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Autor Thema: Schwarze Löcher  (Gelesen 130149 mal)

Offline Tobias Kolkmann

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #275 am: 20. Oktober 2015, 00:42:05 »
Hallo UTho,

wissenschaftlich fundierte Aussagen gibt es darüber meiner Meinung nacht nicht. Wir wissen zu wenig über die Singularitäten und können nur "raten", ob schwarze Löcher vielleicht an einem Fleck vereint sind. In der Science Fiction verweist man auf Wurmlöcher, die ebenfalls implizieren, dass es eine andere Raum"dimension" gibt. Von daher ist der Gedanke nicht ganz neu.

"Möglich wäre es" denke ich. Die Stringtheorie geht ja auch von einer Vielzahl noch unbekannter Raumdimensionen aus, also warum sollte es unmöglich sein, dass schwarze Löcher sich darüber verbinden?

Aaber... auf der anderen Seite ist das reine Spekulation und in unserer vierdimensionalen Raumzeit ist es halt unmöglich, "hinter" die schwarzen Löcher zu gucken.
Gängige Theorien gehen davon aus, dass das Universum immer weiter expandiert und nicht wieder in sich zusammenfallen wird.

Mehr kann ich dazu leider auch nicht sagen. Vielleicht weiß jemand, ob es Konzepte der Stringtheorie gibt, die diese Möglichkeit erläutern?


Viele Grüße
Tobias

Offline Prodatron

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #276 am: 20. Oktober 2015, 05:11:51 »
Wäre es nicht möglich, dass sich sämtliche Materie (bezüglich des Endzeitszenarios) durch die Gesamtheit der schwarzen Löcher wieder in einem Punkt vereint werden, wie beim Urknall???

Nein, laut dem aktuellen Wissensstand ist es genau andersrum, da die dunkle Energie einen immer größeren Anteil einnimmt. Da sie expandierend wirkt, wird es eher auf ein "Zerreißen" von aller Materie in (sehr sehr) ferner Zukunft hinauslaufen.

Offline Pham

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #277 am: 20. Oktober 2015, 10:28:22 »
Wäre es nicht möglich, dass sich sämtliche Materie (bezüglich des Endzeitszenarios) durch die Gesamtheit der schwarzen Löcher wieder in einem Punkt vereint werden, wie beim Urknall???

Nein, laut dem aktuellen Wissensstand ist es genau andersrum, da die dunkle Energie einen immer größeren Anteil einnimmt. Da sie expandierend wirkt, wird es eher auf ein "Zerreißen" von aller Materie in (sehr sehr) ferner Zukunft hinauslaufen.
Sofern sich die Theorie der "dunklen Energie" erhärtet und damit die Konsequenz des Big Rip, wird diese Expansion sogar so stark, dass sie im Endeffekt auch schwarze Löcher "zerreisst".
Müssten wir allein dem gesunden Menschenverstand vertrauen, so wäre die Welt noch immer eine Scheibe.

Offline Pham

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #278 am: 20. Oktober 2015, 10:34:23 »
Hallöchen und schönen guten Abend,

gleich vorab bitte ich den verantwortlichen Moderator hier mein Thema zu bewerten und in den richtigen Thread zu ordnen - besten Dank vorab.
Seit kurzem beschäftigt mich ein Gedanke:
Zum Ersten:
Generell bin ich überzeugt, daß unser Universum nicht "flach" ist - eher eine "Hyperkugel" oder sowas (einfach nur durch die Tatsache - Ablauf des Urknall). Harald Lesch hat in seinem Beitrag bezüglich Gravitationswellen den Spruch von sich gegeben: "Wenn ein Kreis nur hinreichend groß genug ist, ist er von einer Geraden nicht mehr zu unterscheiden." (Lesch finde ich einfach genial!!!)
Wie will man auch als Ameise (vergleichsweise) die Erdkrümmung messen oder berechnen ...
Zum Zweiten:
Massen krümmen den Raum => kein Lichtstrahl geht "gerade" durch den Raum ...
Zum Dritten:
Schwarze Löcher sind recht schwer und krümmen den Raum unglaublich stark und "tief" ...
Nun mein Gedanke oder die Frage:

Ist es nicht möglich, daß sich alle schwarzen Löcher oder zumindest ein Teil von denen, die "tief" genug sind, sich in einer Region dieser "Hyperkugel" treffen also in einer gemeinsamen Singularität ???
Wäre es nicht möglich, dass sich sämtliche Materie (bezüglich des Endzeitszenarios) durch die Gesamtheit der schwarzen Löcher wieder in einem Punkt vereint werden, wie beim Urknall???

