Raum und Zeit

[Acid]

HI! Nunja, da ich sehe, das viele von euch scheinbar doch eine gewisse ahnung von solchen dingen haben, glaube ich das ihr mir gut weiterhelfen könnt ^^

Ich schreibe im moment meine Hausarbeit zum Thema schwarze Löcher, jedoch habe ich das problem, das ich das prinzip von Raum und Zeit nicht so ganz verstehe ^^ nunja, und jetzt hoffe ich das mir jemand ohne große formeln o.ä. eine definition der zusammenhänge zwischen Raum und Zeit geben kann(die besser ist als meine ^^) Wenn ihr möchtet kann ich später auch meine Hausarbeit posten(wenn jemand interesse daran hat)

MFG
Acid

[Galax]

aso meines wissens ist ein schwarzes loch was völlig unspektakuläres:

nur ne sonne, die eine so fette anziehungskrafft hat, das sie alles um sich herraum anzieht.
die anziehungskraft ist zu stark, das sie selbst ihr eigenes licht anzieht.
und auch den raum in der umgebung krümmt und beeinfusst.
und daher eben auch die zeit, da diese ja vom raum irgendwie n bissel abhängig is.
(oder andersrum)

durch ein schwarzes loch kann man nciht durchfliegen.
und es ist auch kein loch, sondern ne feste masse.

[Bynaus]

Deine Erklärung ist *fast* richtig - allerdings ist ein SL keine "Sonne" mehr, dh, betreibt keine Kernfusion mehr. Wenn eine Masse so stark verdichtet wird, dass sie eine Fluchtgeschwindigkeit grösser als die Lichtgeschwindigkeit hat, findet keine Kernfusion mehr statt.

Ein stellares SL entsteht, wenn der Kern eines Sterns während einer Supernova-Explosion so stark komprimiert wird, dass alle denkbaren abstossenden Kräfte, die zwischen den Elementarteilchen der Sternkernmasse wirken, überwunden wird. Da es nichts mehr gibt, was den Kollaps der Masse in einen infinitesimalen Punkt aufhalten kann (zumindest nach heutigem Wissen), entsteht eine Singularität - ein einem Punkt ist die gesammte ehemalige Masse des vormaligen Sterns enthalten.

Der Ereignishorizont des Schwarzen Lochs ist die Entfernung vom Schwarzen Loch, über der die Fluchtgeschwindigkeit wieder unter der Lichtgeschwindigkeit liegt. Am Ereignishorizont beträgt die Fluchtgeschwindigkeit genau Lichtgeschwindigkeit, darunter ist sie noch höher.

@Acid: Raum und Zeit hängen so zusammen, dass sie als eine Art vierdimensionaler Raum betrachtet werden können. Verzerrt man den Raum (zB durch die Anwesenheit grosser Massen), verzerrt man auch die Zeit (deshalb läuft die Zeit in der Nähe eines SL immer langsamer, bis sie am Ereignishorizont stehen bleibt).

[Spocky]

Ein Schwarzes Loch ist keine Sonne, sondern wenn, dann eine Sonnenleiche. Allerdings dürften die Supermassiven Schwarzen Löchern aus tausenden Sonnen entstanden sein.

Ob ein Schwarzes Loch eine feste Masse ist, lässt sich allerdings nicht sagen, da keine Aussagen über den Bereich jenseits des Ereignishorizontes gemacht werden können. Laut einer Theorie handelt es sich um eine Quantensingularität, also einen einzigen Raumzeitpunkt, was aber laut Quantentheorie nicht gehen würde. Die Relativitätstheorie führt jedoch zu diesem Schluss.

[Galax]

dann wars mal ne sonne

hm, ich dachte echt, das die kernfussion noch stattfindent, und eben aber dieses SL seine eigene abgestrahlte energie wieder anzieht.

wieder was gelernt

[Skymarshal]

@Galax: Wir war das nochmal mit keine Ahnung haben?

@Bynaus: Mit "fast" hast du aber ganz schön untertrieben.....

So, genug gestichelt!

@Spocky: Meinst du das in Bezug zu höheren Dimensionen? Das laut Quantenmechanik es keinen konzentrierte Raumzeitpunkt geben kann?

Und würde nicht die ständige Graviation(und hohe) den "Dichtebrei" durchrühren?


Was ich damit sagen will ist, das es da ja immer noch Bewegungen durch sehr starke Gravitation geben müsste. Selbst in einer Singularität mit unendlich hoher Dichte.

