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THEMA: Dichte eines Schwarzen Lochs

Dichte eines Schwarzen Lochs 07 Jul 2017 15:23 #16719

Wie ist es eigentlich um die mittlere Dichte eines Schwarzen Lochs bestellt? Der Schwarzschild-Radius wächst ja linear mit der Masse. Das Volumen innerhalb dieses Horizontes hingegen wächst kubisch. Kann es also sein, daß es in sehr sehr massereichen Schwarzen Löchern Bereiche weit abseits des Massezentrums gibt, die gar nicht mal sooo ungemütlich sind? Also vergleichsweise normaler Raum? Wie groß ist denn überhaupt der Schwarzschild-Radius so eines Milliarden-Sonnenmassen-Gebildes? Wäre man dort überhaupt schon innerhalb der Roche-Grenze, an der Körper aufgrund inhomogener Gravitationskräfte zerrissen werden? Auch muß man sich ja die Frage stellen, wie eine ins Loch stürzende Materie überhaupt jemals in die Nähe des Massezentrums kommen soll, wenn ihre Eigenzeit am Schwarzschild-Radius gravitationsbedingt stehen bleibt? Und jetzt die verwegenste Frage: liefe noch näher am Zentrum die Zeit rückwärts? Hätte man es also mit einer Welt zu tun, in der alles vom Zentrum wegstrebt statt darauf zu? Wie würde sich das auf die Masseverteilung auswirken?

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Dichte eines Schwarzen Lochs 07 Jul 2017 15:39 #16720

Ja, es gibt supermassive Schwarze Löcher mit einer relativ geringen mittleren Dichte (wie z.B. die von Wasser), bei denen man gar nicht merkt, dass man den Ereignishorizont überschreitet.

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 08 Jul 2017 18:28 #16741

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Ist das wirklich so? Das hätte ich nicht gedacht. Je größer das SL, desto mehr Masse beeinhaltet es doch. Was wirkt im SL der Gravitation entgegen? Ich bin erstaunt!

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Dichte eines Schwarzen Lochs 08 Jul 2017 18:38 #16742

Meines Wissens kann man derzeit nichts darüber sagen, wie es im Inneren eines Schwarzen Lochs aussieht. Neben der ART muss man auch quantenmechanische Effekte berücksichtigen und eine Quantengravitationstheorie haben wir noch nicht.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 08 Jul 2017 22:07 #16750

Zur Dichteverteilung innerhalb eines schwarzen Lochs gibt es verschiedene Modelle, die den verschiedenen etablierten Theorien entsprechen. Vgl. beigefügtes Anschauungsmaterial.

LG
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Dichte eines Schwarzen Lochs 08 Jul 2017 22:25 #16753

Ralf schrieb: Ist das wirklich so? Das hätte ich nicht gedacht. Je größer das SL, desto mehr Masse beeinhaltet es doch. Was wirkt im SL der Gravitation entgegen? Ich bin erstaunt!


Je grösser das SL, desto geringer die Krümmung am Ereignishorizont und desto ungefährlicher ist es bei der Annäherung und Überschreitung des EH. Die "kleinen" SL mit ein paar Sonnenmassen sind die schlimmsten, dort wird man spaghettifiziert.

Der Mathematische Beweis müsste in etwa so lauten:

1. Der Schwarzschildradius verhält sich proportional zur Masse.
2. Das Volumen verhält sich proportional zum Radius³.
=> Mit Zunahme der Masse des SL sinkt die mittlere Dichte des SL in der 3. Potenz.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 08 Jul 2017 22:27 #16754

Die ART ist etabliert, die anderen auch? Bekannt ja, aber etabliert? Etabliert meine ich in dem Sinne von durch Experimente und Überprüfungen untermauert. Dieses Attribut verdient nur die ART.
Grüße
Thomas

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Dichte eines Schwarzen Lochs 08 Jul 2017 22:55 #16757

