Schwarze Löcher Erklärt - Von der Geburt bis zum Tod Black Holes Explained - From Birth to Death Explicación de los agujeros negros - Del nacimiento a la muerte Les trous noirs expliqués - De la naissance à la mort I buchi neri spiegati - Dalla nascita alla morte ブラックホールの説明 - 誕生から死まで Buracos negros explicados - Do nascimento à morte Объяснение черных дыр - От рождения до смерти Kara delikler açıklandı - Doğumdan ölüme Пояснення чорних дір - від народження до смерті 黑洞解释——从出生到死亡

Schwarze Löcher sind das Gewaltigste und Extremste, Black holes are the greatest and most extreme, Os buracos negros são os maiores e mais extremos,

was das Universum zu bieten hat. what the universe has to offer. ce que l'univers a à offrir.

Sie sind super abgefahren und kompliziert. They are super funky and complicated. Ils sont super funky et compliqués. Eles são super descolados e complicados.

Aber was ist eigentlich ein Schwarzes Loch? But what exactly is a black hole?

Und was passiert, wenn du in eines hineinfallen würdest? And what if you fell into one?

(Atmosphärische Klänge) (Atmospheric sounds)

(Verspielte Musik) (Playful music)

Zunächst müssen wir über Raum und Zeit sprechen. First, we need to talk about space and time.

Sie sind die Bühne, auf der das Theaterstück des Universums spielt. They are the stage on which the play of the universe takes place. Ils sont la scène sur laquelle se joue le jeu de l'univers.

Der Raum ist aber keine feste Bühne, But the room is not a fixed stage

und die Zeit tickt nicht überall gleich. and time does not tick the same everywhere. et le temps ne s'écoule pas de la même manière partout. e o tempo não marca o mesmo em todos os lugares.

Kurz gesagt sind Raum und Zeit relativ. In short, space and time are relative. Bref, l'espace et le temps sont relatifs.

Masse krümmt den Raum. Mass curves the space. Espace des courbes de masse.

Und die Krümmung des Raums bestimmt, wie sich die Masse bewegt. And the curvature of space determines how the mass moves. Et la courbure de l'espace détermine la façon dont la masse se déplace.

Stellt man Sterne und Planeten auf die Bühne, biegt sie sich durch. If you put stars and planets on the stage, it bends. Si vous mettez des étoiles et des planètes sur scène, elle s'affaisse. Se você colocar estrelas e planetas no palco, ele se dobra.

An dieser verbogenen und unebenen Bühne On this bent and uneven stage

zeigt sich die Wirkung der Schwerkraft. shows the effect of gravity.

Schwarze Löcher verbiegen die Bühne aber nicht nur, But black holes don't just bend the stage

sie sind quasi eine Art Falltür. they are kind of a trapdoor. eles são uma espécie de alçapão.

Sie sind so massereich, You are so massive

dass das Universum dort ein Sperrgebiet schafft, that the universe creates a restricted area there, que o universo cria uma área restrita lá,

wo andere Regeln gelten. where other rules apply.

Schwarze Löcher entstehen meist, wenn ein massereicher Stern stirbt. Black holes are mostly formed when a massive star dies.

Genauer erklären wir das in unserem Video über Neutronensterne. We explain this in more detail in our video about neutron stars.

Erst mal reicht Folgendes: First of all, the following is sufficient:

Kurz vor ihrem Tod implodiert das Innere sehr massereicher Sterne Shortly before they die, the interior of very massive stars implodes

mit fast einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit.

Dadurch wird so viel Masse so verdichtet, This makes so much mass so compacted,

dass die Bühne des Universums an dieser Stelle quasi einbricht. that the stage of the universe almost collapses at this point.

Ein Schwarzes Loch mit etwa dem Zehnfachen der Masse der Sonne A black hole with about ten times the mass of the sun

hätte einen Durchmesser von gerade mal knapp 60 Kilometer. would have a diameter of just under 60 kilometers.

Schaust du direkt in ein Schwarzes Loch, siehst du nichts.

