Schwarze Löcher

[dasdas]

Bei einem Schwarzen Loch liegt eine Singularität im Kern vor. Ein Punkt unendlicher Dichte.

Ist das so? Ein schwarzes Loch besitzt eine endliche Masse in einer endlichen Ausdehnung. Was einer endlichen durchschnittlichen Dichte entsprechen würde. Und ob die Dichte innerhalb inhomogen verteilt ist lässt sich nicht ermitteln. Also woher kommt die Annahme das eine unendliche Dichte vorliegt? Dachte ehr ein schwarzes Loch wäre dadurch definiert, dass es eine kritische endliche Dichte überschreitet, wodurch die Raumzeit im Schwarzschildradius unendlich gekrümmt wäre?

[Thomas W. Riker]

Im Zentrum eines Schwarzen Loches ist die Krümmung der Raumzeit unendlich. Das bedeutet u.a. auch das die Zeit keine Richtung mehr hat.
Die Dichte kann nicht mehr erhöht werden. Die Frage ist: kann diese Dichte quantifiziert werden oder ist sie im Sinne von "unabzählbar" unendlich?

[Aurora90]

@Thomas W. Riker

Ich weiß gar nicht ob man überhaupt sagen kann ,dass die Krümmung des Raums unendlich ist. Was meinst du damit überhaupt ?

Genauso ist die dichte nicht unendlich groß ,sondern auf jeden Fall so groß ,dass die Gravitation der Masse auch das Licht anzieht und festhält. So müsste unsere Sonne auf einen Durchmesser von 3km und die Erde auf 0.9 Millimeter zusammengepresst werden. Diese Massen lassen sich also angeben und damit lässt sich auch die Gravitation errechnen.

Große schwarze Löcher haben bestimmt eine größere Gravitation als kleine ,aber auf keinen Fall eine unendliche. Man muss auch sehen ,dass Schwarze Löcher nur theoretische Erklärungen sind. So weiß man nur dass die Gravitation dort mindestens so stark ist ,dass sie das Licht festhalten kann.

Quelle:Sci Xpert: 018 Was ist eine Einstein-Rosen Bruecke? - YouTube

[Dannyboy]

Ist das so? Ein schwarzes Loch besitzt eine endliche Masse in einer endlichen Ausdehnung.

Vielleicht verwechselst du es gerade mit dem Ereignishorizont

Und ob die Dichte innerhalb inhomogen verteilt ist lässt sich nicht ermitteln. Also woher kommt die Annahme das eine unendliche Dichte vorliegt? Dachte ehr ein schwarzes Loch wäre dadurch definiert, dass es eine kritische endliche Dichte überschreitet, wodurch die Raumzeit im Schwarzschildradius unendlich gekrümmt wäre?

Es gibt keine Gegenkraft, die den unendlichen Kollaps der Materie aufhalten kann. Der Vorgang dauert allerdings von außen her betrachtet schon ziemlich lange

[Area51 1/2]

Es gibt keine Gegenkraft, die den unendlichen Kollaps der Materie aufhalten kann.

Ist der Raum an sich nicht das Gegenmittel eines unendlichen Kollapses? Ich meine mehr als "X" Partikel kann doch ein "Y" Raum nicht aufnehmen..oder?

Wo "X" "Y" verschiedene Zahlen...wobei X>Y .

[Dannyboy]

Die Theorien, die Schwarze Löcher beschreiben, kennen solche Raumgrenzen nicht. Eine Theorie, die eine solche Grenze annimmt, ist die Quantenschleifengravitation, aber dann hat man es nicht mehr mit Schwarzen Löchern zutun.

[Thomas W. Riker]

@Thomas W. Riker

Ich weiß gar nicht ob man überhaupt sagen kann ,dass die Krümmung des Raums unendlich ist. Was meinst du damit überhaupt ?

Genauso ist die dichte nicht unendlich groß ,sondern auf jeden Fall so groß ,dass die Gravitation der Masse auch das Licht anzieht und festhält. So müsste unsere Sonne auf einen Durchmesser von 3km und die Erde auf 0.9 Millimeter zusammengepresst werden. Diese Massen lassen sich also angeben und damit lässt sich auch die Gravitation errechnen.