Ich möchte keinen Streit über Begriffsdefinitionen lostreten. Zur Frage, ob und inwieweit man experimentell schwer überprüfbare Theorien akzeptieren sollte, verweise auf die Philosophie von Karl Popper.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 08 Jul 2017 23:49 #16759

Schwer überprüfbare oder gar nicht überprüfbare Hypothesen, es sind streng genommen nur Hypothesen, keine Theorien, sollte man nicht akzeptieren, aber zur Kenntnis nehmen. Wenn diese Hypothesen Vorhersagen machen, die man überprüfen kann, dann umso besser, denn dann und nur dann haben sie eine Chance, einmal zur Theorie zu werden und Eingang in die Lehrbücher zu finden.
In diesem Sinne ist die ART eine Theorie und die anderen Überlegungen nur Hypothesen. Wohlgemerkt, sehr interessante, aber nur Hypothesen.
Grüße
Thomas
PS.: einen Streit brauchen wir deshalb nicht anfangen, das ist allgemein übliche Sprachpraxis in der Physik.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 09 Jul 2017 01:10 #16760

Soweit stimme ich dir zu.

Kannst du mir auch zustimmen, dass die ART im Bereich des Ereignishorizonts (und praktisch auch schon in seiner näheren Umgebung) ihren Status als Theorie verliert?

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Dichte eines Schwarzen Lochs 09 Jul 2017 01:47 #16762

Nein, kann ich nicht, denn der Ereignishorizont ist eine spezielle Lösung der Einsteinglechungen. Karl Schwarzschild hat ihn im Schützengraben im 1. Weltkrieg ermittelt.
Wenn alles so kommt, wie prognostiziert, dann werden wir bald den Schatten, den der Ereignishorizont unseres Milchstraßen -SL auf den Hintergrund wirft, sehen können.
Die ART verliert ihre Aussagekraft erst hinter dem EH. Sie postuliert dort eine Singularität. Diese entspricht einem mathematischen Punkt, in dem die gesamte Energie des Lochs vereinigt ist.
Das gilt für ein statisches SL. Für ein rotierendes SL gilt die Kerrmetrik. Dort findet man dann eine torusförmige Ausprägung des Kernbereichs..
Jedenfalls verliert die ART nicht im Grenzbereich des EH ihre Gültigkeit, sondern erst innerhalb, und da erst in der Singularität, denn dort und nur dort stoßen wir auf Größenordnungen, bei denen die Plankwelt, also die quantenmechanischen Regeln relevant werden.
Die Frage, wer ist dort dominant, das Gravitationspotential, das alle anderen Regeln außer Kraft setzt, oder die Unschärferelationen, die nichts zulassen wollen, das kleiner werden kann, als die Planckgrössen erlauben.. Diese Frage ist offen.
Die Quantengravitation lässt Grüße ausrichten.
Ebensolche
Thomas

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Dichte eines Schwarzen Lochs 09 Jul 2017 02:12 #16763

Die Gültigkeit der ART innerhalb des Ereignishorizonts ist nicht bewiesen. Und auch prinzipiell nicht beweisbar.

Die ART postuliert ein Vakuum zwischen EH und zentraler Singularität, aber mangels experimentellem Nachweis handelt es sich hierbei - deiner Auffassung folgend - "nur" um eine Hypothese.

Tatsächlich ist der Übergang von einem Neutronenstern zu einem schwarzen Loch mit der ART nicht kontinuierlich erklärbar.
Daher favorisiere ich eine der anderen etablierten Hypothesen.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 09 Jul 2017 02:15 #16764

Ach, und eine weitere Kleinigkeit wäre noch richtigzustellen: Die Kerr-Metrik hat keine torusförmige, sondern eine kreisförmige Singularität.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 15:03 #16850