Das Innere ist von einer unsichtbaren Grenze umgeben, The inside is surrounded by an invisible border

die nur in eine Richtung offen ist, dem Ereignishorizont. which is open only in one direction, the event horizon.

Dieser hüllt quasi einen Teil des Weltraums ein. This virtually envelops part of the space.

Der Rest des Universums ist für immer von ihm abgeschirmt. The rest of the universe is forever shielded from him.

Die Falltür, die das Schwarze Loch ist,

stellt eine so starke Verkrümmung des Raums dar,

dass nicht einmal Licht entweicht.

Es entkommt also keinerlei Information aus dem Inneren. So no information escapes from the inside.

Deshalb können wir unmöglich wissen, wie es drin wirklich aussieht. Therefore, we cannot possibly know what it really looks like inside.

Aber wir können zumindest den Effekt beobachten, But we can at least observe the effect,

den Schwarze Löcher auf Masse haben.

So wie um die Sonne oder einen Planten, Just like around the sun or a planet,

kann Masse auch um Schwarze Löcher kreisen. mass can also orbit around black holes.

Viele Schwarze Löcher werden außerhalb ihres Ereignishorizonts

von Scheiben aus Materie umkreist. orbited by disks of matter. rodeado por discos de matéria.

Die kann unglaublich heiß werden. It can get incredibly hot.

Denn auf einer nahen Umlaufbahn Because in a close orbit

beschleunigt sie bis zu halber Lichtgeschwindigkeit. accelerates them up to half the speed of light.

Kleinste Reibungen und Kollisionen zwischen Partikeln Minute friction and collisions between particles

heizen die Masse bis zu 1 Milliarde Grad Celsius auf.

Kurioserweise leuchtet der Raum um diese Schwarzen Löcher Curiously, the space around these black holes glows

deshalb strahlend hell. therefore radiantly bright.

Was, wenn du dich einem Schwarzen Loch nähern What if you approach a black hole

oder sogar hineingelangen könntest? or even get into it?

Zunächst würdest du das merkwürdigste Spiegelkabinett des Universums sehen. First, you would see the strangest hall of mirrors in the universe.

Denn es kreist nicht nur Materie um das schwarze Loch. Because not only matter circles around the black hole.

Seine Anziehungskraft ist so stark, His attraction is so strong,

dass sogar Licht darum herum kreisen kann.

Schwebst du direkt außerhalb des Ereignishorizonts Hovering just outside the event horizon

in die Photonensphäre, siehst du,

wohin du auch blickst, nur dich selbst. wherever you look, only yourself.

Direkt vor dir siehst du deinen Hinterkopf.

Weil das Licht, das von dort reflektiert wird,

rückwärts um das Schwarze Loch wandert und auf deine Augen trifft. moves backwards around the black hole and meets your eyes.

Bei solchen extremem Massen wird durch die Schwerkraft With such extreme masses, gravity alters

sogar der Lauf der Zeit selbst verändert. even the flow of time itself.

Je stärker die Schwerkraft, umso langsamer vergeht die Zeit.

Während du das Universum immer schneller werden siehst,

sehen dich Leute aus weiter Entfernung in Zeitlupe. People from far away can see you in slow motion.

Würdest du wieder vom Schwarzen Loch wegfliegen, If you were to fly away from the black hole again,

könnten im Rest des Universums Äonen vergangen sein. eons may have passed in the rest of the universe. eons poderiam ter se passado no resto do universo.

Ein verrückter Sprung in die ferne Zukunft, A crazy leap into the distant future,

wo deine Freunde und Familie schon lange tot sind.

In der Nähe eines Schwarzen Lochs ist es aber auch sehr gefährlich.

Es erwartet dich ein qualvoller Tod durch Spaghettifizierung. An agonizing death by spaghettification awaits you. Uma morte agonizante de espaguete espera por você.

Wenn zum Beispiel deine Füße näher am Schwarzen Loch sind For example, if your feet are closer to the black hole

als dein Kopf, wirkt auf sie eine stärkere Schwerkraft. than your head, a stronger force of gravity acts on them.

