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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 10:39 #62661

  • Jo
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Hallo zusammen,
ich habe verstanden, dass sich elektromagnetische Wellen und Gravitationswellen beide mit der Lichtgeschwindigkeit C ausbreiten.
Bei beiden nimmt die Kraft mit dem 1/r² ab. Gravitation lässt sich nicht abschirmen.
Soweit so gut.
Das Licht kann dem schwarzen Loch nicht entkommen da die Lichtgeschwindigkeit kleiner ist als die Fluchtgeschwindigkeit die nötig wäre, um das schwarze Loch zu verlassen. Da das Licht im Vakuum nur eine Geschwindigkeit C kennt erkläre ich mir, dass es an der Raumkrümmung liegt dass das Licht nicht entkommt (also nicht zu vergleichen mit einem Gegenstand den ich auf der Erde nach oben werfe und dieser gemäß der Newtonschen Gesetze wieder nach unten fällt)
Nach meinem Verständnis werden Gravitationswellen auch von der Raukrümmung gleichermaßen wie elektromagnetische Wellen beeinflusst (z.B. durch einen schweren Stern würden die Gravitationswellen und die Elektromagnetischen Wellen gleichermaßen in ihrem Weg beeinflusst werden).
Aber warum hat dann überhaupt ein Schwarzen Loch eine Masse? Wie können die Gravitationswellen oder Austauschteilchen (Gravitonen?) dem Schwarzen Loch entkommen.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 11:10 #62664

Jo,

welche Kraft meinst du im Zusammenhang mit dem 1/r2 - Abfall?
Nehmen wir die Photonen: die Photonendichte nimmt nach 1/r2 ab, aber keine Kraft. Im Falle der Gravitationswellen ist es auch die Energiedichte.

Zum Thema Raumzeit- Krümmung:
Ob man einen Stein in einem Gravitationspotential hoch wirft oder ein Photon, ist egal. Beide verlieren Energie, solange sie gegen das Potential Arbeit verrichten.
Wenn ihre Energie nicht ausreicht, das Potentialfeld gänzlich zu verlassen, dann stürzt diese Energie wieder zurück in den Potentialtopf, der in seinem innersten Innern diese Energie aufsammelt, es sei denn, es stellt sich so etwas wie eine Planetenoberfläche in den Weg.
Dann hört hier das Zurückfallen auf. Zumindest gilt das für Steine in einem Plantaren Umfeld.
Im Falle SL gilt das für Steine und Photonen und da innerhalb des EH keine planetaren Oberflächen zu erwarten sind, hört der „Sturz“ erst im Potentialzentrum auf.

Gravitationswellen werden ausserhalb der Ereignishorizonte erzeugt und laufen mit c in den umgebenden Raum hinaus.
Jegliche Energieform, auch Gravitationswellen werden einkassiert, wenn sie den EH überschreiten.

Thomas

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 11:23 #62666

Jo schrieb: Aber warum hat dann überhaupt ein Schwarzen Loch eine Masse? Wie können die Gravitationswellen oder Austauschteilchen (Gravitonen?) dem Schwarzen Loch entkommen.

Man darf nicht GW und Gravitation oder Licht und em.Feld jeweils in einen Topf werfen.

Dem SL können weder GW noch Licht entweichen. Das SL hat aber sowohl ein em.Feld als auch ein Gravitationsfeld.
Die ersten beiden Effekte werden durch reale "Teilchen" (Energie) erzeugt, die beiden anderen Effekte allenfalls durch virtuelle Teilchen (energielos). Es gibt aber durchaus unterschiedliche Erklärungsansätze für Felder.
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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 12:25 #62669

Hallo Jo, du schreibst:

ich habe verstanden, dass sich elektromagnetische Wellen und Gravitationswellen beide mit der Lichtgeschwindigkeit C ausbreiten.
Bei beiden nimmt die Kraft mit dem 1/r² ab. Gravitation lässt sich nicht abschirmen.

Das ist so wohl nicht richtig. Die Intensität oder Amplitude nimmt linear mit dem Abstand ab. Diese Diskussion gab es schon auch hier im Forum (und natürlich auch schon auf dem Kanal, wissenschaftlichen Ausführungen etc.). Siehe hier: #43065
Linear sichert ja dann letztlich auch, dass wir wenigstens ein ganz klein wenig davon abbekommen. Würde das Abstandsgesetz gelten, wären sie wohl kaum angesichts der quadratischen Abnahme zum Abstand messbar.


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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 13:26 #62673

Nach Einstein ist Gravitation eine Eigenschaft des Raums, dessen "Information" sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Dies spricht für mich gegen die hypothetische Annahme von Gravitonen, da diese ein SL nicht verlassen können. Somit dürfte ein SL keine Masse haben, wenn die Information durch Gravitonen übertragen würde. Oder denke ich hier falsch?