Große schwarze Löcher haben bestimmt eine größere Gravitation als kleine ,aber auf keinen Fall eine unendliche. Man muss auch sehen ,dass Schwarze Löcher nur theoretische Erklärungen sind. So weiß man nur dass die Gravitation dort mindestens so stark ist ,dass sie das Licht festhalten kann.

Quelle:Sci Xpert: 018 Was ist eine Einstein-Rosen Bruecke? - YouTube

Der RaumZEIT, Herr Lesch hat das leider in dem Clip auch nur ein mal korrekt gesagt. Die unendliche Krümmung der Raumzeit (übrigens ein Teil der Definition eines schwarzen Loches) wird durch die maximale Dichte der Massen erreicht,egal wie groß ein schwarzes Loch ist: mehr Masse -> größeres schwarzes Loch, aber gleiche Dichte.
Ebenso ist die Gravitation am Ereignishorizont schon maximal. Wenn Licht in sich zurückgebogen wird, obwohl es keine Masse hat (dies ist der Grund für die Lichtgeschwindigkeit des Lichts) und ein SL nicht verlassen kann, dann ist dies das Maximum der Gravitatation.
Was soll ein höherer Gravitationswert bewirken: dass Licht mit Überlichtgeschwindigkeit in das SL zurückgebogen wird ?

Die Gravitation ist nicht "mindestens", sondern genauso stark, dass das Licht zurückgehalten wird. Ein höherer Gravitationswert macht keinen Sinn, weil es das Maximum der gravitativen Leistungsfähigkeit ist.

Ich könnte mir als einzige Alternative vorstellen, dass "Q" schnippst und in Planck-Zeit das komplette Universum zum schwarzen Loch wird.
Dann wäre Materie allerdings nicht nur überlichtschnell, sondern auf Warp 10.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Thomas W. Riker schrieb nach 8 Minuten und 42 Sekunden:

Wenn’s weiter nix ist: Kein Problem!

Ereignishorizont ? Wikipedia

Da haben wir erst mal diese Formel



Und dann noch folgendes Zitat



Ein schwarzes Loch mit 1 Millarden Sonnenmassen hätte demnach einen Radius von 3 Milliardem Kilometer (Durchmesser=6 Milliarden Kilometer)

Masse mal 1 Milliarde bedeutet doch Volumen mal 1 Milliarde bei gleicher Dichte und nicht Radius mal 1 Milliarde, oder mache ich da einen Denkfehler?

Ausgehend von einem SL mit einer Sonnenmasse und rund 3km Radius.

[Aurora90]

Ich habe nie irgendwas von Überlichtgeschwindigkeit gesagt. Für Teilchen mit einer Ruhemasse ist die Größe und damit die Gravitation des Schwarzen Lochs durchaus entscheidend.

Wenn es dir um den Ereignishorizont geht dann schau dir mal die String-Theorie an . Beim Ereignishorizont kommst du nämlich mit der Relativitätstheorie ( SRT & ART) nicht klar.

[julian apostata]

Masse mal 1 Milliarde bedeutet doch Volumen mal 1 Milliarde bei gleicher Dichte und nicht Radius mal 1 Milliarde, oder mache ich da einen Denkfehler?

Ausgehend von einem SL mit einer Sonnenmasse und rund 3km Radius.

Vielleicht hilft diese Gleichung bei der Klärung der Frage



Multiplizier meinetwegen unter der Wurzel sowohl M als auch r mit 10, so ändert sich nichts an der Fluchtgeschwindigkeit.

Bezogen auf die Erde hieße das. Bläh sie um das 10-fache auf und vergrößere sie dabei ihre Masse um das 10-fache (deren Dichte sinkt dabei zwar, aber das tut nix zur Sache)

Ein Raumschiff muss sowohl vorher als auch nachher auf 11,1 km/s beschleunigen, um weg zu kommen.

