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Autor Thema: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch  (Gelesen 9302 mal)

monarch87

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Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« am: 20. August 2011, 18:00:49 »
Große SL sollten gemäß der Formel sehr kalt sein dann ne?

Hier und da les ich aber manchmal, dass die Zeit so langsam vergehen würde,dass es sehr lange (>millionen Jahre)dauern würde bis man was zu spüren bekommt.

Ich weiss keiner weiss eiglt. was im SL mit jemanden passiert und das sind nur Spekulationen.
Aber würde man nicht direkt erfrieren??
Wie wirkt die Kälte auf einen Körper, ist sie gleichmäßig im SL verteilt?
Dann wollt ich noch fragen, wie es mit der Hintergrundstrahlung im SL aussieht.
Man redet ja immer von kleinen Abweichungen in der HGS und das sich so auch die Materie im Beginn der Zeit sammeln konnte.
Könnte diese Punkte nicht einfach SL sein?
Und müsste nicht ein Gefälle Richtung SL von der HGS kommen,da die Konzentration (wegen der nicht vorhanden "Information",die auch die Teilchen nicht erhalten) höher sein müsste??
(ok kann auch sein,dass die Konz. niedriger "man weiss es nicht")

Wenn sogar der Fall eintrifft,dass die Konz an HGS außerhalb niedriger ist, könnte das die Ursache der Hawkingsstrahlung oder eines Energieflußes anderen Ursprungs sein.

Desweiteren frag ich mich, wie sieht es mit der wachsenden Krümmung aus?Kann die Krümmung überhaupt weiter wachsen,als bisschen >Fluchtgeschwindigkeit C?

Bräuchte man verschiedene Überlichtgeschw. um aus den entsprechenden SL von bestimmten größen entkommen zu können?

Und dann hab ich noch die Frage:
Nichts kann entkommen aus dem SL, weil Materie sich dem niedrigsten Energieaufwand beugt.
Aber Lebewesen, wie der Mensch müssen nicht diesen Gesetzen horschen- wir sind in der Lage die "Krümmung" (Gravitation) mit Energieaufwand zu überwinden- in Form von Raketen zb.
Wieso sollte es uns nicht möglich sein , aus einem SL genauso, mit hohem Energieaufwand, wieder zu entkommen?
Genauso frag ich mich, wieso man nicht ein stabiles langes Seil nehmen kann , es ins SL halten und dann wieder raus ziehen kann???
Ich meine wenn man Materie fallen lassen würde, würde sie ja natürlich zur Erde fallen, wenn wir sie aber an einem Seil runterlassen und das wieder hochziehen, müsste dies doch möglich sein.

Und diesen Gedanken find ich auch komisch, da ja auch unterschiedliche Zeiten vergehen würden.
Wenn wir jemanden ins SL halten würden und ihn nach 1 Tag wieder rausziehen würden, hätte er dann das Gefühl von einer Sekunde gehabt?

Ich belaß er erstma bei den Überlegungen :p


mfg m87

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #1 am: 20. August 2011, 18:19:03 »
Es schwarzes Loch ist eine Einbahnstraße.

Man kann da nichts rein stecken und zurück holen.

A) Ein Seil scheidet bei stellaren SL aus weil die extrem hohen Gezeitenkräfte es zerreissen würden.

B) Die Zeit drehnt sich ins unendliche für einen aussenstehenden Beobachter, er würde praktisch sehen wie etwas kurz vor dem Schwarzschildradius wie eingefrohren in der Zeit stehen bleibt, würde man von dort aufs Universum zurück kucken würde man sehen wie alle Sterne schnell verlöschen und es dunkel wird.

Ava


Offline Kryo

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #2 am: 20. August 2011, 18:48:36 »

Wieso sollte es uns nicht möglich sein , aus einem SL genauso, mit hohem Energieaufwand, wieder zu entkommen?

Um von einem Zentralkörper wegzukommen benötigt man eine bestimmt Fluchtgeschwindigkeit. Ansonsten bewegt man sich in einem Orbit um diesen Körper.
Bei der Erde benötigt man ca 11.2 km/s als Geschwindigkeit um von der Erdoberfläche aus dem gravitativen Einfluss der Erde zu entkommen.
Vom Jupiter benötigt man schon knapp 60 km/s.
Um von der Sonne wegzukommen benötigt man 617 km/s (Oberfläche. Da wir uns aber ja nicht auf der Sonnenoberfläche befinden und die Erde selbst schon mit knapp 30 km/s um die Sonne wandert, ist die Fluchtgeschwindigkeit von der Erde aus dem Sonnensystem deutlich geringer!)