Danke an alle Beitragenden. Was mich umtreibt ist eine möglicherweise falsche populäre Vorstellung vom Wesen des Ereignishorizonts. Es ist ja offenbar mitnichten so, daß dort etwas hinein- und hindurchfallen könnte: die Lichtgeschwindigkeit ist bekanntlich in alle Raumrichtungen dieselbe, wenn in Richtung "hinaus" nichts mehr geht, dann geht es auch "hinein" nicht. Und auch in keine andere Richtung. Die Raumzeit und alles, was sie an Materie bzw. Energie in sich trägt, müßte sich sich demnach in dieser - für uns zweidimensionalen - Kugelschale befinden bzw. knapp außerhalb davon, während im Inneren dieser Sphäre weder Raum noch Zeit existieren. Wie denn auch, die Wirkungsgeschwindigkeit um einen Punkt herum kann ja nicht negativ sein. Mithin gäbe es auch keinen Mittelpunkt und keine Singularität.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 15:31 #16852

Segantini schrieb: die Lichtgeschwindigkeit ist bekanntlich in alle Raumrichtungen dieselbe, wenn in Richtung "hinaus" nichts mehr geht, dann geht es auch "hinein" nicht.


Das ist so nicht richtig. Der Schwarzschildradius ist einfach die Lösung der ART bei der die Fluchtgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit ist, bzw sie größer sein müsste für einen erfolgreichen Fluchtversuch.

Man kann sich das sogar noch halbwegs mit Newton anschaulich machen, indem man sich Newtons Kanonenkugel ( en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_cannonball ) vorstellt. Es gibt eben nur 3 Möglichkeiten: Die Kugel fällt auf die Erde, sie geht in einen Orbit oder sie fliegt von der Erde weg. Die Ergebnisse sind abhängig von der Gravitationskonstante G und der Geschwindigkeit V.

Wir reden hier von einem Schwarzen Loch, und die Geschwindigkeit mit der man gerade so noch einen Orbit erreicht sei V=C. Damit fällt die dritte Möglichkeit weg, denn V>C geht nicht, also ist der Orbit das maximal mögliche. Diese imaginäre Linie an der genau das passiert nennt man den Schwarzschildradius.

Das ist aber nicht zwingend gleich dem Umfang des Himmelskörpers den wir Schwarzes Loch nennen, im Gegenteil, in den meisten Fällen ist das schon ein gutes Stück weit vom eigentlichen Körper des Schwarzen Lochs entfernt an der diese Bedingung gilt. Hinter dem Schwarzschildradius müsste selbst C nicht mal mehr für einen Orbit reichen, sondern selbst alles was sich mit C bewegt auf das Schwarze Loch zurückfallen.

Das Problem der Singularität aus der Allgemeinen Relativitätstheorie bezieht sich auf den Mittelpunkt der Masse eines Schwarzen Lochs. Man darf aber nicht vergessen, dass das ein rein theoretisches Gebilde ist. Schwarze Löcher sind real existierende Körper, und wir haben im Prinzip keinen Grund zur Annahme, dass sie sich in ihrer Form von anderen Sternen unterscheiden. Sie sind also große Kugeln aus Materie.

Auch bei der Dichte der Schwarzen Löcher können wir noch rechnen, schließlich kennen wir ihre Gravitationskraft, daraus können wir eine Masse ableiten, und wir können den Radius messen, also haben wir die Masse und das Volumen einer Kugel, oder eines kugelförmig umschriebenen Raums, folglich haben wir auch auch die Dichte.

Die spannende Frage - die wir nicht zu beantworten vermögen - ist ob sich innerhalb eines Schwarzen Lochs die Nuklei der Atome dicht an dicht pressen, ob sie sich auflösen in ihre Quarks oder ob immer noch brav Neutronen an Neutronen hübsche hexametrische Kugelanordnungen bilden. All das können wir nicht herausfinden, weil eben die Fluchtgeschwindigkeit innerhalb des Schwarzschildradius über C liegt.

