Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kosmische Kicks verhelfen Schwarzen Löchern zur Flucht

08.06.2007
Physiker der Universität Jena publizieren neue Erkenntnisse zur Kollision Schwarzer Löcher

Wenn zwei Schwarze Löcher zusammenstoßen, dann bebt das All. Nicht nur, dass sie zu einem einzigen, größeren Schwarzen Loch verschmelzen. "Dieses kann sich gegenüber den Sternen in seiner Umgebung mit großer Geschwindigkeit bewegen, als ob es bei der Kollision zusätzlich einen 'Tritt' von der Relativitätstheorie erhalten hätte", sagt Prof. Dr. Bernd Brügmann von der Friedrich-Schiller-Universität Jena.


Zwei Schwarze Löcher aus verschiedenen räumlichen Perspektiven. Sie vollführen einen "letzten Tanz" bevor sie verschmelzen und sich in eine gemeinsame Richtung davon bewegen. Abbildung: TPI/FSU

Der Inhaber des Lehrstuhls für Gravitationstheorie und sein internationales Forscherteam haben jetzt herausgefunden, dass dieser extra "Kick" wesentlich größer ausfallen kann, als bisher erwartet. Wie Prof. Brügmann, Dr. José González (Mexiko), Dr. Mark Hannam (Neuseeland), PD Dr. Sascha Husa (Österreich) und Dr. Ulrich Sperhake (Deutschland) in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlichen, kann der Kick theoretisch sogar so groß sein, dass Schwarze Löcher aus einer Galaxie herausgeschleudert werden.

Schwarze Löcher sind Ungetüme der Schwerkraft, die nicht einmal Licht ihrem Bannkreis entkommen lassen. Bei ihrer Kollision werden enorme Energiemengen frei, die Raum und Zeit in wilde Schwingungen versetzen. "Solche Gravitationswellen breiten sich normalerweise in alle Richtungen aus", weiß Prof. Brügmann, der sich der Erforschung dieser Wellen verschrieben hat. "Unter bestimmten Umständen kann es aber passieren, dass eine Abstrahlungsrichtung bevorzugt wird", so der Sprecher des Sonderforschungsbereichs "Gravitationswellenastronomie" (Transregio 7) weiter. Die Kollisionswellen bewegen sich dann bevorzugt in die eine, das entstandene Schwarze Loch in die entgegengesetzte Richtung.

... mehr zu:
»Galaxie »Löcher

Wie groß der auf diese Weise entstehende Kick ist, hängt davon ab, wie unterschiedlich die Massen der Schwarzen Löcher sind, und wie schnell sie sich um ihre eigene Achse drehen. Bislang sind Kicks jedoch lediglich theoretisch vorhersagbar, da sich Schwarze Löcher in der Praxis nur schwer beobachten lassen. Erst seit kurzem können einige wenige Gruppen weltweit den gesamten Verschmelzungsprozess von Schwarzen Löchern im Computer simulieren und so die resultierende Kick-Geschwindigkeit berechnen. Lange Zeit hatten sich Theoretiker hauptsächlich auf Systeme ohne eigene Drehbewegung konzentriert, da sich diese besser berechnen lassen.

"Die große Überraschung ist, wie viel größer Kicks bei Schwarzen Löchern mit Eigendrehung sein können", sagt Prof. Brügmann, der mit seinem Forschungsteam zeigt, dass Schwarze Löcher bei der Kollision Kick-Geschwindigkeiten von 2.500 Kilometer pro Sekunde erreichen. Dazu sei allerdings eine spezielle, in der Natur womöglich sehr seltene Ausgangslage der Schwarzen Löcher erforderlich, bei der diese in entgegengesetzter Richtung und senkrecht zur Umlaufachse rotieren. Frühere Berechnungen ergaben lediglich Geschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Sekunde. Aufgrund der neuen Ergebnisse gibt es Vorhersagen eines amerikanischen Forschungsteams, dass Kicks von bis zu 4.000 Kilometer pro Sekunde möglich sind.

Würde sich ein Schwarzes Loch mit einer solchen Geschwindigkeit durchs All bewegen, hätte das dramatische Konsequenzen. Normalerweise sind Schwarze Löcher in Sternenhaufen oder Galaxien durch die Schwerkraft gebunden. Je größer aber der Kick des Schwarzen Loches ist, umso wahrscheinlicher wird es, dass es der Anziehung seiner Galaxie entkommen kann. "Uns interessiert deshalb vor allem die Frage, ob der Kick ein Schwarzes Loch aus einer Galaxie herauskatapultieren kann", so Prof. Brügmann. Ab einer Geschwindigkeit von rund 2.000 Kilometern pro Sekunde, so schätzen die Forscher derzeit, könnten selbst supermassive Schwarze Löcher aus dem Zentrum von großen Galaxien herausgeschleudert werden. "Nach unseren neuen Erkenntnissen ist es also zumindest in extremen Ausnahmefällen denkbar, dass bei der Kollision von Schwarzen Löchern Irrläufer entstehen, die wie eine Rakete unaufhaltbar durchs Weltall rasen", resümiert Prof. Brügmann.

Originalpublikationen:
J. González, M. Hannam, U. Sperhake, B. Brügmann, S. Husa. Supermassive Recoil Velocities for Binary Black-Hole Mergers with Antialigned Spin. Physical Review Letters 98 (2007) im Druck

J. González, U. Sperhake, B. Brügmann, M. Hannam, S. Husa. The Maximum Kick from Nonspinning Black-Hole Binary Inspiral. Physical Review Letters 98 (2007) 091101

Kontakt:
Prof. Dr. Bernd Brügmann
Theoretisch-Physikalisches Institut der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, D-07743 Jena
Tel.: 03641 / 947111
E-Mail: bernd.bruegmann[at]uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Berichte zu: Galaxie Löcher

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Freie Elektronen in Sonnen-Protuberanzen untersucht
25.07.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Magnetische Quantenobjekte im "Nano-Eierkarton": PhysikerInnen bauen künstliche Fallen für Fluxonen
25.07.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

IT-Experten entdecken Chancen für den Channel-Markt

25.07.2017 | Unternehmensmeldung

Erst hot dann Schrott! – Elektronik-Überhitzung effektiv vorbeugen

25.07.2017 | Seminare Workshops

Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark

25.07.2017 | Biowissenschaften Chemie