Weil ich schon öfters gehört habe das dort alles zerissen wird. Ist auch logisch wegen den Kräften. Nur bis zu welchen Punkt?

[Acid]

@Galax: Du hast mit deiner bahauptung teilweise recht, jedoch ist das mit schwarzen löchern nicht ganz so einfach.

Schwarze Löcher, so Werden die massereichsten gebilde des universums genannt,
Ihre Masse übersteigt die vorstellungskrefte der Menschheit um ein vielfaches!
Sie sind fähig Ganze sonnensysteme in sich auf zu nehmen und durch sie noch mehr
masse zu erhalten, durch diese wiederum steigt ihre anziehungskraft, wodurch sie
theoretisch fähig währen, weitere sterne und PLanten in sich auf zu nehemen.
Ihre Anziehungskraft ist So stark, das sie sogar fehig sind licht "zu verschlucken."

Fast alle wissenschafteler sind inzwischen von der Existens schwarzer löcher überzegt, jedoch konnte der entgültige beweis für ihre existens noch nicht erbracht werden.


Bewiesen ist das schwarze Löcher Fähig sind Planeten, Sterne(Sonnen), sowie Masse jeder art zu "verschlingen". Sämtliche anderen"Fakten" die sich beispielsweise mit der Entstehung, der Wirkungsweise u.ä. befassen sind lediglich in den Naturwissenschaften relewant und konnten noch nicht weitergehend bewiesen werden.


Zur entstehung kann ich nur soviel sagen:

Sterne werden geboren und Sterne verschwinden, manchmal jedoch ist dieses verschwinden
ein Astronomisches schauspiel, welches die entstehung eines schwarzen loches nach sich zieht.
Das läuft folgender maßen ab: der Stern(Sonne) beginnt sich aus zu dehnen und verschluckt
einen planeten nach dem anderen, aus seinem sonnensystem. Wenn der Stern nun eine bestimmte
größe überschreitet so implodiert er, da seine hülle nicht mehr stabil genug ist, um die enormen Kräfte der Verbrennung der gase im inneren, des sterns(Sonne) aus zu halten. Bei dieser Implusion, entsteht zeitgleich auch eine explsion, welche enorme massen an gas in den weltraum schleudert. Die impludierten massen des sterns formen einen neuen trabannten, mit einer so enormen dicht, dass sich ein schwarzes Loch bildet. Je mehr Materie das "schwarze Loch" in sich aufnimmt, desto höher die anziehungskraft.
Hierbei kompriemiert sich die masse so heftig, das eine abweichung im Raum Zeit Kontinoum
entsteht, welche nun dazu führt, das die zeit in einem schwarzen loch quasi still steht. Für die enstehung eines Schwartzen loches gibt es
jedoch auch grenzen den Sogenannten Schwartzlochradius. Z.B.: muss die erde auf eine
Größe von ca. 9 millimeteren, also auf Fingerhutgröße kompriemiert werden, um ein
Schwartzes loch bilden zu können, Für unsere sonne wären es schon "nurnoch" 3 Kilometer
umfang.

So desweiteren werden schwarze löcher in 3 kategorien unterteilt:

Schwarze löcher weden in Supermassive schwarze Löcher, Stellare schwarze Löcher und in
winzige primordiale (urzeitliche) Schwarze Löcher unterteilt.

Supermassive schwarze Löcher werden im Zentrum von einigen Galaxien vermutet,ihre masse enstoricht vermutlich einem milliardenfachen, derer unseres sonnensystems. Trotz dieser Enormen Masse sind sie nicht größer als unser sonnensystem.

Stellare schwarze löcher sind schwarze löcher mit einem durchmesser von "einigen dutzend" Kilometern. Sie sind das endstadium eines schwarzen loches.

Winzige primordiale (urzeitliche) Schwarze Löcher sind die masseärmsten löcher, sie haben lediglich eine masse von wenigen millionen tonnen ihr durchmesser entspricht ungefär dem eines atomkerns, Sie entstanden vermutlich beim urknall. Ihre Lebensdauer ist begrenzt, da sie eine zu geringe anziehungskraft haben, und dadurch kaum materie verschlucken, sie verlieren sogar permanent an masse.