So viel stärker, dass es dich in die Länge zieht. So much stronger that it drags you out. Muito mais forte que te puxa para fora.

Je näher du kommst, desto schlimmer wird das. The closer you get, the worse it gets.

Der Zug wird immer stärker und zieht deinen Körper in die Länge, The pull becomes stronger and stronger and pulls your body into the length, A atração está ficando mais forte e alongando seu corpo,

bis du nur noch ein dünner Faden heißen Plasmas bist. until you are just a thin thread of hot plasma. Até que você seja apenas um fio fino de plasma quente

Und schließlich auf Nimmerwiedersehen weggeschlürft wirst. And finally be slurped away never to be seen again. E, finalmente, sendo sugado para longe, para nunca mais ser visto.

Spaghettifizierung passiert nur bei Schwarzen Löchern mit kleinem Radius.

Bei den supermassiven Schwarzen Löchern im Zentrum der Galaxie

könntest du das Überschreiten des Ereignishorizonts you could make the crossing of the event horizon

vielleicht sogar erleben.

Näherst du dich dem Ereignishorizont, Approaching the event horizon, Você se aproxima do horizonte de eventos

würde ein weit entfernter Beobachter glauben,

dass du nie hineingelangt bist. that you never got inside.

Er sieht dich nur anhalten und ganz langsam verschwinden. He just sees you stop and disappear very slowly.

Weil das letzte Licht, dass du abgibst,

sich weg vom Ereignishorizont ausbreitet. propagates away from the event horizon.

Du selbst siehst, wie dir das Nichts des Schwarzen Lochs entgegenkommt, You yourself see the nothingness of the black hole coming towards you, Você mesmo vê como o nada do buraco negro vem em sua direção,

weil dich das Licht nur noch aus wenigen Richtungen erreicht.

Die Schwärze umschließt dich.

Bis das Universum, das du verlassen hast,

nur noch ein winzig kleiner, heller Punkt ist.

Hier, innerhalb des Ereignishorizonts,

sind Raum und Zeit so komplett hinüber, space and time are so completely gone,

dass sogar richtige Zeitreisen möglich sind. that even real time travel is possible.

Es ist also vielleicht ganz gut, dass da nichts entwischt. So it's perhaps quite good that nothing escapes there. Então, talvez seja uma coisa boa que nada escape de lá.

Würde irgendwas dem Schwarzen Loch entkommen,

könnte das jede Menge Zeitreiseparadoxa this could cause a lot of time travel paradoxes. isso pode ser um monte de paradoxos de viagem no tempo

und andere universumsbedrohende Probleme verursachen. and cause other universe-threatening problems.

So unheimlich der Ereignishorizont selbst auch ist, As eerie as the event horizon itself is,

er bewahrt uns vor diesem ganzen Zirkus. he saves us from this whole circus.

Ob du jetzt überlebt hast ist eigentlich egal.

Jetzt erwartet dich nur noch der sichere Tod durch Zerquetschen. Now only certain death by crushing awaits you.

Innerhalb des Ereignishorizonts

ist die Raumzeit total verbogen und verdreht. o espaço-tempo está totalmente dobrado e distorcido.

Egal, in welche Richtung du dich bewegst,

du gerätst immer weiter ins Zentrum des Schwarzen Lochs. you get further and further into the center of the black hole. você fica cada vez mais perto do centro do buraco negro.

Je mehr du dich wehrst, The more you struggle, Quanto mais você resiste

desto schneller näherst du dich dem Zentrum.

Um möglichst lange zu überleben, kannst du nur eines tun: gar nichts.

Im Zentrum des Schwarzen Lochs befindet sich die Singularität. In the center of the black hole is the singularity.

Die ganze Materie, die je den Ereignishorizont überschritten hat, All the matter that has ever crossed the event horizon,

zusammengedrückt zu einem einzigen unendlich kleinen Punkt.

Es gibt keine Spur mehr von dem, was die Masse mal war.

Für immer verschwunden durch die Falltür, die das Schwarze Loch ist.

Die Singularität macht alles gleich.