UTho
Das einzige, was wir beobachten und beschreiben können, ist die Physik bis zum Ereignioshorizont. Alles was "dahinter" kommt ist reine Spekulation und wird es auch immer bleiben.
In dem Bild der "Hyperkugel", wie Du sie beschreibst, ist der Eriegnishorzont quasi "eingefrorene Raumzeit" zum Zeitpunkt des Entstehens des schwarzen Lochs.
Wie löchrig dieses Bild allerdings ist, zeigt sich daran, dass ein einfallender Beobachter, nicht in der Zeit zum Zeitpunkt der Entstehung des schwarzen Lochs "zurück" reist, sondern innerhalb seines Systems ganz normal weiter in die Zukunft reist (die Uhren ticken für ihn normal weiter).

Was passiert, sobald er den Ereignishorizont überschreitet, ist allerdings eine Extrapolation unserer hiesigen Bedingungen in völlig unbekanntes Terrain.
Müssten wir allein dem gesunden Menschenverstand vertrauen, so wäre die Welt noch immer eine Scheibe.

Offline Sensei

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #279 am: 20. Oktober 2015, 10:56:53 »
Wäre es nicht möglich, dass sich sämtliche Materie (bezüglich des Endzeitszenarios) durch die Gesamtheit der schwarzen Löcher wieder in einem Punkt vereint werden, wie beim Urknall???

Nein, laut dem aktuellen Wissensstand ist es genau andersrum, da die dunkle Energie einen immer größeren Anteil einnimmt. Da sie expandierend wirkt, wird es eher auf ein "Zerreißen" von aller Materie in (sehr sehr) ferner Zukunft hinauslaufen.
Sofern sich die Theorie der "dunklen Energie" erhärtet und damit die Konsequenz des Big Rip, wird diese Expansion sogar so stark, dass sie im Endeffekt auch schwarze Löcher "zerreisst".
Meinst du echtes zerreißen oder nur zerstrahlen aufgrund ihrer hawkings Strahlung

Und Reine Spekulation würde ich die Theorien zu SL auch nicht nennen.  Theorien müssen schon in sich geschlossen und am besten auch mathematisch Beschreibbar sein.
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Offline Pham

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #280 am: 20. Oktober 2015, 11:07:08 »
Wäre es nicht möglich, dass sich sämtliche Materie (bezüglich des Endzeitszenarios) durch die Gesamtheit der schwarzen Löcher wieder in einem Punkt vereint werden, wie beim Urknall???

Nein, laut dem aktuellen Wissensstand ist es genau andersrum, da die dunkle Energie einen immer größeren Anteil einnimmt. Da sie expandierend wirkt, wird es eher auf ein "Zerreißen" von aller Materie in (sehr sehr) ferner Zukunft hinauslaufen.
Sofern sich die Theorie der "dunklen Energie" erhärtet und damit die Konsequenz des Big Rip, wird diese Expansion sogar so stark, dass sie im Endeffekt auch schwarze Löcher "zerreisst".
Meinst du echtes zerreißen oder nur zerstrahlen aufgrund ihrer hawkings Strahlung

Und Reine Spekulation würde ich die Theorien zu SL auch nicht nennen.  Theorien müssen schon in sich geschlossen und am besten auch mathematisch Beschreibbar sein.
Zu Deiner ersten Frage:
"Zerreissen" (und deswegen in "") meine ich aufgrund der Hwaking-Strahung. Sofern sich bei zunemdenr Expansion der Raum immer schneller ausdehnt, wird die Strahlung unmittelbar am ereignishorziont dadurch intensiver.
Das schwarze Loch "verdamft" somit zunehmend schneller wie der Raum immer schneller expandiert ... schließlich explosionsartig.

Zu Deinem zweiten Kommentar meine ich nicht die Theorie um schwarze Löcher selbst (auch wenn diese genau genommen aus unserer Perspektive noch nicht existieren, da so bisher noch ein einziges Teilchen den Ereignishorizont überschritten hat, sondern am Ereignsihorzizont quasi eingefroren ist).
Was ich meinte, ist Spekulation um das "Innen" eines schwarzen Lochs. Wir haben keine Information von jenseits eines Ereignishorizontes und werden diesen innerhalb der Lebenszeit unseres Universums auch nicht erhalten, sofern wir uns selbst nicht auf den Weg dorthin machen.
Was wir tun, ist in das schwarze Loch hinein extrapolieren, was zum Teil zu absurden Annahmen/Ergebnissen führt.
Müssten wir allein dem gesunden Menschenverstand vertrauen, so wäre die Welt noch immer eine Scheibe.

Offline Sensei

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #281 am: 20. Oktober 2015, 11:51:32 »
Richtig.
Ich verwehre mich nur gegen die gegenteilige Tendenz: in schwarze Löcher hinein zu dichten worauf man gerade Lust hat.
DAS geht eben auch nicht. Man kann durchaus sagen,  wie es in SL nicht aussieht.


Und Beschleunigung der hawkings Strahlung höre ich jetzt zum ersten mal. Die Expansion des Kosmos soll dich nicht lokal sondern nur auf große Entfernungen hin erfolgen?

