Gravitationskrümmung der Raumzeit, die durch die Allgemeine Relativitätstheorie erzeugt wird.Während es wahr ist, dass das Gewebe des Raumes durch die Anwesenheit von Masse gekrümmt ist, und dass Schwarze Löcher die größte Konzentration von Masse überall im Universum bieten, ist es auch wahr, dass die Dichte dieser Masse keine Rolle spielt, wie der Raum gekrümmt ist. Wenn Sie die Sonne durch einen weißen Zwerg, einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch mit der gleichen Masse ersetzen würden, wäre die auf die Erde wirkende Gravitationskraft nicht anders. Es ist die Gesamtmasse, die den Raum um dich herum krümmt; Dichte hat praktisch nichts damit zu tun.

Gitter, wenn Sie eine Masse nach unten setzen, werden die ‚geraden‘ Linien stattdessen um einen bestimmten Betrag gekrümmt. In der Allgemeinen Relativitätstheorie behandeln wir Raum und Zeit als kontinuierlich, aber alle Formen von Energie, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Masse, tragen zur Krümmung der Raumzeit bei. Wenn wir die Erde durch eine dichtere Version bis einschließlich einer Singularität ersetzen würden, wäre die hier gezeigte Raumzeitdeformation identisch; Nur innerhalb der Erde selbst wäre ein Unterschied bemerkenswert. Christopher Vitale von Networkologies und dem Pratt Institute

Aus der Ferne ist ein Schwarzes Loch wie jede andere Masse im Universum. Erst wenn Sie sich extrem nahe kommen – innerhalb weniger Schwarzschild-Radien – bemerken Sie die Abweichungen von der Newtonschen Schwerkraft. Dennoch fungiert das Schwarze Loch einfach als Attraktor, und Objekte, die sich ihm nähern, machen die gleichen Bahnen, die sie normalerweise machen würden: ein Kreis, eine Ellipse, eine Parabel oder eine Hyperbel, in einer sehr guten Annäherung.Aufgrund der Gezeitenkräfte könnten sich nähernde Objekte auseinandergerissen werden, und aufgrund der Materie, die sich in Form einer Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch herum ansammelt, könnten zusätzliche Effekte vorhanden sein: Magnetfelder und Reibung und Erwärmung. Ein Teil der Materie wird angesichts dieser zusätzlichen Wechselwirkungen wahrscheinlich verlangsamt und schließlich vom Schwarzen Loch verschluckt, aber die überwältigende Mehrheit würde immer noch entkommen.

Das supermassive Schwarze Loch in der Mitte der Akkretionsscheibe sendet einen schmalen hochenergetischen Materiestrahl senkrecht zur Scheibe in den Weltraum. Ein etwa 4 Milliarden Lichtjahre entfernter Blazar ist der Ursprung vieler der energiereichsten kosmischen Strahlen und Neutrinos. Nur Materie von außerhalb des Schwarzen Lochs kann das Schwarze Loch verlassen; Materie aus dem Ereignishorizont kann niemals entkommen. DESY, Science Communication Lab

Tatsache ist, dass Schwarze Löcher nichts ansaugen; es gibt keine Kraft, die ein Schwarzes Loch ausübt, die ein normales Objekt (wie ein Mond, Planet oder Stern) nicht ausübt. Am Ende ist alles nur Schwerkraft. Der größte Unterschied besteht darin, dass Schwarze Löcher dichter sind als die meisten Objekte, ein viel kleineres Raumvolumen einnehmen und weitaus massereicher sein können als jedes andere einzelne Objekt. Saturn könnte unsere Sonne gut umkreisen, aber wenn Sie die Sonne durch das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ersetzen würden — ein Schwarzes Loch, das etwa 4.000.000 mal so massiv ist wie die Sonne — die Gezeitenkräfte wären stark genug, um Saturn in einen riesigen Ring aufzubrechen, wo es Teil der Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs werden würde. Bei ausreichender Reibung, Erwärmung und Beschleunigung in Gegenwart der Gravitations-, Elektro- und Magnetfelder, die die gesamte Materie erzeugt, würde sie schließlich hineinfallen und verschluckt werden.

akkretiert Materie und beschleunigt einen Teil davon in zwei senkrechten Jets nach außen, ist ein hervorragender Deskriptor für die Funktionsweise von Quasaren. Die Materie, die in ein Schwarzes Loch jeglicher Art fällt, wird für zusätzliches Wachstum sowohl der Masse als auch der Ereignishorizontgröße für das Schwarze Loch verantwortlich sein. Trotz aller Missverständnisse gibt es jedoch kein ‚Einsaugen‘ von externer Materie. Mark A. Knoblauch

Schwarze Löcher scheinen nur deshalb Materie anzusaugen, weil sie so massiv sind, und die Kombination von Gezeitenkräften und der Materie, die bereits um das Schwarze Loch herum vorhanden ist, kann externe Objekte auseinanderreißen, wobei ein bestimmter Bruchteil der auseinandergerissenen Teilchen eine ausreichende Widerstandskraft erfährt, um in die Akkretionsscheibe und schließlich in das Schwarze Loch selbst geleitet zu werden. Aber Schwarze Löcher werden unordentliche Esser sein; Die überwältigende Mehrheit der Materie, die in der Nähe eines Schwarzen Lochs vorbeigeht, wird in der einen oder anderen Form wieder ausgespuckt. Es ist nur der kleine Teil, der in den Ereignishorizont fällt, der ihn jemals wachsen lässt.

Reibung, Erwärmung und das Zusammenspiel geladener Teilchen in Bewegung erzeugen elektromagnetische Kräfte, die Masse in den Ereignishorizont leiten können. Aber zu keinem Zeitpunkt übt ein Schwarzes Loch eine Saugkraft aus; nur ein Standard, gewöhnliche Gravitationskraft. Mark Garlick (University of Warwick)

Wenn wir jede Masse im Universum durch ein Schwarzes Loch mit äquivalenter Masse ersetzen und das gesamte Reibungsmaterial wie Akkretionsscheiben entfernen würden, würde sehr wenig angesaugt werden. Die einzige Reibung, die ein Teilchen erfahren würde, beruht auf seiner Emission von Gravitationsstrahlung, wenn es sich durch die gekrümmte Raumzeit bewegt, die vom Schwarzen Loch erzeugt wird. Nur das Material, das sich innerhalb des dreifachen Ereignishorizontradius bildete — innerhalb der innersten stabilen Kreisbahn (ISCO) in der Relativitätstheorie – würde aufgrund des Verhaltens von Einsteins Theorie selbst unaufhaltsam „angesaugt“ werden. Im Vergleich zu dem, was in unserer physischen Realität tatsächlich in den Ereignishorizont fällt, sind diese Effekte vernachlässigbar.

Am Ende hätten wir nur die Schwerkraft und die gekrümmte Raumzeit, die sich aus der Anwesenheit dieser Massen ergeben würde. Die Idee, dass Schwarze Löcher alles ansaugen, ist der größte Mythos über sie. Sie wachsen aufgrund der Gravitation und sonst nichts. In diesem Universum ist das mehr als genug.Holen Sie sich das Beste von Forbes in Ihren Posteingang mit den neuesten Erkenntnissen von Experten auf der ganzen Welt. Folgen Sie mir auf Twitter. Schauen Sie sich meine Website oder einige meiner anderen Arbeiten hier an.