Weil ein Schwarzes Loch keine Erinnerung an die Vergangenheit hat,

hat es nur noch drei Eigenschaften.

Masse, Drehimpuls und elektrische Ladung. Massa, momento angular e carga elétrica.

Alles andere ist weg.

So gesehen sind Schwarze Löcher wie Elementarteilchen.

Das bedeutet auch,

dass alle Schwarzen Löcher im Universum genau gleich sind.

Sie unterscheiden sich vielleicht in der Masse,

oder drehen sich schneller oder langsamer,

aber würden wir alle Singularitäten in einem Physikmuseum ausstellen, mas será que exibiríamos todas as singularidades em um museu de física

wären sie alle genau gleich.

Wie Elektronen.

Wie auch die Elementarteilchen

sind diese Eigenschaften von Singularitäten

nur unser bester Versuch einer theoretischen Beschreibung.

Das ist nicht unbedingt die Realität.

Unsere heutigen Theorien über das Universum,

vor allem die allgemeine Relativitätstheorie,

können Schwarze Löcher gar nicht beschreiben oder erklären.

Unendliche Raumkrümmung, unendliche Dichte.

Da ergeben unsere bekannten Naturgesetze keinen Sinn mehr.

Die Singularität hat keine Oberfläche, kein Volumen.

Sie ist quasi ein Nulldivisionsfehler des Universums. É praticamente um erro de divisão zero do universo.

Vielleicht existiert die Singularität auch gar nicht,

oder ist etwas ganz anderes, als wir meinen.

Wir wissen im Moment einfach nicht mehr.

Es handelt sich um unsere beste Annahme,

basierend auf unserer aktuellen Theorie der Raumzeit.

Und alles, was du je über Schwarze Löcher gehört hast,

inklusive diesem Video,

stimmt nur für Schwarze Löcher, die nicht rotieren. verdadeiro apenas para buracos negros que não giram.

Dort ist die Mathematik viel einfacher.

Jedes Schwarze Loch entsteht aber aus einem sterbenden Stern,

der, soweit wir wissen,

kurz vor seinem Untergang extrem schnell rotiert.

Also sollten sich eigentlich alle Schwarzen Löcher im Universum

gerade um sich selbst drehen.

Und zwar unglaublich schnell, mit bis zu 90 % der Lichtgeschwindigkeit.

Das heißt also,

dass Schwarze Löcher in echt sogar noch viel krasser sind als ihr Ruf. that black holes in reality are even more blatant than their reputation. que os buracos negros são, na verdade, muito mais flagrantes do que sua reputação.

Bei einem rotierenden Schwarzen Loch ist die Singularität noch kurioser.

Durch die Rotation dehnt sie sich zu einer Art Ringsingularität aus. A rotação o expande em uma espécie de singularidade em anel.

Die Rotation ist so stark, dass sie den Raum selbst mitzieht. The rotation is so strong that it pulls the room itself along.

Dadurch entsteht um das sich drehende Schwarze Loch eine Region, This creates a region around the spinning black hole,

die Ergosphäre genannt wird.

Dort gibt es keinen Stillstand, so sehr du es auch versuchst.

Wie ein rauschender Mahlstrom aus Raumzeit. Like a rushing maelstrom of space-time. Como um turbilhão acelerado de espaço-tempo.

Die Flut duldet keinen Widerstand. The tide does not tolerate resistance. O dilúvio não tolera nenhuma resistência.

Du musst um das Schwarze Loch kreisen, ob du willst oder nicht.

Klar soweit. Clear so far.

Aber was passiert mit Schwarzen Löchern

während das Universum drum herum alt wird und stirbt?

Auch das wissen wir nicht genau. We don't know that for sure either.

Haben aufgrund unseres aktuellen Verständnisses der Physik Based on our current understanding of physics, have

aber eine grobe Idee: but a rough idea:

Hawking-Strahlung.

Laut der Quantenfeldtheorie kocht das Vakuum im All über

mit Quantenfluktuation.

Aus nichts kreieren diese Fluktuationen From nothing these fluctuations create

Paare von Materie und Antimaterie,

die ganz kurz existieren und sich dann sofort gegenseitig auslöschen.