Hast du eine Quelle zum explosiven verdampfen der Löcher?
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Offline m.hecht

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #282 am: 20. Oktober 2015, 13:34:11 »
Und Beschleunigung der hawkings Strahlung höre ich jetzt zum ersten mal. Die Expansion des Kosmos soll dich nicht lokal sondern nur auf große Entfernungen hin erfolgen?

Hast du eine Quelle zum explosiven verdampfen der Löcher?

Klar gibts da Quellen. Das BigRip Szenario:
https://de.wikipedia.org/wiki/Big_Rip

Aus der Wikipedia
Zitat
Das Universum würde von den größten zu den kleinsten Strukturen zerreißen. Zuerst trifft es Galaxienhaufen, dann Galaxien, das Sonnensystem, die Erde, Atome usw.

Mane

Offline Prodatron

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #283 am: 20. Oktober 2015, 13:46:46 »
Die Hawking Strahlung hat damit aber nichts zu tun. Die resultiert aus Vakuumfluktuationen, bei denen spontan in der Nähe des Ereignishorizontes Teilchen-Antiteilchen-Paare entstehen.
Die immer schneller werdende Expansion des Universums dagegen, die im Entstadium auch zu einem Zerreißen aller Massen führen könnte, geht halt auf die dunkle Energie/Phantomenergie zurück.

Offline m.hecht

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #284 am: 20. Oktober 2015, 13:57:21 »
Im BigRip Szenario expandiert der Raum zum Schluss so schnell, dass selbst die Starke Kernkraft zu schwach ist um die Kerne weiter zusammenhalten zu können. Deshalb würden in diesem Szenario die Atomkerne zerreißen. Die Gravitation (die maßgebliche Kraft die Schwarze Löcher überhaupt erst ermöglicht) ist aber viel schwächer als die Starke Kernkraft. Schwarze Löcher müssten sich dann also bereits vor den Atomen auflösen.

Mane

Offline Pham

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #285 am: 20. Oktober 2015, 15:04:40 »
Im BigRip Szenario expandiert der Raum zum Schluss so schnell, dass selbst die Starke Kernkraft zu schwach ist um die Kerne weiter zusammenhalten zu können. Deshalb würden in diesem Szenario die Atomkerne zerreißen. Die Gravitation (die maßgebliche Kraft die Schwarze Löcher überhaupt erst ermöglicht) ist aber viel schwächer als die Starke Kernkraft. Schwarze Löcher müssten sich dann also bereits vor den Atomen auflösen.

Mane
Nicht zwingend.
Die starke kernkraft ist zwar unglaublich viel stärker als die Gravitationskraft, aber eben nur im Vergleich (so uiehen sich Proton und Neutron im kern stärker aufgrund der starken WW an, als aufgrund der gegenseitigen Gravitation).
In einem schwarzen Loch wird die Gravitation allerdings derart hoch, dass auch die starke WW keine Chance mehr hat, gegen die Gravitation anzustinken. Ein einfallender Atomkern wird spätestens in dem Moment, in dem er den ereignishorizont passiert zerrissen.
grund:
Am Ereignishorizont erreicht die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit. Kein Austauschteilchen einer Kraft kann dabei "bergauf" wirken.  In einem Deuterium-Kern befinden sich ein Neutron und ein Proton. Sobald sich eines der tiefer befindet, kann es also das darüber liegende Teilchen nicht mehr "sehen".  Das Deuterium zerfällt. Und im Übrigen auch aus dem gleichen Grund alle Quarkverbindungen.

Dann ist die Gravitation die stärkste Kraft im Universum ... bis zu dem Moment wo die dunkle Energie asymtotisch ansteigt.
Müssten wir allein dem gesunden Menschenverstand vertrauen, so wäre die Welt noch immer eine Scheibe.

Offline m.hecht

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #286 am: 20. Oktober 2015, 15:34:13 »
grund:
Am Ereignishorizont erreicht die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit. Kein Austauschteilchen einer Kraft kann dabei "bergauf" wirken.  In einem Deuterium-Kern befinden sich ein Neutron und ein Proton. Sobald sich eines der tiefer befindet, kann es also das darüber liegende Teilchen nicht mehr "sehen".  Das Deuterium zerfällt. Und im Übrigen auch aus dem gleichen Grund alle Quarkverbindungen.

Ist das so? Es ist doch so, dass ein Schwarzes Loch eben nicht nur den Raum so stark krümmt das nichts mehr entkommen kann, sondern eben die Raumzeit. Für jedes Teilchen das den Ereignishorizont überschreitet vergeht die Zeit dann praktisch nicht mehr. Wie kann es dann zerfallen?

Wenn im BigRip Szenario der Raum (oder genauer gesagt die Raumzeit) zum Schluss so schnell expandiert wirkt das doch der vom SL verursachten Raumzeitkrümmung entgegen. Der Ereignishorizont müsste dann doch weiter nach innen gedrückt werden und für die Teilchen am Rand würde die Zeit wieder vergehen und sie könnten vom BigRip zerrissen werden.