Wie ist es analog, wenn ein geladenes Teilchen in ein SL fällt? Das Austauschteilchen der EM-WW ist ja das Photon. Wie kann die Information über die Ladung dann ein SL verlassen? Kann ein SL dann nach außen hin überhaupt geladen sein, wenn mehr positiv geladene als negativ geladene Teilchen hinenfliegen würden?

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 15:47 #62682

ClausS schrieb: Nach Einstein ist Gravitation eine Eigenschaft des Raums, dessen "Information" sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Dies spricht für mich gegen die hypothetische Annahme von Gravitonen, da diese ein SL nicht verlassen können. Somit dürfte ein SL keine Masse haben, wenn die Information durch Gravitonen übertragen würde. Oder denke ich hier falsch?

Wie ich schon sagte, die Felder bestehen, sowohl gravitativ als auch em. Daran zweifelt wohl niemand.

Aber diese benötigen ja auch keine Teilchen (reale Bosonen) sondern nur virtuelle Bosonen. Insofern ist das kein Gegenargument gegen Gravitonen.

GW und Licht können hingegen nicht entkommen. Also ebenfalls kein Gegenargument gegen Gravitonen, sondern dies würde dann eher dafür sprechen.

Ich bin ja geneigt, die "Gravitonen" mit GW gleichzusetzen, quasi ein Synonym, genauso wie Photonen "Licht sind". Deshalb werden sie auch nicht im LHC entdeckt, sie sind einfach zu schwach. Und man bräuchte einen Detektor wie LIGO.
wiki: In einer quantenfeldtheoretischen Perspektive ergibt sich das der klassischen Gravitationswelle zugeordnete, die Gravitation vermittelnde Eichboson, das (hypothetische) Graviton, als Spin-2-Teilchen analog dem Spin-1-Photon in der Quantenelektrodynamik.

Ob damit eine Quantisierung der GW verbunden wäre? Naja Licht ist ja auch quantisiert aber seine Energie ist stufenlos E = f*h solange die Frequenz stufenlos ist. Die Frage wäre also, ob GW mit der Entfernung abgeschwächt oder nur verdünnt werden, und was im Falle einer Wechselwirkung stattfindet, Abschwächung oder Absorption von ganzen GW-Quanten. Hier haben wir wohl die Vorstellung, dass GW nicht absorbiert werden, das wäre ja eine Abschirmung, sondern nur abgeschwächt werden, wenn sie ihre Energie (teilweise) an ein Objekt abgeben.

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 16:13 #62683

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Vielleicht noch zur Ergänzung:
Der Ausgangspunkt meines Posts war ein Gedankenexperiment. Ich habe mir vorgestellt das ich in der Lage bin in einem Schwarzen Loch ein Photon zu erzeugen. Das wird mit Lichtgeschwindigkeit alle Ewigkeit im SL "gerade aus" reisen ohne jedoch das SL jemals verlassen zu können. Ich erkläre mir das durch die Krümmung des Raums durch die große Masse des SL.
Im zweiten Teil des Gedankenexperiments habe ich mir vorgestellt ich setzte eine weitere große Masse in das SL rein. Es müssten eine Gravitationswelle entstehen und ich habe mich gefragt ob die Gravitationswelle überhaupt das SL verlassen kann. Ich denke mein gedanklicher Fehler ist das ja die zusätzliche Masse die Raumkrümmung erhöht und dies eine außerhalb des SL messbare Gravitationswelle erzeugt

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 16:48 #62688

Jo schrieb: Das wird mit Lichtgeschwindigkeit alle Ewigkeit im SL "gerade aus" reisen ohne jedoch das SL jemals verlassen zu können. Ich erkläre mir das durch die Krümmung des Raums durch die große Masse des SL

Nach gängiger Ansicht wird das Photon unweigerlich ins Zentrum gezogen. rs ist der letzte Ort, wo das Photon mit Anstrengung (also mit Treibstoff) auf einem Orbit bleiben kann.

Jo schrieb: Im zweiten Teil des Gedankenexperiments habe ich mir vorgestellt ich setzte eine weitere große Masse in das SL rein. Es müssten eine Gravitationswelle entstehen und ich habe mich gefragt ob die Gravitationswelle überhaupt das SL verlassen kann.