S = k log W

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 16:13 #16858

Genau das meinte ich mit der möglicherweise falschen Vorstellung. Die Geschwindigkeit der Kanonenkugel addiert sich zur Geschwindigkeit der Kanone und ist zudem relativ zur Geschwindigkeit des Beobachters. Für Licht gilt das alles nicht. Ein Beobachter würde in beide Richtungen, hin zum Massezentrum und davon weg, dieselbe Lichtgeschwindigkeit messen. Mithin kann das sich vom SL entfernende Photon nicht "gebremster" sein als das in Richtung auf das SL abgestrahlte. Es würde nur langwelliger, und sein Pendant kurzwelliger. Und ballistisch auf den Stern zurückfallen würde es erst recht nicht.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 16:29 #16861

Ich weiß nicht genau ob ich dich richtig verstehe, aber mit einem hast du sicher recht, C ist konstant, egal ob sich das Licht auf das Schwarze Loch zu bewegt, oder ob es versucht daraus zu entkommen.

Der Kniff liegt in der ART, die besagt, dass auch Licht der Krümmung der Raumzeit folgen muss. Für die Singularität in der Mitte der Masse des Schwarzen Lochs ist diese Krümmung mathematisch unendlich, physikalisch vielleicht etwas anderes, man weiß es nicht. Geometrisch bedeutet es nach wie vor nur, dass das eine Photon nicht heraus kommt, und das andere Photon sicher hinein gerät, aber beide immer mit V=C.

Während ich das tippe bin ich mir immer sicherer, dass das nicht das ist was du zu sagen versuchst, aber mal schauen. :)

S = k log W

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 16:48 #16863

Segantini schrieb: Genau das meinte ich mit der möglicherweise falschen Vorstellung. Die Geschwindigkeit der Kanonenkugel addiert sich zur Geschwindigkeit der Kanone und ist zudem relativ zur Geschwindigkeit des Beobachters. Für Licht gilt das alles nicht. Ein Beobachter würde in beide Richtungen, hin zum Massezentrum und davon weg, dieselbe Lichtgeschwindigkeit messen. Mithin kann das sich vom SL entfernende Photon nicht "gebremster" sein als das in Richtung auf das SL abgestrahlte. Es würde nur langwelliger, und sein Pendant kurzwelliger. Und ballistisch auf den Stern zurückfallen würde es erst recht nicht.


Ich denke, hier verkennst du eine Kleinigkeit (oder zwei). Erstens: Ein genau am Ereignishorizont entstehendes Photon mit Richtung vom Zentrum weg würde auf dem weg nach draußen seine gesamte Energie und seinen Impuls wieder ans schwarze Loch abgeben. Dabei würde der Lichtquant immer langwelliger und letztlich nicht mehr messbar sein.
Zweitens sind die Geodäten der Raumzeit nahe dem ereignishorizont zum Loch hin gekrümmt, so dsss schräg ausgesandte Lichtstrahlen sehr wohl zum Loch hin abgelenkt würden. Sind sie knapp außerhalb des Ereignishorizonts entstanden, verlassen sie das Loch auf einer Spiralbahn. Auch hier holt sich das Loch einen Gutteil des Impulses, der im Lichtquant steckt, durch die gravitative Rotverschiebung wieder zurück.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 17:11 #16868

Hallo Madouc99, Licht folgt der Krümmung der Raumzeit, das ist richtig. In einem hinreichend kleinen Betrachtungsvolumen dürfte das aber keine Rolle spielen. Für uns externe Beobachter kann also ein lichtschnelles Teilchen, das nahe am Schwarzschild-Radius emittiert wird, nicht von dort entkommen, aber eben auch nicht weiter in das SL hineinfallen. Denn das liefe ja auf eine von der Raumrichtung abhängige höhere Geschwindigkeit hinaus. Deshalb denke ich, daß dieser Punkt eine unüberwindliche Grenze darstellt. Unüberwindlich, weil das Passieren der Grenzfläche nach unseren Maßstäben unendlich lange dauert.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 17:58 #16873

Hi Segantini,

ich stimme dir zu, dass von einem externen Beobachter aus betrachtet der Sturz einer Strahlungsquelle ins schwarze Loch unendlich lange dauert.