So genau hab ich mich mit dem BigRip noch nicht beschäftigt aber das wäre jetzt meine Schlussfolgerung.

Mane

Offline Tobias Kolkmann

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #287 am: 20. Oktober 2015, 19:53:04 »
Die ursprüngliche Frage hatte ich so verstanden, dass wir nicht mehr von unserem dreidimensionalen Raum reden, sondern von einem mehrdimensionalen Raum. Rein hypotetisch gibt es wohl wenig, was dagegen spricht, aber auch wenig, was dafür spricht, weil man eben keine Möglichkeit hat, weitere Raumdimensionen zu erkennen.

Etwas realitätsnäher ist die Betrachtung von Atomkernen, die sich am Rande eine SL "auflösen" bzw zerfallen. Wenn sie den Ereignishorizont überschritten haben werden sie Teil der Singularität, und ein Deuterium bleibt kein Deuterium mehr. Selbst wenn es dabei am Ereignishorizont zerfällt, landen die Zerfallsprodukte im SL und reichern so dessen Masse an.

Aber welchen Bezug hat das zum BigRip? Die Frage dabei ist doch nur, ob die Expansionsgeschwindikeit des Universums einmal die Gravitation eines SL überwinden können wird. Im Szenario des Big Rip strebt die Expansion dann gegen unendlich, also denke ich, dass es in diesem Szenario wohl zwangsweise dazu kommen wird.


Viele Grüße
Tobias

Offline m.hecht

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #288 am: 21. Oktober 2015, 09:08:03 »

...weil man eben keine Möglichkeit hat, weitere Raumdimensionen zu erkennen.

So am Rande:
Am LHC versucht man tatsächlich zusätzliche Raumdimensionen auf ganz kleinen räumlichen Skalen zu finden. Sollte man tatsächlich was finden würde das die String-Theorien und andere Theorien stützen. Aktuell hat man aber noch nichts in der Richtung gefunden.


Mane

Offline Pham

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #289 am: 21. Oktober 2015, 12:26:16 »
grund:
Am Ereignishorizont erreicht die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit. Kein Austauschteilchen einer Kraft kann dabei "bergauf" wirken.  In einem Deuterium-Kern befinden sich ein Neutron und ein Proton. Sobald sich eines der tiefer befindet, kann es also das darüber liegende Teilchen nicht mehr "sehen".  Das Deuterium zerfällt. Und im Übrigen auch aus dem gleichen Grund alle Quarkverbindungen.

Ist das so? Es ist doch so, dass ein Schwarzes Loch eben nicht nur den Raum so stark krümmt das nichts mehr entkommen kann, sondern eben die Raumzeit. Für jedes Teilchen das den Ereignishorizont überschreitet vergeht die Zeit dann praktisch nicht mehr. Wie kann es dann zerfallen?

...
Die betrachtung kann in diesem Fall nur diesseits bis zum ereignishorizont gehen. Am Ereignishorizont erreicht die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit.
Im Inneren eines schwarzen Loches müsste diese dann größer sein als die Lichtgeschwindigkeit, was zu eben den besagten absurden Annahmen führt, wenn man in ein schwarzes Loch hinein extrapoliert.
Insofern sind auch alle Aussagen über den verlauf von Zeit im Inneren rein spekulativ.

Die Zeit bleibt "nur" für uns außenstehende beobachter am Ereignishorizontes stehen. Für einen einfallenden beobachter stellt sich die Situation gänzlich anders dar. Dieser würde, wenn er den Übertritt überleben würde, diesen nicht bemerken. Die Zeit läuft für ihn ab wie eh und je, sein Uhr tickt normal weiter. Auch bei Erreichen des Ereignishorizontes.
Aber ... am Ereignishorizont tritt bereits die Situation ein, dass Materie vollständig desintegrieren müsste, aus den oben genannten Gründen.
Und dabei spieltes auch keine Rolle, wie groß das schwarze Loch ist.
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Offline Pham

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #290 am: 21. Oktober 2015, 12:37:34 »
Die ursprüngliche Frage hatte ich so verstanden, dass wir nicht mehr von unserem dreidimensionalen Raum reden, sondern von einem mehrdimensionalen Raum. Rein hypotetisch gibt es wohl wenig, was dagegen spricht, aber auch wenig, was dafür spricht, weil man eben keine Möglichkeit hat, weitere Raumdimensionen zu erkennen.

Etwas realitätsnäher ist die Betrachtung von Atomkernen, die sich am Rande eine SL "auflösen" bzw zerfallen. Wenn sie den Ereignishorizont überschritten haben werden sie Teil der Singularität, und ein Deuterium bleibt kein Deuterium mehr. Selbst wenn es dabei am Ereignishorizont zerfällt, landen die Zerfallsprodukte im SL und reichern so dessen Masse an.