Erzeugung von Masse oder Energie aus dem Nichts ist noch niemandem geglückt, aber die GW würde selbst dann nicht das SL verlassen können....es sei denn, dies wäre die Hawkingstrahlung, deren Mechanismus noch nicht so klar ist...wenn sie denn überhaupt existiert.
Da nach herkömmlicher Ansicht GW nicht schneller sind als Licht und ebenso der Raumzeitkrümmung unterliegen, können sie das SL auch nicht verlassen bzw überhaupt von innen nach außen wandern.
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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 24 12. 2019 20:13 #62691

Ja es ist schon richtig, dort geht nur ein "gerade aus" ins Zentrum, und es ist ein Suizid wenn du versuchst etwas derartiges zu unternehmen.
der Einfluss bei so Kalten Universum ist da zu gering, um innerhalb etwas wirksames zu erzeugen, und auch wenn...
Jo, so ist es nur mal egal wie man es dreht und wendet da ist es einfach zu schnell, zu schwer und zu dicht, aus diesem Grund, egal was drin anstellst du bewegst dich unmittelbar ins Zentrum.
Gravitationswellen drin?... also ich bin da immer noch für ein Nein, so nicht.

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
**Der Friedrich**

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 29 12. 2019 16:03 #62939

ra-raisch schrieb:

Jo schrieb: Das wird mit Lichtgeschwindigkeit alle Ewigkeit im SL "gerade aus" reisen ohne jedoch das SL jemals verlassen zu können. Ich erkläre mir das durch die Krümmung des Raums durch die große Masse des SL

Nach gängiger Ansicht wird das Photon unweigerlich ins Zentrum gezogen. rs ist der letzte Ort, wo das Photon mit Anstrengung (also mit Treibstoff) auf einem Orbit bleiben kann.


Was meinst du denn mit dem Zusatz "mit Treibstoff"? Ein Photon bewegt sich doch immer mit v = c. Wenn es einmal im EH festhängt (z.B. weil es dort emittiert wurde), dann wird es dort einfach stehen bleiben, ganz ohne zusätzliche Energie. (Zumindest bei Schwarzschild-Löchern, bei Kerr-Löchern bin ich mir diesbzgl. nicht wirklich sicher...)

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 29 12. 2019 16:13 #62941

Jo schrieb: Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht

Das ist die zentrale Frage. Wieso schafft es das Licht in einem SL nicht, seine Existenz nach außen hin bekanntzugeben, die Gravitation jedoch schon? Beide bewegen sich gleich schnell.

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 29 12. 2019 16:14 #62942

badhofer schrieb:

Jo schrieb: Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht

Das ist die zentrale Frage. Wieso schafft es das Licht in einem SL nicht, seine Existenz nach außen hin bekanntzugeben, die Gravitation jedoch schon? Beide bewegen sich gleich schnell.


Siehe die parallele Diskussion Schwarzes Loch ... Irgendwie kamen wir in zwei Threads zur gleichen Fragestellung... ;)

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 29 12. 2019 16:24 #62944

Arrakai schrieb: Siehe die parallele Diskussion Schwarzes Loch ... Irgendwie kamen wir in zwei Threads zur gleichen Fragestellung... ;)

Die parallele Diskussion ist aus meinem Fehler entstanden. Ich wollte etwas in diesem Thread schreiben, habe aber vorher mit der Suchfunktion nach Schwarzes Loch gesucht, um zu sehen, ob das, was ich schreibe, schon mal geschrieben wurde und dann bin ich im falschen Thread hängengeblieben und habe meinen bereits vorgeschriebenen Text hineinkopiert. Erst nach mehreren anschließenden Beiträgen habe ich den Fehler bemerkt, da war es aber schon zu spät, um meinen Beitrag noch in den richtigen Thread zu verschieben. Sorry

Die Fluchtgeschwindigkeit des Fehlers hat nicht ausgereicht, damit er sich verflüchtigen kann :(

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 29 12. 2019 16:58 #62945

hatte auch schon mal die Frage zum "Wieso" in den Ring geworfen,

urknall-weltall-leben.de/forum/aktuell/n...ravitonen-geben.html

Gene brauchen Vielfalt und der Grips auch

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Wieso kann bei einem Schwarzen Loch die Gravitation "entkommen" aber nicht Licht 30 12. 2019 02:32 #62976

Arrakai schrieb:
ra-raisch schrieb: Nach gängiger Ansicht wird das Photon unweigerlich ins Zentrum gezogen. rs ist der letzte Ort, wo das Photon mit Anstrengung (also mit Treibstoff) auf einem Orbit bleiben kann.


Was meinst du denn mit dem Zusatz "mit Treibstoff"?

Ein Photon hat natürlich keinen Treibstoff, drum fällt es ja hinein. Ich hätte den Effekt gar nicht erwähnen sollen, dass ein Photon ja bis zu rs noch entkommen kann und deshalb auch den Orbit halten könnte, wenn es gegenlenken könnte, wozu eben Treibstoff nötig wäre sozusagen.

Ich habe dazu zwar noch eine ganz andere Idee, aber das ist noch nicht spruchreif.

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