Allerdings ist der externe Beobachter nicht in der Lage festzustellen, wie alt das von der Strahlungsquelle ausgesandte Licht ist. Da für das Licht selbst ja keine Zeit vergeht erreicht es, sofern es außerhalb des Ereignishorizonts abgestrahlt wurde, letztlich auch den externen Beobachter. Deine Aussage ist also insofern unzutreffend, dass das Licht weder entkommt noch hineinstürzt. Es gibt im Grunde nur die zwei Fälle: 1. Abgestrahlt innerhalb des EH. Folge: Licht bleibt drin. 2. Abgestrahlt außerhalb. Folge: Licht entkommt.

Der theoretische Grenzfall, auf den nur ein infinitesimal kleiner Anteil der Lichtmenge der stürzenden Strahlungsquelle (also praktisch 0 Strahlungsleistung) entfällt, würde so aussehen, dass die Quanten sich zwar auf den Weg nach draußen machen, dabei aber ihre gesamte Energie durch Rotverschiebung wieder an das schwarze Loch verlieren. Das Licht würde also zu einer Radiowelle, deren Quanten im Extremfall aufgrund ihrer immer weiter ansteigenden Wellenlänge als einzelne Teilchen gar nicht mehr nachweisbar wären. Letztendlich würden sie aufgrund von Beugungseffekten in eine vollkommen unvorhersehbare Richtung abgestrahlt.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 23:27 #16884

Ergänzend sei bemerkt, dass die ART sehr wohl noch Aussagen macht jenseits des Ereignishorizonts.
1. dort verkehren sich die Eigenschaften der Raumzeit in ihr Gegenteil.
Der dreidimensionale Raum wird eindimensional und kennt nur noch eine Richtung, nämlich zum Zentrum hin.
Die Zeit wird mehrdimensional und so ist innerhalb des EH quasi die Vergangenheit und die Zukunft gleichzeitig präsent.
Und
2. kann man im Innern eines SL nicht mehr von Materie sprechen. Es gibt dort keine Elementarteilchen mehr. Und Photonen, wie es sie in unserer Welt gibt auch nicht mehr.
Eine exotische Energieform versammelt sich im Zentrum und bildet dort eine unendliche Krümmung aus. Und nur da verliert die ART ihre Aussagekraft. Und zwar deshalb, weil es in der Physik eigentlich keine Unendlichkeiten geben sollte. Die Mathematik hat damit kein Problem.

Wohlgemerkt: diese Feststellungen stützen sich auf die ART. Quantenmechansiche Regeln, wie man sie jetzt für den sehr kleinen Kernbereich bräuchte, sind hier nicht berücksichtigt, da die daraus resultierende QG ihre Standfestigkeit noch nicht unter Beweis gestellt hat.
Grüße
Thomas

Grüße
Thomas
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Dichte eines Schwarzen Lochs 10 Jul 2017 23:48 #16887

Richtig! Und ergänzend sollten wir auch noch anfügen, dass die Aussagen, die die ART über die Physik innerhalb des Ereignishorizonts trifft, Voraussagen sind, die experimentell nicht überprüft werden können.
Also reine Spekulation.

Diese Voraussagen treffen nur dann zu, wenn es nicht einen uns unbekannten Effekt gibt, der das schwarze Loch von innen stabilisiert. Dieser Effekt könnte von einer Art dunkler Energie herrühren, oder von Strings, die sich in starken Gravitationsfeldern zum Zentrum hin anordnen, oder es könnte eine de-sitter-Blase geben.

Fakt ist: Wir wissen darüber nichts. Alle diese Modelle würden der ART auch gar nicht widersprechen, sondern sie konkretisieren lediglich, wie das vermeintliche Vakuum innerhalb des schwarzen Lochs beschaffen sein könnte und vermeiden so die zentrale Singularität.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 00:51 #16892

