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Gravastern statt Schwarzes Loch?
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam
astronews.com
12. Juni 2026
Der Kollaps eines Sterns am Ende seiner Entwicklung könnte
statt zu einem Schwarzen Loch auch zu einem extrem kompakten Stern führen, einem
sogenannten Gravastern, der von außen einem Schwarzen Loch ähnelt. Nach Ansicht
zweier theoretischer Physiker sei es sogar möglich, dass im Inneren des
kollabierenden Sternes ein neues Mini-Universum entsteht.
Das Innere eines Gravasterns: Ein expandierendes
Mini-Universum könnte ein Gegenwicht zur kollabierenden
Materie eines Sterns bilden und so zu einem stabilen
Gravastern führen.
Bild: D. Jampolski und L.
Rezzolla [Großansicht] |
Sterne strahlen, weil in ihrem Innern Atome fusionieren und so Energie
freigesetzt wird. Wenn ein sehr massereicher Stern seinen Fusionstreibstoff
aufgebraucht hat, kann der Strahlungsdruck nicht genug Gegendruck zur
Gravitation aufbringen. Der Stern kollabiert dann unter seiner eigenen Masse so
lange, bis nur noch ein einziger Punkt übrigbleibt: die Singularität. Während
die Entstehung eines Schwarzen Lochs plausibel erscheint, bereitet das Schwarze
Loch selber der Wissenschaft immer noch große Kopfschmerzen: Wie können zehn
Milliarden Sonnenmassen in einem einzigen winzigen Punkt konzentriert sein? Wie
kann die Raumzeit an diesem Punkt, der Singularität, ins Unendliche gekrümmt
werden? Die Gesetze der Physik versagen hier, es ist nicht mehr möglich
vorherzusagen, was passiert. Noch dazu schirmen sich Schwarze Löcher von
sämtlichen Erkenntnissen ab: Alles, selbst das Licht, verschwindet
unwiderruflich hinter seinem Ereignishorizont.
Daher könnte es sich bei Schwarzen Löchern womöglich um ganz andere Objekte
handeln, um extrem kompakte Sterne etwa, die wir aufgrund ihrer starken
Gravitation nicht sehen können und daher auch Gravasterne genannt werden. Sie
wären zusätzlich zur gewöhnlichen Materie in ihren äußeren Schichten noch mit
Dunkler Energie gefüllt, die nach außen drückt und damit die enorme Masse
stabilisiert.
Die Physik täte sich leichter mit Gravasternen: Das Innenleben eines solchen
Sterns könnte man sich einfacher vorstellen als das eines Schwarzen Lochs. Denn
dunkle Sterne besitzen weder eine Singularität noch einen Ereignishorizont, sind
aber fast genauso massereich und kompakt wie Schwarze Löcher. Offen war
allerdings bisher die Frage, wie solche dunklen Sterne entstehen könnten.
Die beiden theoretischen Physiker Daniel Jampolski und Prof. Luciano Rezzolla
haben jetzt zum ersten Mal eine dynamische Lösung der Feldgleichungen Albert
Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorgestellt und den Kollaps eines
Sternes beschrieben, die einen solchen Gravastern entstehen lassen könnte: In
dessen Innerem könnte es als Folge des Kollapses einen Mini-Urknall innerhalb
der kollabierenden Materie geben, aus dem ein neues Universum entsteht – ähnlich
dem Urknall, aus dem unser Universum entstanden ist.
Genau wie das uns bekannte Universum dehnt es sich – ebenso wie dieses
getrieben von Dunkler Energie – aus. Auf diese Weise wirkt die Ausdehnung des
neuen Universums den Gravitationskräften entgegen und stoppt den gravitativen
Kollaps des Sterns, bevor ein Schwarzes Loch entstehen kann. In diesem Prozess
stellt sich ein Gleichgewicht zwischen dem expandierendem Mini-Universum und
kollabierender Materie ein, das zu einem stabilen Gravastern führt.
Mit dieser Lösung der Allgemeinen Relativitätstheorie bieten die Frankfurter
Physiker erstmalig eine Antwort auf die seit 25 Jahren von Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftlern diskutierte Frage, wie Gravasterne aus kollabierender
gewöhnlicher Materieentstehen können. Jampolski, der die Lösung in seiner durch
Rezzolla betreuten Masterarbeit fand, meint: "Der Urknall des entstehenden
Universums kann sich erst dann entfalten, wenn der Stern schon nahezu zu einem
Schwarzen Loch kollabiert ist". Das ungeklärte Verhalten extrem komprimierter
Materie lasse Spielraum für neue Physik: "Wir können uns leichter vorstellen,
dass der Urknall erst ganz spät einsetzt, wenn die Materie schon stark
zusammengepresst worden ist, und zu neuen Effekten führt."
Rezzolla, Professor für theoretische Astrophysik an der Goethe-Universität,
fügt hinzu: "Nach Alternativen zu Schwarzen Löchern zu suchen bedeutet nicht, an
ihnen zu zweifeln – sie gelten nach wie vor als die naheliegendste und
eleganteste Erklärung für das Ende eines gravitativen Kollapses. Doch gerade in
der Wissenschaft und erst recht in der theoretischen Physik ist ein
unvoreingenommener Blick auf das Unbekannte unerlässlich: Etablierte
Lehrmeinungen und unkonventionelle Ideen verdienen gleichermaßen Aufmerksamkeit.
Und die Geschichte hat uns mehr als einmal gezeigt, dass aus unkonventionellen
Ideen irgendwann etablierte Lehrmeinungen werden."
Die Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Physical Review D
veröffentlicht.
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