Aber welchen Bezug hat das zum BigRip? Die Frage dabei ist doch nur, ob die Expansionsgeschwindikeit des Universums einmal die Gravitation eines SL überwinden können wird. Im Szenario des Big Rip strebt die Expansion dann gegen unendlich, also denke ich, dass es in diesem Szenario wohl zwangsweise dazu kommen wird.


Viele Grüße
Tobias
Fraglich ob die dunkle Energie die Gravitation eines schwarzen Lochs überwinden muss. Es reicht, wenn die dunkle Energie den Raum außerhalb des Ereignishorizontes mit annähernd unendlicher Geschwindigkeit expandieren lässt. Egal mit welcher Geschwindigkeit ein SL am Ereignishorizont die Raumzeit "verschlingt", die dunkle Energie wird irgendwann stärker als das.
Die virtuellen Paare dort, werden dann irgendwann alle getrennt und somit real: ein Teil ins Kröpfchen (SL), das andere ins Töpfchen (entkommt), was zu einer dramatischen Zunahme der Hawking-Strahlung führen wird. Das SL "verdampft" somit zunehmend schneller.
Was interessant wäre zu berechnen, ob es ein oberes Limit für diese Strahlung gibt, oder ob diese beliebig groß werden kann. In zweiterem Fall würden sogar supermassive Löcher annähernd schlagartig verdampfen. Dagegen wäre selbst die größten Supernovae Silvesterkracher. Das Universum würde sich mit der gewaltigsten Lightshow in die Unendlichkeit verabschieden, wenn sich die größten SL des Universums im Bruchteil einer Sekunde in Energie auflösen.
Eine Betrachtung von der Wirkung dunkler Energie im Inneren eines schwarzen Lochs ist dabei weder nötig noch möglich, zumal meiner Ansicht nach ein "Innen" in bezug auf schwarze Löcher genauso wenig existiert, wie ein "Davor" bezüglich Urknall.
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Offline m.hecht

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #291 am: 21. Oktober 2015, 14:29:51 »
Hallo Pham

Die Zeit bleibt "nur" für uns außenstehende beobachter am Ereignishorizontes stehen. Für einen einfallenden beobachter stellt sich die Situation gänzlich anders dar. Dieser würde, wenn er den Übertritt überleben würde, diesen nicht bemerken. Die Zeit läuft für ihn ab wie eh und je, sein Uhr tickt normal weiter. Auch bei Erreichen des Ereignishorizontes.

Ich kenn diese Argumentationskette. Sie ist in manchen aktuellen Modellen aber überholt. Wir sind uns völlig einig, dass das ganze (alte und neue Modelle) blanke Theorie ist und wir mit unserem heutigen Verständnis der Physik niemals wirklich empirisch erforschen können werden, was sich innerhalb des Ereignishorizont befindet.

Im Video "Schwarze Löcher - Stand 2015" von Prof. Dr. Josef Gaßner wird ab 17:45 über theoretische Modelle des Inneren von Schwarzen Löchern gesprochen und ich halte diese Modelle durchaus für möglich und in sich logisch.


https://www.youtube.com/watch?v=8wdy9DuS3ds


Am Ereignishorizont erreicht die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit.
Im Inneren eines schwarzen Loches müsste diese dann größer sein als die Lichtgeschwindigkeit, was zu eben den besagten absurden Annahmen führt, wenn man in ein schwarzes Loch hinein extrapoliert.

Das versteh ich nicht. Das die Fluchtgeschwindigkeit am Ereignishorizont die Lichtgeschwindigkeit erreicht ist klar. Anderenfalls wäre ein schwarze Loch sichtbar. Aber das bedeutet nicht, dass innerhalb des Ereignishorizonts überlichtschnelle Geschwindigkeiten auftauchen müssen.

Ab 8:06 im Video gehts um die Fluchtgeschwindigkeit. Auch sehr interessant.


Welche "absurden" Annahmen meinst du denn im Detail?


Mane

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #292 am: 22. Oktober 2015, 14:54:24 »
...

Das versteh ich nicht. Das die Fluchtgeschwindigkeit am Ereignishorizont die Lichtgeschwindigkeit erreicht ist klar. Anderenfalls wäre ein schwarze Loch sichtbar. Aber das bedeutet nicht, dass innerhalb des Ereignishorizonts überlichtschnelle Geschwindigkeiten auftauchen müssen.

Ab 8:06 im Video gehts um die Fluchtgeschwindigkeit. Auch sehr interessant.


Welche "absurden" Annahmen meinst du denn im Detail?


Mane
Sofern unsere Physik auch innerhalb eines schwarzen Lochs weiterhin gelten sollte, dann werden dort auch keine Überlichtgeschwindigkeiten auftauchen. Bei Extrapolation der Gravitationskraft ins Innere (sofern existent), würde aber die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit.
Aber wie gesagt, ich habe eher die Vermutung, dass es im Inneren gar keine Raumzeit mehr gibt und somit auch kein "Inneres".
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Offline m.hecht

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #293 am: 22. Oktober 2015, 16:42:09 »
Sofern unsere Physik auch innerhalb eines schwarzen Lochs weiterhin gelten sollte, dann werden dort auch keine Überlichtgeschwindigkeiten auftauchen.