Widerspruch!
Die ART ist eine Theorie, keine Hypothese, und damit eine tragende Säule der Physik.
Deshalb sind Ausagen, die sie innerhalb des EH macht, von ganz erheblicher Bedeutung im Vergleich mit Aussagen der Stringtheoretiker oder anderer Modelle.
Richtig ist, dass wir keine Experimente anstellen können, da wir kein SL ins Labor holen können. Es wäre auch richtig zu sagen, dass uns das Jenseits des EH keine Beobachtungsinformationen liefern wird. Kommt ja nix mehr raus aus demselben.
Alternative Modelle haben dagegen einen deutlich erhöhten Spekulationscharakter.
Die ART versagt nur in der Singularität, nicht vorher, auch wenn man nicht hinter den Ereignishorizont blicken kann. Davon wären alle Alternativen übrigens auch betroffen!
Grüße
Thomas

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Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 01:14 #16893

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Zum glück ist es von hier aus nicht zu überprüfen, sonst gebe es uns nicht.
Ich betrachte Schwarte Löcher als ein Objekt, sonst macht es mich dumm. Somit hab ich da eine recht Objektive sich drauf, was jedoch mir gar nicht passt, ist das rein Interpretieren von zusammen gebastelten Strings in diesem zusammen hang, aus genau solchen gründen hab ich zu Mathematik eine Starke Hass-Liebe entwickelt, denn zb. diese erzeugen Spagetti? Naja guten Appetit. Also von draußen gesehen mag es wohl so aussehen. Jedoch ist eindeutig Gravitation viel schwächer als die Elektromagnetische kraft, nur weil der Raum so extrem verformt ist, ist meiner festen Überzeugung nach das Objekt vor Ort in Tackt und nicht da ins Unendliche hin gezogen/gedehnt/zerrissen.
Ereignishorizont vergleiche ich gern mit Mesopause, böses Forum, seit ich hier Aktiv dabei bin haben Schwarze Löcher ihre exotische Mysterien komplett verloren. :D Also da gibt es weder etwas Schwarzes, und erst recht nicht ein Loch. Da die Raum Geometrie dort auf grund der Maße anders ist hat auch das Lichtquant eine komplett andere form/Wellenlänge, also alles ist anders von uns aus gesehen, und eventuell nie messbar.

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

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
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Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 02:04 #16897

Thomas schrieb: Widerspruch!
Die ART ist eine Theorie, keine Hypothese, und damit eine tragende Säule der Physik.
Deshalb sind Ausagen, die sie innerhalb des EH macht, von ganz erheblicher Bedeutung im Vergleich mit Aussagen der Stringtheoretiker oder anderer Modelle.
Richtig ist, dass wir keine Experimente anstellen können, da wir kein SL ins Labor holen können. Es wäre auch richtig zu sagen, dass uns das Jenseits des EH keine Beobachtungsinformationen liefern wird. Kommt ja nix mehr raus aus demselben.
Alternative Modelle haben dagegen einen deutlich erhöhten Spekulationscharakter.
Die ART versagt nur in der Singularität, nicht vorher, auch wenn man nicht hinter den Ereignishorizont blicken kann.


An und für sich korrekt; mir gefällt nur nicht, was das impliziert. Du sagst ja, dass die ART, weil sie "draußen" gilt, auch "drinnen" gelten muss, und zwar bis zur zentralen Singularität.

Jedoch stellt der Ereignishorizont eine Grenze dar, hinter der die Korrektheit der Theorie nicht mehr überprüft werden kann.

Und sie ist ja auch in sich widersprüchlich: Einerseits wird gesagt, dass zwischen dem EH und der zentralen Singularität ein Vakuum ist. Andererseits postuliert man Objekte, die durch den Ereignishorizont hindurch in Richtung Singularität fallen und vom Übergang gar nichts mitkriegen.
Also müssen sich offensichtlich irgendwann auch mal Objekte zwischen EH und Singularität befinden.

Wer dieser Aussage widerspricht und ein perfektes Vakuum postuliert, der hat zumindest mal das Problem zu erklären, was die Objekte davon abhält den Ereignishorizont zu überschreiten, wie sie sich ab diesem Zeitpunkt (in ihrer Eigenzeit) verhalten, und in was sie sich letztlich verwandeln.

Ich kann mit das mit Fuzzballs, dunkle-energie-blasen und great walls of fire jedoch viel besser veranschaulichen als mit einem Vakuum plus Singularität. Und dieses Problem hatte Einstein wohl auch - immerhin hat seine Theorie diese Fragen offen gelassen.