Kommen wir zum Schwarzen Loch. Ein schwarzes Loch ist eigentlich auch über die Fluchtgeschwindigkeit definiert, einhergehend mit dem sogenannten Schwarzschildradius. Sobald eine Masse auf einen Körper mit einem Radius kleiner als den Schwarzschildradius zusammengepresst wird, wird sie zu einem Schwarzenloch. Theoretisch gesehen könnte sogar die Erde ein Schwarzes Loch geben, wenn sie auf eine Kugel mit 9mm Radius, bzw 18mm Durchmesser zusammengedrückt wäre. Praktisch ist das nicht möglich, weil die Druckkräfte im Innern dagegen wirken. Sobald also der Erdradius 9mm erreichen bzw unterschreiten würde, wäre die Fluchtgeschwindigkeit von der Erde größer als die Lichtgeschwindigkeit.

Was ist also ein schwarzes Loch? Ein Körper, von dessen Oberfläche die Lichtgeschwindigkeit als Fluchtgeschwindigkeit benötigt wird. Jetzt wissen wir aber, dass nach der Relativitätstheorie nichts schneller als Licht sein kann. Licht selbst entkommt von dem körper nicht mehr, und also auch nichts anderes als Licht.
Eine Rakete kann nicht über Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Wenn man immer mehr Antriebsenergie reinpumpen würde in die Rakete (mal abgesehen von den immer kleiner werdenden Wirkungsgraden sämtlicher verügbarer Antriebssysteme bei solchen Geschwindigkeiten), würde die Rakete nicht mehr schneller werden, sondern an Masse zunehmen. Fluchtgeschwindigkeit würde sie also nicht erreichen.


Zitat
Genauso frag ich mich, wieso man nicht ein stabiles langes Seil nehmen kann , es ins SL halten und dann wieder raus ziehen kann???

Schon bei Seilen um die Erde wird es ab einer bestimmten Länge sehr schwierig. Der Gravitationsgradient zerreißt die Seile. Und bei einem schwarzen Loch wäre wohl kein Seil in der Lage dies auszuhalten. (zusätzlich gilt auch das obige, das lässt sich mit einem Seil nicht umgehen).


Zitat
Wenn wir jemanden ins SL halten würden und ihn nach 1 Tag wieder rausziehen würden, hätte er dann das Gefühl von einer Sekunde gehabt?

wenn es möglich wäre, was es aber nich ist und auch nie sein wird, wäre das wohl so. Aber der Zeitbegriff, den wir in unseren Köpfen haben, gilt bei relativistischen Problemen eh nicht.


Offline HK

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #3 am: 20. August 2011, 23:59:31 »
Hallo Kryo, vorab: Dein Beitrag hat mir gut gefallen!


Schon bei Seilen um die Erde wird es ab einer bestimmten Länge sehr schwierig. Der Gravitationsgradient zerreißt die Seile. Und bei einem schwarzen Loch wäre wohl kein Seil in der Lage dies auszuhalten. (zusätzlich gilt auch das obige, das lässt sich mit einem Seil nicht umgehen).


Der Gravitationsgradient zerreißt die Seile? So wie ich ihn verstanden habe, will er ein Seil zum schwarzen Loch herabgleiten lassen. Und dass soll nicht mal bei der Erde machbar sein? Meinst du wegen den unterschiedlichen Momenten die auf der jeweiligen Umlaufbahn/Sphäre auf ein Objekt wirken können (oben das Gravitationsmoment, unten das aerodynamische)? Erzeugen die sooo starke Scherkräfte?

Offline Kryo

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #4 am: 21. August 2011, 00:27:32 »
Gravitationsgradient bedeutet, ein objekt, das sich über große Orbithöhen erstreckt erfährt unterschiedlich starke Anziehung. Das wohl bekannteste Beispiel sind die Saturnringe. Soweit ich weiß, war das einmal  ein Mond (oder mehrere), die durch den Gravitationsgradienten zerrissen wurden. Kurz gefasst: Am unteren Ende des Seils (bzw des Monds) ist die Gravitation verhältnismäßig groß. Um im orbit zu bleiben muss das Objekt seehr schnell sein. Am oberen Ende des Seils ist die Gravitation schon viel geringer. Daher muss dort die Orbitgeschwindigkeit ziemlich langsam sein. Verbinde ich nun beide Enden miteinander wird das obere Ende beschleunigt und das untere abgebremst.