Das ist natürlich ein Totschlagargument. Wir werden Theorien über das innere von Schwarzen Löchern so oder so nur ganz schwer falsifizieren können. Auch diejenigen, die auf "unserer Physik" aufbauen. Aber wenn die uns bekannten Naturgesetzen nicht ÜBERALL im Universum die selben sind, können wir aufhören über Schwarze Löcher (und vieles andere) zu diskutieren. Zumindest über das, was sich (theoretisch) im inneren abspielt. Ausserhalb sieht die Sache anders aus. Viele Eigenschaften und Effekte von Schwarzen Löchern passen gut in unser Verständnis unser Physik auch wenn es noch einige offene Fragen gibt.


Bei Extrapolation der Gravitationskraft ins Innere (sofern existent), würde aber die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit.

Ich habs leider immer noch nicht verstanden. Erklär mir das mal bitte Schritt für Schritt und wirklich im Detail.


Mane

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #294 am: 22. Oktober 2015, 17:46:29 »
Sofern unsere Physik auch innerhalb eines schwarzen Lochs weiterhin gelten sollte, dann werden dort auch keine Überlichtgeschwindigkeiten auftauchen.

Das ist natürlich ein Totschlagargument. Wir werden Theorien über das innere von Schwarzen Löchern so oder so nur ganz schwer falsifizieren können. Auch diejenigen, die auf "unserer Physik" aufbauen. Aber wenn die uns bekannten Naturgesetzen nicht ÜBERALL im Universum die selben sind, können wir aufhören über Schwarze Löcher (und vieles andere) zu diskutieren. Zumindest über das, was sich (theoretisch) im inneren abspielt. Ausserhalb sieht die Sache anders aus. Viele Eigenschaften und Effekte von Schwarzen Löchern passen gut in unser Verständnis unser Physik auch wenn es noch einige offene Fragen gibt.


Bei Extrapolation der Gravitationskraft ins Innere (sofern existent), würde aber die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit.

Ich habs leider immer noch nicht verstanden. Erklär mir das mal bitte Schritt für Schritt und wirklich im Detail.


Mane
Ich bin mir nicht sicher, ob wir tatsächlich vom gleichen reden, da mich das "totschlagargument" etwas überrascht hat. Ich möchte gar nichts "totschlagen" im Sinne von abwürgen.

Die Frage die sich mir stellt, ist Folgende:
Gelten die Gesetze der Physik, so wir sie innerhalb unseres Universum kennen bzw. interpretieren auch innerhalb eines schwarzen Lochs weiter?
Wenn ja, dann gilt auch die Gesetzmäßigkeit, dass Nichts schneller werden kann als das Licht.
Sollten die Gesetze auch jenseits des Ereignishorizontes gelten, wäre auch das Innere des schwarzen Lochs Teil unseres Universum und lediglich vor uns verborgen.
Derzeit ist ein schwarzes Loch im physikalischen Sinn für uns der Ereignishorizont. Bis dahin können wir die Physik derart beschrieben, das wir dazu auch (theoretisch) Beobachtungen machen können. Über ein Mögliches "Innen" oder "jenseits" können wir nur spekulieren. Insofern lassen sich Annahmen dazu nicht nur ganz schwer falsifizieren, sondern gar nicht.
Mathematisch kann man bis zur zentralen Singularität weiter gehen. Die Frage (welche offen bleibt) ist, ob die Physik dieser Mathematik dahin folgt.
Sofern die gestzmäßigkeiten der Physik  im "Inneren" nicht gilt, ist das Innere auch kein Teil unseres Universum mehr. Trotzdem bzw. genau deswegen gelten die bekannten Naturgesetze weiterhin ÜBERALL im Universum.
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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #295 am: 22. Oktober 2015, 17:52:58 »
Eventuell mache ich es mir damit "leicht" in dem ich ein "Innen" eines schwarzen Lochs als nichtexistent im Sinne von "nicht Teil unseres Universum" betrachte, da damit ja auch jegliche Spekulation über ein "Innen" hinfällig wäre.

Aber in gewisserweise macht man es sich vergleichbar leicht, in dem man mit "Vor dem Urknall gab es keine zeit, also auch kein "Davor"" jegliche Spekulation über die Ursache des Urknalls verneint. Zumindest, wenn man den Urknall rein relativistisch betrachtet.
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Offline Tobias Kolkmann

