Relativitätstheorie relativ anschaulich

Tempolimit Lichtgeschwindigkeit

Vom Schwarzen Loch "umgeben"

Lichtstrahlen/light rays

Ein Beobachter (kleine schwarze Kreisscheibe rechts) blickt in Richtung eines Schwarzen Lochs (durchgezogener Kreis: Ereignishorizont, gestrichelter Kreis: Kreisbahn der Photonen). Der Beobachter befindet sich beim 5fachen Schwarzschild-Radius.

Wie groß sieht das Schwarze Loch aus?

Das erkennt man, indem man Photonenbahnen rückwärts verfolgt. Längs Bahnen, die rückwärts verfolgt im Schwarzen Loch enden (schwarze Bahn im Bild), erreicht den Beobachter kein Licht: Er blickt auf eine schwarze Scheibe. Längs Bahnen, die rückwärts verfolgt am Schwarzen Loch vorbeilaufen (blaue Bahn im Bild), kommt Licht: Der Beobachter erblickt den Sternenhimmel. Die Grenze zwischen Himmel und Schwarzem Loch ist die Bahn, die genau auf die Kreisbahn der Photonen einschwenkt (rote Bahn im Bild).

Lichtstrahlen/light rays Ein Beobachter, der sich weiter innen befindet: beim 1.5fachen Schwarzschild-Radius, d. h. genau auf der Kreisbahn der Photonen. Die Grenze zwischen Photonenbahnen vom Himmel (blau) und vom Schwarzen Loch (schwarz) ist die Kreisbahn selber (rot). Das Schwarze Loch nimmt hier genau die halbe Himmelskugel ein.
Lichtstrahlen/light rays Ein Beobachter knapp außerhalb des Ereignishorizonts: beim 1.1fachen Schwarzschild-Radius. Die Grenze zwischen Photonenbahnen vom Himmel (blau) und vom Schwarzen Loch (schwarz) ist wieder die Bahn, die auf die Kreisbahn einschwenkt (rot). Sie erreicht den Beobachter schräg von außen. Das Schwarze Loch überdeckt deshalb mehr als die Hälfte des gesamten Blickfelds. Der Beobachter hat den Eindruck, vom Schwarzen Loch umgeben zu sein, obwohl er sich nach wie vor außerhalb des Ereignishorizonts befindet.

ANMERKUNG:

Hier wird die Position des Beobachters durch die sogenannte Schwarzschild-Radialkoordinate angegeben. "Der Beobachter befindet sich beim 5fachen Schwarzschild-Radius" steht für die Aussage: Ein Kreis um das Schwarze Loch, der durch die Beobachterposition verläuft, hat einen fünfmal so großen Umfang wie der Ereignishorizont.
Stattdessen kann man auch angeben, wie weit der Beobachter vom Ereignishorizont entfernt ist: Wenn das Schwarze Loch 10 Sonnenmassen hat, dann hat ein Beobachter beim 5fachen / 1.5fachen / 1.1fachen Schwarzschild-Radius einen Abstand von 175 / 45 / 19 Kilometern zum Ereignishorizont.


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AutorInnen: Ute Kraus, Datum: 16.12.2004, 20.3.2005
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