Endstation-schwarzes loch

Wie bereits erwähnt, gibt es noch keine genauen Angaben über die Grenze eines Neutronensterns-jedoch dürfte die Masse die der 3-fachen Sonnenmasse nicht übersteigen. Wird die Masse zu gross, kollabiert der Neutronenstern, und geht in ein Schwarzes Loch über, dessen Entweichgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit ist. Dieser Vorgang kann durch verschiedene andere Gegebenheiten stattfinden, wie z.B. eine Supernova eines sehr massereichen Sternes (ab 9 SM), oder durch einen Neutronenstern, der von einem anderen Himmelskörper Materie "abzieht". Auch durch diesen Prozess kann ein Pulsar seine Grenze erreichen und in den freien Fall stürzen.

Kollabiert ein massereicher Stern zu einem Schwarzen Loch, so bleibt der Drehimpuls erhalten. Real existierende Schwarze Löcher im Weltall zeichnen sich durch die Eigenschaften Masse und Drehimpuls aus. Die Metrik eines rotierenden Schwarzen Loches zu beschreiben ist ungleich schwieriger als die eines statischen Black Hole. Erst 1964 gelang es Roy Kerr die Metrik eines rotierenden Kerrschen Schwarzen Loches zu beschreiben. Seine Eigenschaften hängen von zwei Merkmalen ab- Rotation und Masse. Darüber hinaus ist der Raum um es herum nicht sphärisch symmetrisch: Wie jeder rotierende Planet oder Stern hat er einen Äquatorwulst. Der Raum stürzt nicht nur in das Loch hinein, sondern wirbelt auch um die Rotationsachse herum.
Für die Beschreibung eines Kerrschen Schwarzen Loches sind zwei charakteristische Oberflächen von Bedeutung. Innerhalb der äußeren Oberfläche, der sogenannten Statischen Grenze (äußerer Horizont), wirbelt der Raum so schnell herum, dass selbst Licht mit dem Loch mitrotieren muss. Inner halb der inneren Oberfläche wird Licht nach innen gesogen, so wie beim Schwarzschild-Radius. Diese innere Oberfläche ist der (Ereignis) Horizont. Das Gebiet zwischen Horizont und statischer Grenze heisst Ergosphäre (nach dem griech. Wort für Energie). Sie wird so genant, weil Prozesse in dieser Region Energie aus dem Loch abzapfen können.
Ein Objekt kann ein Kerrsches Loch auf einer engeren Umlaufbahn umkreisen als ein Schwarzschild-Loch, so dass Akkretionsscheiben im Kerr-Löcher bei gegebener Akkretionsrate mehr Energie freisetzen. Die Bindungsenergie E einer Masse m, die um ein rotierendes Black Hole kreist, kann bis 42% der Ruhemasse (E = 0,42 mc2) betragen. Wenn Materie in ein rotierendes Loch stürzt, wird bis zu 42% der Ruhemasse an Energie freigesetzt.
Der Wirkungsgrad eines rotierenden Schwarzen Loches zur Freisetzung von Rotationsenergie ist damit erheblich größer als bei einer thermonuklearen Fusion, wo nur bis 0,006% der Masse in Energie umgewandelt werden.


Energiegewinn

Einfallende Teilchen werden also vom Raumstrudel eines Rotierenden Black Hole mitgerissen. Kommt dabei ein Teilchen entgegengesetzt der Rotationsgeschwindigkeit an, so wird es abgebremst und seine Bewegungsrichtung umgekehrt. Teilchen, die mit relativ hoher Geschwindigkeit in Richtung der Rotation in die Ergosphäre eindringen, werden nicht so leicht eingefangen, sie werden gewissermaßen weggeschleudert. Ein in die Ergosphäre eindringendes Objekt kann sogar Rotationsenergie aufnehmen und mit Höherer Geschwindigkeit als beim Eindringen die Ergosphäre wieder verlassen. Auf diese Weise kann aus dem rotierenden Schwarzen Loch Energie bezogen werden.
Besonders paradox sind die Ergebnisse für das Zentrum eines rotierenden Schwarzen Loches. Ein statisches, also nicht rotierendes, besteht im wesentlichen aus - leeren Raum.
Am Ereignishorizont ist nichts zu finden. Die Oberfläche eines Schwarzen Loches ist weder fest, noch flüssig noch gasförmig. Sie ist lediglich der Bereich, in dem das Gravitationspotential so angewachsen ist, dass die Entweichgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit wird. Ein eindringender Körper fällt ohne jeden Widerstand durch den Ereignishorizont in Richtung Mittelpunkt des Schwarzen Loches. Dort befindet sich die sogenannte Singularität. Singularität bedeutet soviel wie einzigartiger Zustand. Im Zentrum wird Materie- und Energiedichte unendlich gross, ebenso die Raumkrümmung, zumindest ergeben dies die Kalkulationen. In wieweit eine solche punktförmige Singularität real existiert, ist ungeklärt.
Bei rotierenden Löchern "entartet" die punktförmige Singularität dem mathematischen Formalismus nach zu einer ringförmigen. Die Krümmung des Raumes wird dort nicht in allen drei Dimensionen unendlich gross. Diese ringförmige Singularität entpuppt sich als Tor zu einer anderen, völlig fremdartigen Welt. Beim Durchstoßen dieser Singularität kommt man in einem negativen Raum, in dem die Gravitation abstoßend wirkt. Man betritt gleichsam ein Antigravitations-Universum. Eine Reise in ein solches Universum ist prinzipiell nicht möglich, denn Schwarze Löcher haben keine Haare, alle Strukturen gehen verloren, der kosmische Zensor löscht alle Erinnerungen. Nicht einmal ein Atomkern könnte eine solche Reise überstehen.