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #296 am: 22. Oktober 2015, 20:11:49 »
Der Begriff "Singularität" bedeutet ja auch, dass Materie mit einer unendlich hohe Dichte auf einem unendlich kleinen Ort komprimiert wird. Der Schwarzschildradius beschreibt lediglich den Effekt, ab dem alles mindestens mit Lichtgeschwindigkeit angezogen wird. Zwischen der "Kugel", die der Schwarzschildradius beschreibt und der eigentlichen Punkt-Singularität können noch mehrere / viele KM Strecke liegen. Die Singularität selbst stelle ich mir aber unendlich klein vor und möchte sie somit vom Schwarzen Loch unterscheiden, dessen Ausmaße mit dem Ereignishorizont oder Schwarzschildradius beschrieben werden (wobei ich nicht weiß, ob die beiden Begriffe sich allgemein so unterscheiden lassen). In der Singularität gibt es dann auch keine Zeit mehr. Zwischen Ereignishorizont und Punkt-Singularität existiert vielleicht auch gar kein "Raum" oder keine "Zeit" mehr, aber da kommen wir vermutlich eher zum Philosphieren ohne Grundlagen zu kennen ;)

Fraglich ob die dunkle Energie die Gravitation eines schwarzen Lochs überwinden muss. Es reicht, wenn die dunkle Energie den Raum außerhalb des Ereignishorizontes mit annähernd unendlicher Geschwindigkeit expandieren lässt. Egal mit welcher Geschwindigkeit ein SL am Ereignishorizont die Raumzeit "verschlingt", die dunkle Energie wird irgendwann stärker als das.
Die virtuellen Paare dort, werden dann irgendwann alle getrennt und somit real: ein Teil ins Kröpfchen (SL), das andere ins Töpfchen (entkommt), was zu einer dramatischen Zunahme der Hawking-Strahlung führen wird. Das SL "verdampft" somit zunehmend schneller.

Was genau verstehst du unter "dunkle Energie"? Das ist so ein schwammiger Begriff, da lässt sich viel rein interpretieren - zu viele Unsicherheiten meiner Meinung nach.

Die Hawking-Strahlung ist per Definition eine Teilchenstrahlung, die durch Vakuumfluktiationen ausgelöst wird. Das ist etwas anderes als das "Zerreißen" von Atomen, die den Ereignishorizont passieren. Ich denke eben, dass - wenn die Atome am Ereignishorizont zerreißen, gerade die Kerne nicht mehr entkommen können. Die sind einfach zu schwer. Sie müssten ja eine Geschwindigkeit erreichen, die gegen die Lichtgeschwindigkeit strebt. Selbst Photonen würden das 1 picometer vor dem Ereignishorizont nurschaffen, wenn sie sich "rechtwinklig" vom SL entfernen. Wir sollten die schweren Atomkerne das da schaffen können?


Viele Grüße
Tobias

Offline m.hecht

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #297 am: 22. Oktober 2015, 21:28:09 »
Ich bin mir nicht sicher, ob wir tatsächlich vom gleichen reden, da mich das "totschlagargument" etwas überrascht hat. Ich möchte gar nichts "totschlagen" im Sinne von abwürgen.

Die Frage die sich mir stellt, ist Folgende:
Gelten die Gesetze der Physik, so wir sie innerhalb unseres Universum kennen bzw. interpretieren auch innerhalb eines schwarzen Lochs weiter?
Wenn ja, dann gilt auch die Gesetzmäßigkeit, dass Nichts schneller werden kann als das Licht.
Sollten die Gesetze auch jenseits des Ereignishorizontes gelten, wäre auch das Innere des schwarzen Lochs Teil unseres Universum und lediglich vor uns verborgen.
Derzeit ist ein schwarzes Loch im physikalischen Sinn für uns der Ereignishorizont. Bis dahin können wir die Physik derart beschrieben, das wir dazu auch (theoretisch) Beobachtungen machen können. Über ein Mögliches "Innen" oder "jenseits" können wir nur spekulieren. Insofern lassen sich Annahmen dazu nicht nur ganz schwer falsifizieren, sondern gar nicht.
Mathematisch kann man bis zur zentralen Singularität weiter gehen. Die Frage (welche offen bleibt) ist, ob die Physik dieser Mathematik dahin folgt.
Sofern die gestzmäßigkeiten der Physik  im "Inneren" nicht gilt, ist das Innere auch kein Teil unseres Universum mehr. Trotzdem bzw. genau deswegen gelten die bekannten Naturgesetze weiterhin ÜBERALL im Universum.

Da hast du mich falsch verstanden. Mit Totschlagargument meine ich nicht, dass damit die Diskussion abgewürgt werden soll. Ganz im Gegenteil. Ich finde dich als Diskussionspartner sehr gut und interessant.

Ich meine damit folgendes. Ne, zuerst der Begriff Universum. Universum steht für "alles was da ist" (von lateinisch universus „gesamt“). Ein ausserhalb des Universums gibt es damit per Definition nicht. Denn wenn da was wäre, würde es auch zum Universum gehören.

Jetzt was ich mit Totschlagargument meine.

