Relativitätstheorie relativ anschaulich
Das neuentdecke Schwarze Loch hat den wissenschaftlichen Namen IBH 1645+45 (Isolated Black Hole1 mit den Himmelskoordinaten 1645+45) erhalten. In kürzester Zeit gibt die Europäische Raumfahrtagentur ESA grünes Licht für die große IBH-Mission: eine unbemannte Raumsonde, die bis in die nächste Nähe des Schwarzen Lochs vordringen soll. Ein internationales Team nimmt die Arbeit auf und Sie, liebe Leserin, lieber Leser, gehören dazu. Stellen Sie sich vor, dass Sie als Astrophysikerin oder Astrophysiker seit vielen Jahren erfolgreich Planeten erforschen. Aufgrund Ihrer großen Erfahrung mit Raummissionen wird Ihnen die Leitung des Kontrollzentrums übertragen. Das Kontrollzentrum wird den Flug der Raumsonde überwachen und die zur Erde gefunkten Daten empfangen. Ihre Aufgabe ist es zunächst, das Kontrollzentrum aufzubauen.
Das IBH-Team beginnt seine Arbeit mit einer Tagung. Sie beschließen, sich dort vor allem über Schwarze Löcher zu informieren, da Sie als Planetenforscher/in mit diesen exotischen Himmelskörpern noch nie zu tun hatten. Im Programm streichen Sie sich den Vortrag von Frau Prof. Panchakshari an, möglicherweise ein schwieriger Vortrag, da Frau P. Theoretikerin ist, aber Sie werden sich fürs Erste die verständlichen Teile herauspicken und sich später direkt an Frau P. wenden, die Ihnen als externe Expertin zur Verfügung stehen wird.
Durch die IBH-Mission werden wir Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie mit bisher unerreichter Genauigkeit überprüfen. Dazu ist es notwendig, bis in die nächste Nähe des Schwarzen Lochs vorzudringen.
Ein Schwarzes Loch krümmt Raum und Zeit in seiner Umgebung so sehr, dass alles, was ihm zu nahe kommt, eingefangen wird und letztlich in das Schwarze Loch hineinstürzt. Das gilt nicht nur für Gas, Staub und Raumschiffe, sondern sogar für Licht. Die Grenze, ab der ein Entweichen unmöglich ist, wird Horizont genannt. IBH 1645+45 hat einen Horizont mit 190 Kilometern Umfang.
Wir werden von der Raumsonde aus mehrere kleine Forschungssonden bis in Horizontnähe schicken. Dabei müssen wir einen Sicherheitsabstand wahren; nach meinen Berechnungen sollten die Forschungssonden auf Bahnen mit 250 bis 1000 Kilometern Umfang gebracht werden. Lassen Sie mich jetzt im mathematischen Teil des Vortrags zunächst zur Schwarzschild-Metrik und zu den Geodätengleichungen kommen ...
1 Einzeln stehendes Schwarzes Loch, d. h. eines ohne Begleitstern
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