Passiert das in der Nähe des Ereignishorizonts

eines Schwarzen Lochs, kann eins der beiden Teilchen darin verschwinden.

Und das Paar löscht sich nicht gegenseitig aus. And the couple does not erase each other.

Das entwischte Teilchen ist sogenannte Hawking-Strahlung. The escaped particle is so-called Hawking radiation.

Letztlich stammt die Masse dieses Teilchens aus dem Schwarzen Loch. Ultimately, the mass of this particle comes from the black hole.

Über Äonen schrumpfen schwarze Löcher also Over eons, black holes thus shrink

und verlieren Masse durch Strahlung.

Hawking-Strahlung ist nicht das, was im Schwarzen Loch verschwindet,

sie beschreibt das neue Teilchen, das Masse vom Schwarzen Loch stiehlt.

Je kleiner das Schwarze Loch wird,

umso stärker wird die Hawking-Strahlung.

Und immer schneller und schneller.

Bis das letzte Überbleibsel des Schwarzen Lochs Até o último resquício do buraco negro

schließlich in einem Blitz energiereicher Strahlung verpufft. finally fizzles out in a flash of high-energy radiation.

Wie eine Atombombe.

Und der Rest ist Schweigen. And the rest is silence.

Bis dahin dauert es aber noch ganz lange. But it will be a long time before that happens.

Die Lebensspanne eines Schwarzen Lochs von der Masse unserer Sonne

beträgt 10 hoch 67 Jahre. is 10 to the power of 67. é 10 elevado a 67 anos.

Das bedeutet, dass es in 10.000 Milliarden, Milliarden, Milliarden,

Milliarden, Milliarden, Milliarden Jahren

gerade mal 0,0000001 % seiner Masse verlieren würde.

Und die meisten Schwarzen Löcher sind viel massereicher als unsere Sonne.

Die massereichsten supermassiven Schwarzen Löcher Os buracos negros supermassivos mais massivos

im Zentrum von Galaxien haben eine Lebensspanne von 10 hoch 100 Jahren. at the center of galaxies have a lifespan of 10 to the power of 100 years.

Wie lange das ist?

Denk dir eine Sanduhr, think of an hourglass

in der jedes Sandkorn ein einziges Teilchen des Universums ist. in which every grain of sand is a single particle of the universe.

Alle zehn Milliarden Jahre fällt ein einziges Sandkorn hinab. A single grain of sand falls every ten billion years.

Selbst wenn der ganze Sand unten wäre, Even if all the sand was down

wäre nicht mal 1 % der Lebensspanne dieser Schwarzen Löcher vorüber. not even 1% of the life span of these black holes would be over.

Es gibt kein Konzept, There is no concept

das unserem Gehirn diese Zeitspannen begreifbar machen könnte. which could make these periods of time comprehensible to our brain. que nosso cérebro poderia tornar esses períodos de tempo compreensíveis.

Werden wir Schwarze Löcher jemals wirklich verstehen? Will we ever really understand black holes?

Wirklich wissen, was in ihnen vorgeht? Really know what's going on inside them?

Wer weiß, wir können sie nur von außen beobachten. Who knows, we can only observe them from the outside.

Und unsere Theorien über ihr Inneres sind wahrscheinlich falsch.

Aber es ist in Ordnung, nicht alles zu wissen.

Das bedeutet nur, dass es immer noch etwas zu erforschen gibt. That just means there's still more to explore.

Dass es immer noch Mysterien gibt und große Ideen braucht. That there are still mysteries and big ideas are needed. Que ainda existem mistérios e grandes ideias são necessárias.

Genau deshalb betreiben wir Wissenschaft. This is exactly why we do science.

Immerhin wissen wir, dass noch mehr als genug Zeit ist, At least we know there's still more than enough time

über Schwarze Löcher nachzudenken, thinking about black holes

bevor das letzte von ihnen verschwunden sein wird. before the last of them will be gone.

(Sphärische Klänge, Vogelzwitschern) (Spherical sounds, birdsong)