Unsere Empirische Wissenschaft basiert auf ein paar wirkliche elementar wichtigen Grundprinzipien. Jeder seriöse Wissenschaftler arbeitet danach. Hier die wichtigsten für unsere Diskussion:

1) Es gibt nur eine Physik und die ist im gesamten Universum (alles was da ist ;-) die Gleiche. Ne, nicht die Gleiche, die Selbe! Dies ist wohl die wichtigste Grundannahme, die wir in der Physik treffen MÜSSEN. Denn ohne diese Annahme wäre es nicht möglich, empirische Daten (also Daten die aus Erfahrung entstehen) von den Laboren ins Universum zu übertragen und umgekehrt. Ich mach mal ein kleines Beispiel. Spektralanalyse: Man geht ins Labor und untersucht die Spektrallinien von Wasserstoff. Da gibt es Absorbtions- und Emmisionslinien in ganz definierten Wellenlängen des Lichts. Dieses Wissen nimmt man dann und macht Spektralanalyse des Lichts von z.B. einem Nebel und findet so heraus, ob in diesem Nebel Wasserstoff enthalten ist und wie er verteilt ist. Das funktioniert natürlich nur, wenn Wasserstoff in Zig Million Lichtjahren Entfernung genau die selben Spektrallinien hat wie bei uns hier auf der Erde. Und da man ja in der Zeit zurück sieht wenn man sich weit entfernte Objekte ansieht, bedeutet das auch, dass Wasserstoff auch vor Milliarden Jahren genau die selben Spektralllinien haben muss wie heute. Ich meine also mit Totschlagargument: Sollte die Physik des Universums nicht wirklich überall gültig sein (auch vor dem Urknall, in einem Schwarzen Loch und in meiner Kaffeetasse), dann ist eine seriöse Diskussion unmöglich.

2) Eine Theorie kann niemals verifiziert werden, nur falsifiziert. Was bedeutet das? Man kann niemals sagen, dass eine Theorie wahr ist. Man kann durch Experimente nur herausfinden, dass sie nicht falsch ist. Findet man also durch ein Experiment einen Beweis, dass sich die Natur anders verhält als es die Theorie beschreibt, ist das der Tot der Theorie. Sie muss dann entweder verändert oder aufgegeben werden. Hält man sich an das Falsifikationsprinzip gilt jede Art von Theorie solange als Möglichkeit, bis sie eindeutig widerlegt bzw. ausgeschlossen ist. Wichtig ist aber, dass Punkt 1 nicht verletzt wird. Das bedeutet dann auch, dass es Sätze die mit "Ich glaube ..." beginnen, nicht geben darf. Nicht in der Wissenschaft. Man hat eine oder mehrere Theorien und kann einige davon ausschließen, die anderen bleiben bestehen. Ob man an was glaubt oder nicht, spielt dann keine Rolle und behindert nur das freie Denken.

3) Experimente müssen wiederholbar sein. Auch ein sehr wichtiger Punkt. In der aktuellen Diskussion hier aber nicht entscheidend.

Insofern lassen sich Annahmen dazu nicht nur ganz schwer falsifizieren, sondern gar nicht.

Grundsätzlich hast du natürlich recht. Alles was sich hinter dem Ereignishorizont befindet ist uns verborgen. Ich hab nur aus einem Grund "ganz schwer" geschrieben. Bisher ist die Hawking-Strahlung nur theoretisch vorhergesagt, aber noch nie gemessen worden. Wie du weißt basiert sie auf der Annahme, dass Quantenfluktuationen auch exakt am Ereignishorizont stattfinden können wobei z.B. das Antimaterie-Teilchen innerhalb des Ereignishorizonts entsteht und das Materieteilchen ausserhalb. Würde man also Hawking-Strahlung tatsächlich messen, könnte damit indirekt Erkenntnis aus Vorgängen hinter dem Ereignishorizonts gewonnen werden. Alleine deshalb schon, weil es ohne das Entstehen des Antimaterie-Teilchens hinter dem Ereignishorizonts auch keine Hawking-Strahlung gäbe. So ganz nebenbei könnte man mit der Hawking-Strahlung auch noch Teile der Schleifenquantengravitation und der String-Theorie falsifizieren. Aber wie gesagt. Bis heute ist sie pure Theorie und noch nie gemessen worden.

Mane

NotTheAndroidYouSearching

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #298 am: 19. November 2015, 23:52:05 »
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Bisher ist die Hawking-Strahlung nur theoretisch vorhergesagt, aber noch nie gemessen worden. [...] Bis heute ist sie pure Theorie und noch nie gemessen worden.

Was auch schwer ist, immerhin wird diese durch die Kosmische Hintergrundstrahlung überlagert.
Ich frage mich ob ein Nachweis überhaupt möglich ist in der "Natur", im Labor könnte es möglich sein.

Schöne Erklärung dennoch.

Offline Ruhri

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Re: Schwarze Löcher
« Antwort #299 am: 20. November 2015, 08:28:55 »
Im Labor? Tja, aber dazu braucht man eben ein Schwarzes Loch, und das bekommt man allerhöchstens mit einem Beschleuniger zusammen, der um einiges mehr Wumms hat als der LHC vom CERN.

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