Oberes Ende: Viel zu schnelle Geschwindigkeit für den Orbit. Fliehkraft überwiegt deutlich
Unteres Ende: Zu langsame Geschwindigkeit für den Orbit. Gravitationskraft überwiegt.
Oben wird also nach oben gezogen, unten nach unten.

Das Prinzip könnte z.b. auch für Raumstationen ausgenutzt werden. Dieses Phänomen richtet nämlich längliche Objekte aus und die Lage einer länglichen Raumstation in senkrechter Position wäre stabil (solange keine zu großen auslenkungen geschehen). Am oberen und unteren Ende könnten die Astronauten oder Bewohner sogar stehen, da die Fliehkraft oben und die Gravitation unten überwiegt.

wenn jetzt jedenfalls das Objekt, z.b. Seil immer länger wird, werden auch die Kräfte immer größer. Das Prinzip des Weltraumaufzugs hat das selbe Problem. Man könnte ja ein Seil spannen, an dem ein Aufzug hochfährt. Doch die Kräfte in diesem Seil sind enorm, und auf der Erde wird es jedenfalls schon schwer sowas zu bauen.

Ein schwarzes Loch ist da wohl nie erreichbar (unabhängig von den relativistischen Eigenschaften)

Ich will das jetzt nich weiter ausweiten... "Space Tethers" (weltraumseile) sind ein eigenes Kapitel^^

Offline Pham

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #5 am: 22. August 2011, 16:56:46 »
Es gibt noch einen zweiten Punkt den man berücksichtigen darf, wenn man über das Innere von schwarzen Löchern spekuliert udn darüber wie da etwas wieder heraus kommen könnte:
Wie wir wissen ist innerhalb des Schwarzsschildradius die Fluchgeschwindigkeit > c!
Das bedeutet nicht nur, dass Nichts dem schwarzen loch entkommen kann, sondern erst recht, dass im Inneren nichts "nach oben" driften kann. das gilt nicht für materie, noch für Strahlung oder Felder.
Und vor allem das gilt bis auf subatomare Ebene hinunter. Das heißt, selbst einfache Moleküle disintergrieren. Das Ion, dass sich oberhalb eines anderen Ions befindet, "spürt" das unter ihm liegende Ion nicht mehr, da dazu die Wechselwirkung "bergauf" wirken müsste.
Das gilt sogesehen nicht nur für Ionnen, sondern bis in die tiefste subatomare ebene. Sogesehen zerfallen sogar Quark verbindungnen.
Da allein wirds wieder kritisch mit dem Vorstellung. "Wie sollte das denn gehen?"
deshalb wird sich kaum ein Physiker zu irgend einer Aussage oder Spekulation hinreisen lassen, über mögliche Zustände im Inneren eines schwarzen löchs.
Aber eines scheint ziemlich sicher:
Die Möglichkeit ein Seil in eine schwarzes Loch zu halten und wieder herraus zu ziehen, sind unabhängig vom Radius des schwarzen Lochs aus mehreren Gründen nicht gegeben.
Müssten wir allein dem gesunden Menschenverstand vertrauen, so wäre die Welt noch immer eine Scheibe.

Offline HK

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #6 am: 22. August 2011, 22:40:39 »
Moin Pham,

(geiles Profilbild ^^) zum Zustand im inneren von Schwarzen Löchern liest man ja immer Äußerungen die Zeit würde dort nicht gelten oder aufgehoben sein. Besser Ausgedrückt finde ich: Aufgrund der extremen Krümmung der Raumzeit ist die Zeit Verzerrungen ausgesetzt. Denn dass die Zeit aufhört, kann ich mir nicht so recht vorstellen. Oft werden Verzerrungen ja so beschrieben, dass am Rande des Schwarzschildradius  für einen äußeren Beobachter die Zeit infolge der Raumkrümmung so langsam vergeht, dass ein sich darauf zubewegendes Objekt nie anzukommen scheint, während das Objekt aus dessen Sicht (Bezugssystem) selbst sofort verschluckt von der Singularität. Dieser Annahme liegt die Relativitätstheorie zugrunde, wonach Bewegung und Gravitation dilatative Effekte auf die Zeit haben. Ich frage mich dabei wie die Quantenmechaniker diesen Effekt erklären? Jedenfalls bin ich nicht überzeugt, das im innern eines Schwazen Lochs die Zeit aufgehoben ist, sie hat allenfalls keinen Sinn mehr.