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Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 02:41 #16903

Nein, Einstein hatte dieses Problem mit Sicherheit nicht. Dass seine Theorie zur Existenz SL führen würde, war ihm zum Zeitpunkt der Veröffentlichung überhaupt nicht bewusst.
Der Kern der ART sind nichtlineare Differentialgleichungen. Dh., dass sich Gravitation durch das Zusammenstürzen selbst verstärkt. Ein sich aufschaukelnder Prozess.
Man könnte auch so formulieren:
Beim Kollaps nimmt die Bedeutung des sich selbst verstärkenden Gravitationspotentials zu, während die Bedeutung der Materie als Materieform verliert.
D.h., dass die Materie, so wie wir sie kennen, gar nicht mehr existiert. Sie erleidet eine Transformation über deren Wesen wir nichts wissen.
Es stürzen also keine Dinge mehr ins Zentrum, sondern eine Energieform, die wir nicht beschreiben können, da wir darüber keine Informationen haben, wie diese Energieform aussehen könnte.
Wir wissen nur, dass die Masse und Energie, die sich das SL von außen geholt hat, nicht verschwindet, sondern sich in ihrer Gravitationswirkung nach wie vor zeigt.
Ein Vakuum zwischen EH und Singularität kann ich mir nur vorstellen, wenn das SL gerade nichts frisst, also keine Nahrung von außen erhält.
Grüße
Thomas
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Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 09:47 #16917

Daran anknüpfend baut sich meine Vorstellung auf. Ich glaube nicht, dass sich die Elementarteilchen beim Kollaps bzw. beim Sturz in ein schwarzes Loch auf mysteriöse Weise in etwas anderes umwandeln.

Ich formuliere jetzt mal eine wilde Hypothese. Richtigstellungen sind ausdrücklich erwünscht:

In einem schwarzen Loch verbleibt jegliche an Fermionen gekoppelte Ladung auf einer Schale knapp außerhalb des Ereignishorizonts. Die an Bosonen gekoppelte Ladung (elektronen, myonen, positronen etc.) und die mit ihr verbundene Masse zieht sich zu einem Punkt (schwarzschild) bzw. kreis (kerr) zusammen. Da der Großteil der positiven Ladung in unserem Universum jedoch an Fermionen gebunden ist, entstehen dadurch zwei Pole: Die Schale (+) und die Kernsingularität (-). Sie ziehen sich gegenseitig gravitativ und elektromagnetisch an.

Ende der wilden Hypothese.

Interessant sind die Konsequenzen, die sich daraus ergeben: Und zwar muss für die Trennung von Ladungsträgern ja Energie aufgewendet werden. Doch wo soll die im Fall des gravitativen Kollaps herkommen?

Hier ist die zweite wilde Hypothese, die sich daran anschließt:
Vermutlich ist es so, dass die Energie überhaupt nicht aufgewendet werden muss, da aus Sicht des Elektromagnetismus gar kein Raum zwischen den Polen existiert, den das Feld überbrücken müsste. D.h. die starke Gravitation verdrängt den Elektromagnetismus. Wenn das so ist, dann folgt daraus, dass auch umgekehrt starke elektrische Felder die Gravitation verdrängen und die Raumzeit "stabilisieren" würden.

An die Experten unter uns: Ist das der Fall? Bzw. gibt es Theorien, die solch einen Effekt beschreiben?

LG
Reisender

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Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 10:32 #16924

Thomas schrieb: 2. kann man im Innern eines SL nicht mehr von Materie sprechen. Es gibt dort keine Elementarteilchen mehr. Und Photonen, wie es sie in unserer Welt gibt auch nicht mehr.


Wie kommt man darauf?

S = k log W

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S = k log W

Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 13:14 #16939

Thomas schrieb: 2. kann man im Innern eines SL nicht mehr von Materie sprechen. Es gibt dort keine Elementarteilchen mehr. Und Photonen, wie es sie in unserer Welt gibt auch nicht mehr.

