Mit seinem Ausspruch «Wär nicht das Auge sonnenhaft, die Sonne könnt es nie erblicken» hat der naturforschende Goethe etwas von diesem Gesichtspunkt ahnungsvoll poetisch eingefangen.
Das extrem Heiße wie das extrem Kalte sind jedenfalls für uns unsichtbar. Dafür gibt es die Röntgen- sowie die Infrarot- und Radioastronomie.
Auf eine weitere Möglichkeit, sich unsichtbar zu machen, hat 1783 ein englischer Geistlicher, ein Herr John Michell, hingewiesen. Er hat sich auch außerdienstlich für den Himmel interessiert. Es könnte, so sein Gedanke, Himmelskörper geben, die derart kompakt sind, dass noch nicht einmal das lichtschnelle Licht einen solchen verlassen kann. Voraussetzung wäre, dass die Entweichgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit übersteigt. Seit 1967 nennt man so etwas ein «schwarzes Loch».
Doch verweilen wir noch etwas bei den Sternen. Sie sind nicht für die Ewigkeit gemacht. Sie verschleudern Energie in Form von Licht und Wärme in den kalten Weltenraum. So etwas zehrt an der Substanz. Unsere Sonne beispielsweise wird in wenigen Jahrmilliarden ihren Geist aufgeben. Sie feiert bald Halbzeit. Ich kann Ihnen schon jetzt versprechen, ihr Abgang wird ein prächtiger sein. Jetzt beschäftigt uns erst einmal die Frage, woraus Sterne entstehen. Die Antwort lautet: aus Dunkelwolken. Und damit wären wir bei der ersten Art von dunkler Materie angelangt, die in den Tiefen des Kosmos lagert: Dunkelwolken bzw. kalte staubige Wolken aus Wasserstoffmolekülen. Sie sind kalt, senden also kein Licht aus. Das Material, im wesentlichen Wasserstoffmoleküle, ist zwar unsichtbar, aber keineswegs ungewöhnlich.
1904 hatte es dem Potsdamer Astronomen Johannes Hartmann der rechte Gürtelstern des Orion angetan, δ Orionis, ein sog. spektroskopischer Doppelstern. Zwei massereiche Sterne ziehen dort, in 1000 Lichtjahren Entfernung, einander an. Um nicht aufeinander zu fallen, was das Ende nach nur wenigen Tagen bedeutete, fallen beide nach den Gesetzen der Himmelsmechanik auf Ellipsenbahnen umeinander, d.h. um den gemeinsamen Schwerpunkt. Die Fliehkraft wirkt dabei der Anziehungskraft entgegen, kompensiert diese vollständig. Beide Sterne bilden ein enges Sternenpärchen und sind selbst mit dem großen Refraktor in Potsdam nicht zu trennen. Herr Hartmann sah also nur einen Stern. Trotzdem wusste er, dass es sich um einen Doppelstern handelt. Er registrierte photographisch im Spektrum dieses «Sterns» Linien, deren Wellenlänge periodisch schwankt. Die Umlaufbewegung der beiden Sterne führt dazu, dass sich mal der eine Sterne uns nähert, mal der andere. Das erklärt (Dopplereffekt) die periodischen Linienverschiebungen. Hartmann nahm allerdings nur Linien der leuchtstärkeren Komponente wahr. Ihm war aber klar, dass da ein dunklerer Begleiter da sein muss, warum sollte sich auch ein Stern einfach so um Nichts bewegen. Inzwischen kennt man auch den anderen Stern ganz gut. (Hin und wieder kommt es tatsächlich vor, dass man trotz aller Bemühungen nichts sieht. Dann könnte es sich, vorausgesetzt, der unsichtbare Körper ist schwerer als zwei, drei Sonnenmassen, um ein schwarzes Loch handeln.) Kollege Hartmann ist aber nicht wegen der sich periodisch verschiebenden Linien berühmt geworden, vielmehr wegen der «ruhenden». Diese stammen vom Kalzium und konnten nichts mit dem Stern zu tun haben. Sie sind dem Sternenlicht unterwegs aufgeprägt worden. Vor dem Stern lagert eine Wolke aus Kalziumdämpfen, eine Wolke, die derart kalt ist, dass sie nicht leuchtet. Hartmann war da auf etwas gestoßen, was nichts mit seinem Forschungsauftrag zu tun hatte: kaltes interstellares Gas. Natürlich besteht die Hartmannsche Wolke nicht nur aus Kalzium. Kalzium kommt sogar nur in Spuren darin vor, ist aber, im Gegensatz zum Wasserstoff, dem bei weitem häufigsten Element im Weltenraum, leicht zu beobachten.
Bei dem kalten interstellaren Material, aus dem Sterne gemacht werden, handelt es sich um einen Stoff, der wie alles, womit wir täglich zu tun haben, aus Atomen besteht. Die Masse eines Atoms steckt in seinem Kern, und der besteht aus Protonen und Neutronen. Diese beiden Kernbestandteile heißen in der Physik, wegen ihrer Schwere, Baryonen. Wenn wir also von Baryonen sprechen, meinen wir ganz normale Materie. Das himmlische Kalzium, auf das Hartmann gestoßen war, ist das gleiche wie das in unseren Knochen!
Was wird aus Hartmanns Stern werden? Da es sich um massereiche Sterne handelt, ist ihr Leben, d.h. ihr Leuchten, kurz aber intensiv. Nach einigen Dutzend Millionen Jahren ist sämtlicher Kernbrennstoff in ihrem Innern aufgebraucht.
Sehr massereiche Sterne enden als schwarze Löcher. Der Kollaps ihres Sternenkerns kann durch keine Macht der Welt, auch nicht durch die Quantenkraft, die aus der Heisenbergschen Unschärferelation kommt, aufgehalten werden. Die Milchstraße ist übersät mit den unidentifizierbaren unsichtbaren Leichen ehedem massereicher Sterne, die bereits ihre Seele ausgehaucht haben.
Neben diesen sog. stellaren schwarzen Löchern gibt es im Universum noch supermassereiche schwarze Löcher. Sie kommen in den Kernen der Galaxien vor. Eines von nur drei Millionen Sonnenmassen versteckt sich auch im Kern unserer eigenen Galaxis, dem Milchstraßensystem.
Von ihrer Entstehung her ist klar, dass diese schwarzen Löcher aus Baryonen
bestehen. Nachprüfen kann das keiner, es sei denn, es ließe
sich einer in eine schwarzes Loch hineinfallen. (Den Sturz in ein supermassereiches
Loch könnte er sogar überstehen, ohne draußen schon, d.h. vor dem Durchqueren des Ereignishorizonts, durch Gezeitenkräfte zerrissen zu
werden.) Von dem, was er schaut, wird er uns allerdings nicht berichten
können. Sein Wissen kann nicht aus dem Loch heraus. Keine Botschaft, nichts kann ein
schwarzes Loch verlassen. Schlimmer noch. Die nicht so Wissbegierigen
sind mit einigem Recht des Glaubens, dass der forsche Forscher — wegen der gravitativen Zeitverschiebung — niemals auch nur den Ereignishorizont erreicht, geschweige denn durchquert.
Der Ereignishorizont schirmt das prinzipiell unbeobachtbare Innere eines
schwarzen Lochs vom Rest der Welt ab. Gott-sei-Dank. Der Physiker ist damit des
Zwanges enthoben, eine «nackte Singularität», einen Punkt
schlimmster Art, der wer-wei-was anrichten könnte, beschreiben zu müssen.