Jetzt haben wir mal ein wenig an der oberfläche eines simplen themas gekratzt ^^

@Skymarshall: was für einen punkt meinst du konkret?, da ich die frage nicht so ganz verstehe ^^

[Bynaus]

Fast alle wissenschafteler sind inzwischen von der Existens schwarzer löcher überzegt, jedoch konnte der entgültige beweis für ihre existens noch nicht erbracht werden.

Naja, kommt drauf an, was man unter einem "endgültigen" Beweis versteht. Wenn da ein riesiges Ding ist, das man nicht sieht, dessen Masse man berechnen kann und das offenbar eine Ausdehnung im Bereich des Schwarzschildradius hat, dann ist es mit Sicherheit ein Schwarzes Loch. Damit ist die Existenz von schwarzen Löchern mit hinreichender Genauigkeit "bewiesen", bzw. wir nennen diese gemeinsam auftretenden Phänomene einfach ein "schwarzes Loch", unabhängig von der physikalischen Realität des Objekts.

Wenn du schon mit "bewiesen" kommst - man hat mit Sicherheit noch nie beobachtet, wie ein SL einen Planeten verschluckt. Einen Stern, vielleicht (kann mich schwach erinnern, so was in der Art mal gelesen zu haben). Auch was die "Wirkungsweise" und die "Entstehung" angeht, hat man das eigentlich gut verstanden. Fragen zur Natur der "Quantensingularität", ihrer physikalischen Natur etc. sind aber durchaus noch unverstanden, ebenso wie einige spezielle Eigenschaften des SL.

[Lord Rover]

Wer hat eigentlich diesen irreführenden Begriff "Schwarzes Loch" erfunden? Es ist doch garkein Loch. Sonst müsste man ja durchfliegen können. Mir persönlich würde ja "Schwarzer Fleck" leichter verständlich sein und man würde nicht immer davon ausgehen, es handle sich um ein Loch im Raum. Das mit dem Raum-Zeit-Zusammenhang ist noch verständlich finde ich. Denn, je grösser der Weg eines Lichtteilchens, oder was auch immer der Zeitmessung zugrunde liegt, den es zurücklegen muss, desto länger braucht es. Also wenn es dann an einem "SL" vorbei muss, wird es ja wohl sowas von abgelenkt, dass es nen Riesenumweg machen muss,um dahin zu kommen, wo es hin wollte, bzw, kommt es wohl nie an, da es wohl im "SL" verschütt gehen würde. Oder sehe ich das jetzt falsch?

[Acid]

@Bynaus:
um die löcher zu beweisen, müsste mann konkrete beweise liefern, also nicht nur irgendwelche beobachtungen oder auch berechnungen die nur auf theoretischen erkenntnissen beruhen.

[Skymarshal]

@Skymarshall: was für einen punkt meinst du konkret?, da ich die frage nicht so ganz verstehe ^^

Na den Punkt "Singularität" den

Da es nichts mehr gibt, was den Kollaps der Masse in einen infinitesimalen Punkt aufhalten kann (zumindest nach heutigem Wissen), entsteht eine Singularität - ein einem Punkt ist die gesammte ehemalige Masse des vormaligen Sterns enthalten.

und Spocky.......

Laut einer Theorie handelt es sich um eine Quantensingularität, also einen einzigen Raumzeitpunkt, was aber laut Quantentheorie nicht gehen würde. Die Relativitätstheorie führt jedoch zu diesem Schluss.

beschrieben und angesprochen haben!

Dieser Punkt soll sich innerhalb des Ereignishorizonts befinden und eine unendlich hohe Dichte aufweisen. Außerdem unendlich klein sein. Wie gesagt in einem winzigen Punkt gequetscht.

Vor dem Urknall soll es auch eine Singularität gegeben haben.

Meine Frage war ob theoretisch durch die enorm hohe Gravitation trotzdem noch minimale Bewegungen innerhalb der Singularität möglich sind.

Ob in der Quantentheorie bzw Stringtheorie solche Punkte nicht als eindimensional gelten bzw deswegen nicht zulässig sind.

Und zu den Beweisen: Beobachtungen zählen physikalisch als Beweise für Theorien.