Thomas versteht mich. Wir sind uns doch darüber einig, daß die Raumkrümmung im Umfeld eines massereichen Körpers eine gravitative Zeitdilatation verursacht. Nach meinem Verständnis heißt das: Abläufe erscheinen verlangsamt. Am Ereignishorizont unendlich verlangsamt (dennoch hätte natürlich die an diesem Ort gemessene Lichtgeschwindigkeit genau denselben Wert wie überall). Ein Bewegen von Masse über die Schwarzschild-Grenze hinweg jedoch wäre, von außen betrachtet, unmöglich. Womit sich die Frage, was damit weiter innen passiert, gar nicht stellt.

Warum aber kann das Licht nicht entkommen? Photonen haben doch keine Masse? Ich schätze, die Ablenkung des Photons im Schwerefeld hat gar nichts mit Gravitation zu tun, sondern ist rein ein Ergebnis der Raumkrümmung. Also ein Scheineffekt. Das Photon hat ja auch keine feststellbare Flugbahn, wie man aus dem Doppelspalt-Experiment weiß.

Und noch eine letzte Frage: wieso hält die Gravitation alles zurück, nur nicht sich selbst? Sind Masse und Raumkrümmung womöglich dasselbe?

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Dichte eines Schwarzen Lochs 11 Jul 2017 13:39 #16941

Segantini schrieb: Thomas versteht mich. Wir sind uns doch darüber einig, daß die Raumkrümmung im Umfeld eines massereichen Körpers eine gravitative Zeitdilatation verursacht. Nach meinem Verständnis heißt das: Abläufe erscheinen verlangsamt. Am Ereignishorizont unendlich verlangsamt. Dennoch hätte natürlich die an diesem Ort gemessene Lichtgeschwindigkeit genau denselben Wert wie überall. Ein Bewegen von Masse über die Schwarzschild-Grenze hinweg jedoch wäre, von außen betrachtet, unmöglich. Womit sich die Frage, was damit weiter innen passiert, gar nicht stellt.

Warum aber kann das Licht nicht entkommen? Photonen haben doch keine Masse? Ich schätze, die Ablenkung des Photons im Schwerefeld hat gar nichts mit Gravitation zu tun, sondern ist rein ein Ergebnis der Raumkrümmung. Also ein Scheineffekt. Das Photon hat ja auch keine feststellbare Flugbahn, wie man aus dem Doppelspalt-Experiment weiß.

Und noch eine letzte Frage: wieso hält die Gravitation alles zurück, nur nicht sich selbst? Sind Masse und Raumkrümmung womöglich dasselbe?


Ich verstehe dich auch. Da in einem schwarzen Loch für den äußeren Betrachtet keine Zeit vergeht, kann sich darin aus desen Sicht auch nichts bewegen. Ein messbares Absinken von Materie innerhalb des Ereignishorizonts findet nicht statt. Die besagte Strahlungsquelle, die sich dem EH nähert, sendet immer schwächere und langwelligere Strahlung aus, bevor sie den EH überschreitet. Nun hat langwellige Strahlung jedoch auch die Eigenschaft, dass sie nicht scharf abgebildet werden kann. Die Ortsunschärfe der Strahlungsquelle nimmt also zu. Den Prozess zuende gedacht, verteilt sich die stürzende Strahlungsquelle gleichmäßig über die Oberfläche des Ereignishorizonts und lässt ihn ein kleines Stück anwachsen.

Aus Sicht der Strahlungsquelle selbst kann logischerweise nichts geschehen, was dem widerspricht. Bildlich gesprochen: Sie zerschellt auf der Oberfläche.

Die Vorstellung, dass ein zusammengesetztes Objekt den Ereignishorizont ungehindert passieren könnte, ist mMn. jedenfalls irreführend.

Übrigens - zu deiner Aussage: Photonen hätten keine Masse. Die haben sie sehr wohl. Sie haben nur keine Ruhemasse. Deshalb bewegen sie sich ja auch mit Lichtgeschwindigkeit.
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