Energie aus schwarzen Löchern? Theoretisch möglich - für Aliens

Ein schwarzes Loch als Kraftwerk für außerirdisches Leben? Klingt nach Science-Fiction. Auf die Idee kam ein Forscher schon vor mehr als 50 Jahren. Ein Experiment bestätigt nun seine Theorie.

Das Wichtigste zum Thema Schwarze Löcher

• Vor mehr als 50 Jahren stellte ein Physiker die Theorie auf, dass aus einem rotierenden Schwarzen Loch Energie extrahiert werden kann.

• Schottische Wissenschaftler haben diesen Prozess nun bestätigen können.

• Zapfen Aliens schwarze Löcher als Energiequelle an? Diese Idee stellte der Physiker Roger Penrose ebenfalls auf.

• Was sich in der Nähe von Schwarzen Löchern abspielt, soll unter anderem das neue Weltraum-Röntgen-Teleskop IXPE untersuchen, das die NASA im Dezember 2021 ins All geschickt hat.

Penroses Idee: So funktioniert die Energiegewinnung mit schwarzen Löchern

Dass man schwarze Löcher für die Energiegewinnung nutzen kann, überlegte sich ein Physiker bereits vor mehr als 50 Jahren. Roger Penrose stellte schon im Jahr 1969 eine erste Theorie dazu auf.

Seine Überlegungen: Ein Objekt müsste in den äußeren Bereich eines schwarzen Lochs gelenkt werden. Dort gerät alle Materie unweigerlich in Rotation und wird wie bei einem Wasserstrudel ins Innere gezogen. Das Objekt würde in diesem Fall eine negative Energie erhalten.

Negative Energie? Das gibt's? Ja, Stephen Hawking hat das herausgefunden. Die "Hawking-Strahlung" besagt: Wenn ein Teilchen in ein schwarzes Loch fällt, entstehen 2 Partner, die sich trennen. Der Partner, der ins schwarze Loch fällt, trägt dann negative Energie. Der 2. Partner, der in den freien Raum gelangt, positive.

Wenn ein Objekt also in 2 Teile gespalten wird und eines im schwarzen Loch verschwindet, wird der 2. Teil zurückgestoßen. Bei dieser Rückstoß-Aktion wird Energie freigesetzt.

Und wer wäre in der Lage, eine solche Technik zur Energiegewinnung einzusetzen? Aliens - das vermutet zumindest Penrose.

Forscher aus Großbritannien bestätigen Penroses Theorie

👨‍🔬 Ein Forscher-Team der Universität Glasgow konnte nun den Effekt, den Penrose vor mehr als 50 Jahren bereits beschrieb, in einem Labor-Experiment beweisen.

🔊 Dazu richteten die Wissenschaftler einen Ring aus Lautsprechern auf eine rotierende Scheibe aus Schaumstoff. Damit simulierten sie ein schwarzes Loch.

💬 "Wenn die Scheibe schnell genug rotiert, passiert etwas Seltsames", erklärte eine Physikerin dem Fachblatt "Nature Physics".

😱 Die Frequenz des Geräuschs wechsele von einer positiven Frequenz in eine negative und würde dabei quasi Energie von der rotierenden Oberfläche stehlen, so die Forscherin.

📢 Die Geräusche der Lautsprecher wurden demnach immer leiser, wenn sie auf die immer schneller rotierende Scheibe trafen.

🔈 Doch irgendwann nähme die Lautstärke plötzlich wieder zu.

Jeder von uns kennt dieses Phänomen, ...

... und zwar bei Krankenwagen. Obwohl die Sirene eines Krankenwagens immer gleich klingt, wirkt der Ton höher, wenn er sich nähert.

Woran das liegt? Der Schall wird gestaucht. Wenn sich der Krankenwagen entfernt, nimmt man das Geräusch dagegen tiefer wahr. Physiker nennen das einen Rotations-Dopplereffekt.

Energiegewinnung durch schwarze Löcher: So funktioniert der Rotations-Dopplereffekt

Das Wichtigste zu schwarzen Löchern

• Lange Zeit existierten sie nur in den Köpfen theoretischer Physiker. Erst 2015 kam der Durchbruch: als es gelang, Gravitationswellen zu messen. Seitdem ist klar: Es gibt sie wirklich.

• Ein schwarzes Loch ist in Wahrheit gar kein Loch, sondern ein Ort im Universum, an dem eine extrem hohe Gravitationskraft (Anziehungskraft) herrscht.

• Schwarze Löcher entstehen zum Beispiel, wenn ein Stern verglüht: Geht ihm nach ein paar Millionen Jahren der Brennstoff aus, verliert er an Strahlkraft. Innerhalb von Millisekunden kollabiert der verglühende Stern und zieht sich zusammen.

• Die Gravitationskraft ist dort so stark, dass nichts die Umgebung der Masse verlassen kann - nicht einmal Licht. Deswegen die Bezeichnung "schwarz". Alles, was sich innerhalb des sogenannten "Ereignishorizonts" befindet, wird vom Sog des schwarzen Lochs zerrissen und "geschluckt".

• Astronomen haben am Südhimmel das bisher erdnächste schwarze Loch entdeckt. Es ist nur rund 1.000 Lichtjahre von uns entfernt und wird von 2 Sternen umkreist. Die kann man sogar mit bloßem Auge sehen!

Sind Zeitreisen dank schwarzer Löcher möglich?

🌌 Während man in Science-Fiction-Filmen wie "Zurück in die Zukunft", "Interstellar" oder "Ad Astra" von Zeitreisen noch träumt, ist unter Physikern schon seit Einstein bekannt, dass Zeitreisen in die Zukunft zumindest theoretisch möglich sind. Praktisch fehlt dazu allerdings die nötige Technologie.

🕳 Schwarze Löcher spielen in den theoretischen Gedankenexperimenten zu Zeitreisen in die Zukunft insofern eine Rolle, da sie laut Einsteins Relativitätstheorie auf Grund ihrer hohen Gravitation die Raumzeit dehnen. Je mehr Gravitation, desto langsamer vergeht die Zeit. Innerhalb eines schwarzen Lochs steht die Zeit fast still.

🚀 Würde ein Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit um ein schwarzes Loch fliegen, verginge die Zeit für die Astronauten an Bord nur halb so schnell wie auf der Erde. Kämen sie nach 5 Jahren im All zurück, wären auf der Erde schon 10 Jahre vergangen. Willkommen in der Zukunft!