[arThex]

najo - der begriff der singularität ist für mein empfinden auch nicht ganz korrekt... obwohl einige wissenschaftler mit dieser erklärung sehr glücklich zu sein scheinen...

das schwarze löcher (der begriff ist wirklich irreführend...) sternleichen sind, wurde ja schon hinreichend erklärt... in kurzform: ein massereicher stern, der in verschiedenen schichten schwere elemente erbrütet kommt irgendwann bei der erbrütung von eisen an und kann durch kernfusion keine energie mehr gewinnen -> folge davon: eine supernova

jetzt ist das "gewicht" des explodierenden/implodierenden sternes entscheident... ist dieses geringer als ca. 3.2 sonnenmassen, so entsteht ein neutronenstern, bei "viel" drehimpuls ein quasar... bei dieser form einer sternleiche wird der weitere kollaps nur durch die pauli-kraft verhindert... diese besagt (in kurzform), dass nur elektronen unterschiedlichen spins sich nebeneinander aufhalten können...
die elektronen können also nicht in die kerne gepresst werden... und genau da liegt der unterschied zum schwarzen loch... wenn nämlich die sternleiche ein größeres gewicht hat, verliert selbst diese letzte bastion ihre wirkung und die elektronen werden in die kerne gedrückt...

nur so lässt sich der körper so stark komprimieren, dass die entweichgeschwindigkeit von der oberfläche die lichtgeschwindigkeit ist...

eine singularität hat nun aber die eigenschaft unendlich zu sein... und das kann nach meinem empfinden im universum nicht existieren... weil dann die kausallität zwischen ursache und wirkung nicht mehr eindeutig zu klären wäre... selbst schwarze löcher sind aus bekannten bausteinen aufgebaut... quarks und elektronen... bzw. baryonen und leptonen - ob bosonen (austauschteilchen) in schwarzen löchern aktiv wirken können ist eine gute frage...

nunja - wir kennen die bauteile - leider können wir keine aussage darüber treffen, was passiert wenn solche unvorstellbarer druck auf die materie einwirkt, dass elektronen in atomkernen existieren können... die materie wird sind natürlich anders verhalten - aber keine unendlichen eigenschaften haben und mit sicherheit ist die wirkung immer noch von der ursache abhängig... der begriff der singularität ist für mich also hier fehl am platze...

wenn eigenschaften in einem schwarzen loch unendlichkeiten aufweisen würden, würde dann nicht auch die zeit komplett stehen bleiben auf einem schwarzen loch? der lorenzfaktor geht doch dann auch gegen unendlich, oder irre ich mich da? oder würde die zeit in schichten vom kern aus gesehen immer "schneller" ticken? würde dann nicht eine instabilität in dem schwarzen loch entstehen? könnte ein schwarzes loch, auf dessen oberfläche die zeit angehalten hat überhaupt neue materie aufnehmen? bevor sie auf die oberfläche trifft, müsste sie ja stehen bleiben weil einfach nix mehr passieren kann.......

ich hoffe ihr konntet meinen wirren gedankengängen folgen und schreibt mir eure meinung dazu..

[Acid]

nunja, ich bin der meinung, das die zeit erst im bereich des"kerns" eines schwarzen loches stehen bleibt und bis hin zum kern lediglich immer langsamer wird, was wiederum bedeuten würde, das die kompression eines ganzen sterns mehrere jahrzente dauern würde... wie gesagt, das ist meine meinung dazu und nix gelesenes(falls ich mich irre einfach sagen)

MFG'
Acid

[Bynaus]

bei "viel" drehimpuls ein quasar...

Du meintest einen Pulsar.

Mit einer echten Singularität hab ich auch meine Probleme, sie sind aber eher ästhetischer Natur: irgendwie gibts in der Natur keine festen, unüberschreitbaren Grenzen, keine Extrempositionen, keine Unendlichkeiten - eine "echte" Singularität würde dagegen sprechen... ich denke eher, dass die Materie auf einen äusserst kleinen Raum von ca. Planck-Länge zusammengequetscht wird.

Die Zeit steht im SL still ab dem Schwarzschildradius... oder? (es ist schon etwas spät, mein Geist ist glaub ich ein wenig umnebelt...)

[arThex]

ups - natürlich... pulsar... hab schon 5 bier heute abend drinnen...

najo - wenn die zeit ab dem schwarzschildradius wirklich stehen bleibt, wie kann dann materie hereinakreditieren? die materie braucht doch endliche zeit um auf dem schwarzen loch zu landen und sich der dichte anzupassen...

und um nochmal auf eine frage von mir zurückzukommen... wie schauts aus mit den bosonen auf einem schwarzen loch? treiben die noch ihr "unwesen" *g*