Offline Pham

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #7 am: 25. August 2011, 10:26:24 »
"Im Inneren eines schwarzen Lochs" .. ganz ehrlich? Ich weiß es nicht.  ;)
man kann sich dem schwarzen Loch mit verschiedenen Modellen nähern, die alle einen Aspekt dieser physikalischen Obszönitäten darstellen, aber nie gesamt erklären.

Die Beschreibung verschiedender Bezugssysteme diesseits des Ereignishorizontes wie Du es beschrieben hast und was dabei mit der Raumzeit passiert, ist korrekt. Aber wie gesagt, das beschreibt die Zustände auf unserer Seite des Horizontes. Daneben gibt es aber begrifflich ein "Jenseits" des Horizontes, der sich aus unserem Universum quasi abgeschnürrt hat. Aber damit sind auch wieder die Begriffe Raum und Zeit im Inneren fraglich. Diese sind ja Eigenschaften unseres Universums und mit dem Urknall "geboren". Das "Innere" eines schwarzen Lochs, sofern dies als Zustand überhaupt existiert und nicht nur ein Begriff unseres sogenannten gesunden menschenverstandes ist, ist sogesehen kein Bereich unseres Universums mehr.
Wenn man also darstellt, dass im Inneren eines schwarzen Lochs  die Zeit "aufgehoben" wäre, dann deswegen, weil es sogesehen kein "Inneres" gibt.
Die Raumzeit krümmt sich ja bereits am Ereignishorzont ins Unendliche. (Gibt es ein Tal jenseits eines unendlich hohen Berges?)
Der Begriff "Inneres eines schwarzen Lochs" mach sogesehen soviel Sinn, wie der Begriff "außerhalb des Universums" (was ja einen "Raum" außerhalb implizieren würde - Raum: eine Eigenschaft unseres Universums!)

Das Innere eines schwarzen Lochs ist der Kannichenbau von Alice im Wunderland!  :)

EDIT:
Ich sehe gerade, das dieser Post meinem vorherigem anscheinend widerspricht.
Der erste Post und die Beschreibung, was mit Austauschteilchen passiert, soll eine Darstellung sein, was passieren würde, wenn man klassisch einige Aspekte  (Gesetzmäßigkeiten) in das Innere eines schwarzen Lochs fortführen würde. Dabei werden natürlich andere Aspekte ausgelassen, die eben diese Extrapolation an sich auch wieder ad Absurdum führen.
Es sind eben alles nur Gedankenspiele.

Man darf sich ruhig bewusst werden, dass es für uns, als Beobachter weit von jedem schwarzen Loch entfernt, in diesem Universum (noch) keine schwarzen Löcher gibt, sondern "nur" Objekte, die in ihrem Zustand infinitesimal dicht davor stehen eines zu werden.
Es ist noch nicht genug Zeit vergangen, dass irgend etwas jemals einen Ereignishorizont passiert hat.  Das wird sogesehen auch nie passieren, da alles was auf einen (zukünftigen) Ereignishorzont zufällt, unmittelbar davor in unserem Beszugsystem zum stillstand kommt.
Aus Sicht dessen, was da auf das schwarze Loch zufällt, sieht das natürlich wieder ganz anders aus.   ;)
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Offline HK

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #8 am: 30. Dezember 2011, 20:54:07 »
Ich finde die These dass ein Schwarzes Loch kein Teil unseres Universiums mehr ist sondern quasi ein gesondertes Etwas ist, schwierig zu verdauern. Eigentlich ist es doch nur ein extrem massereiches und dichtes kosmisches Objekt mit der Besonderheit den Raum so stark zu Krümmen das auch Licht gefangen ist.  Nagut angeblich soll zwischen Protonen, Elektronen und Neutronen kein Abstand mehr herrschen und das ganze eine Masse sui generes sein. Aber damit ist es doch noch Teil unseres Universiums. Oder kannst du deine These noch etwas besser verdeutlichen?

Andreas1966

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #9 am: 31. Dezember 2011, 12:09:01 »
Ich finde die These dass ein Schwarzes Loch kein Teil unseres Universiums mehr ist sondern quasi ein gesondertes Etwas ist, schwierig zu verdauern.

Ein gesondertes Etwas kann es doch auch nicht sein, es ist - wenn auch wahrscheinlich nur am Ereignishorizont - mit dem Universum verbunden.

Offline Pham

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #10 am: 03. Mai 2012, 14:26:09 »
Ich finde die These dass ein Schwarzes Loch kein Teil unseres Universiums mehr ist sondern quasi ein gesondertes Etwas ist, schwierig zu verdauern.

Ein gesondertes Etwas kann es doch auch nicht sein, es ist - wenn auch wahrscheinlich nur am Ereignishorizont - mit dem Universum verbunden.
Diese Aussage impliziert wiederum, dass es da "auf der anderen Seite" etwas gäbe, weil  die Kugelfläche scheinbar ein Volumen einschließt. Der gesunde Menschenvestand tut sich da unendlich schwer, diese Kugelfläche (Ereignishorizont) nicht als Mantel für ein "Etwas" zu verstehen, sondern wirklich als eine Grenzfläche ohne ein "Innen" zu begreifen.

Unser Kopf hat vielleicht bereits die ART und ihre möglichen, absurd klingenden Konsequenzen begriffen, aber unser Gefühl/Vorstellungsvermögen ist noch mitten in der Newtonschen Mechanik und euklidscher Geometrie verankert.
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Offline Pham

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #11 am: 04. Mai 2012, 14:51:06 »
Mir ist ein Vergleich eingefallen, der eventuell diesen Begriff "gesondertes Etwas" darstellen kann und wohin das "verschwindet" was den Gravitationskollaps verursacht hat: die Masse des Kollapsars.

Ein Tropfen der an eine Wasserhahn hängt hat in etwa die Form, die die zweidimensionale Raumzeit auf Grund einer in sie eingebetteten Masse hätte. Wenn der Wasserhahn nicht ganz dicht ist, kann man beobachten was passiert wenn der Tropfen schwerer wird:  er verzerrt die Wasseroberfläche immer deutlicher, bis zu einem Punkt, da der Tropfen sich selbst vom Rest des am Hahn hängenden Restwassers abschnürt und für einen Zeitpunkt nur noch über einen Punkt (Singularität?) verbunden ist, bis der Tropfen völlig selbstständig fällt. Für uns  am Wasserhahn verbliebene Wassermoleküle sah es so aus, als ob das gesamte Wasser des Tropfens durch diese Schnürstelle (Singularität) durch musste.
Die Moleküle des Tropfens haben das etwas anders erlebt.

Das Wasser am Wasserhahn ist in dem Vergleich unser Universum ...

Aber nitte: das ist wiederum nur EIN Bild, ein Vergleich für womöglich EINEN Aspekt eines Kollapses.
Jegliche Verallgemeinerungen sind dabei äußerst kritisch zu betrachen, genau wie bei den klassischen Gummituch-Darstellungen.
 
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Offline Sensei

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #12 am: 11. April 2015, 12:08:58 »

Stimmt das wirklich? Ich lese zumindest oft das Gegenteil: Gezeitenkräfte bei einem stellaren Schwarzen Loch würden einen zerreißen, bei einem supermassiven hingegen sind die Auswirkungen selbst in der Nähe vom Ereignishorizont minimal.


Da hast du recht. Die gezeitenkräfte bei einem galaktischen SL sind am Ereignishorrizont nahezu vernachlässigbar


Beim Rest würde ich aber durchweg Volker zustimmen..

Offline Volker

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Re: Fragen/Überlegungen zum Schwarzen Loch
« Antwort #13 am: 23. April 2015, 17:59:18 »
Hallo,

habe noch einmal mit ein paar Kollegen über das Problem gesprochen. Das Problem im Verständnis hier ist, dass man das richtige System benutzen muss, wenn man über die verschiedenen Beobachter spricht. Also, relativ einfach ist das Argument zu entkräften, dass das Schwarze Loch bereits verdampft ist, wenn die hineinfallende Materie es erreicht. Indem etwas sich dem Schwarzen Loch (oder dem Ereignishorizont) nähert, betritt es ja dessen Inertialsystem. Es ist also die Zeit am Ereignishorizont wichtig, und die verstreicht ja nicht schneller oder langsamer im System des Hineinfallenden, sondern es sieht nur von aussen so aus also ob sie langsamer verstreicht.

Dann zu der Frage, ob der Hineinfallende das gesamte Universum verstreichen sieht wenn er zurückblickt. Das ist tatsächlich nicht der Fall. Auch hier muss man aufpassen, dass man das Geschehen im korrekten System betrachtet. Eine laengere Antwort auf diese Frage gibt es hier im stackexchange Forum. Am einfachsten versteht man das Problem und die Antwort dazu eventuell wenn man sich das Kruskal-Szekeres Diagramm anschaut. Dafür muss man aber erstmal nachschauen, was es mit diesen Diagrammen auf sich hat. Hierzu finde ich die Wikipedia Seite zu Kruskal-Szekeres Diagrammen ganz gut.

Gruss,
Volker
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