[julian apostata]

Hier noch ein kleiner Nachtrag.



Die erste Formel gibt ja den Radius des Ereignishorizontes an und bei der zweiten Formel denken wir uns Folgendes:

Wir machen aus unserer Sonne ein schwarzes Loch, das heißt, wir pressen deren ganze Masse in einen Punkt hinein. Dann schaffen wir um diesen Punkt eine Hohlkugel um den Ereignishorizont und errechnen, ob wir uns unbeschadet darauf aufhalten könnten.

Also, einfach das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit durch 6 000 Meter geteilt ergibt 1,5*10^13m/s² und das ist uns ein wenig zu heftig!

Also basteln wir uns ein schwarzes Loch, auf dessen Ereignishorizont wir auch locker stehen können. Und das kann man ganz einfach im Kopf ausrechnen. Man vergrößere nur den Schwarzschilddurchmesser um den Faktor 1,5*10^12 und schon haben wir auf unserer Hohlkugel komfortable 10m/s². Wir müssen dazu halt nur noch weitere 1500 Milliarden Sonnenmassen in unseren Punkt reinstecken und wir können es uns auf dieser Hohlkugel mit ca. 100-fachen Sonnensystemdurchmesser bequem machen.

Jedoch, ist dieser Ereignishorizont denn tatsächlich eine undurchlässige Barriere aus der es kein Entkommen mehr gibt?

Nein, eigentlich nicht, denn wir können uns darauf ein Haus bauen und beliebig oft vom Keller ins Erdgeschoss wechseln.

Was allerdings nicht geht, ist Folgendes: Wenn wir vom Keller aus (durch den Kamin) nach oben leuchten, so wird dieses Licht nie in die Unendlichkeit entweichen können. Auf dem Dach unseres Hauses geht das, denn jetzt befinden wir uns wieder jenseits des Ereignishorizontes.

Okay, die Berechnungen sind zwar extrem simpel, trotzdem kann man sich leicht verrechnen. Wenn jemand also einen Fehler findet, dann sagt es bitte, damit ich mein Posting dementsprechend ändern kann.

[Thomas W. Riker]

"100-facher Sonnensystemdurchmesser"?

Meinst Du wirklich 100 * ca 10 Milliarden km (Neptunbahn)= ~ 1 Billion km ~ 1/10 Lichtjahr?

1500 Mia Sonnenmassen wären ja auch nur 150 * der jetzt gemessene neue Rekord für supermassive schwarze Löcher.
Der Andromedanebel M31 hat als ziemlich große Galaxie 3,7 *10^11 Sonnenmassen.
btw: mir ist klar, dass es sich nur um eine anschauliche (und faszinierende) Beispielsrechnung handelt.

[julian apostata]

Sorry, da hab ich mich doch glatt ein wenig verrechnet, also fang ich noch mal anders an



Die beiden Gleichungen verbinde ich, indem ich M*G eliminiere.



Wenn ich jetzt ein schwarzes Loch konstruiere, auf dessen Ereignishorizont Erdenschwere herrscht, so nehme ich d=c²/g=c*(c/g)

Wieviel ist nun c/g ? Ganz einfach, das macht ca. 30 Millionen Sekunden, also etwa 354 Tage.

Mit anderen Worten, der Durchmesser des Ereignishorizontes müsste dann fast ein Lichtjahr haben, also etwa 750-facher Sonnensystemdurchmesser.

Ja, so ist es! Man müsste tatsächlich die 4-fache Masse des Andromedaspiralnebels in einen Punkt stecken, damit ein Ereignishorizont mit Erdenschwere entstehen kann.

[Thomas W. Riker]

@ julian apostata

Vielen Dank für die Mühe!
Bei diesen Werten wird einem wirklich schwindelig!
Das wäre eine interessante Grundlage für eine Q-Episode.
Oder für Herrn Lesch:
Könnte sich Leben auf dem Ereignishorizont eines schwarzen Loches entwickeln?

[McWire]

Das ist vielleicht ein wenig OT, aber ist die Existenz Schwarzer Löcher eigentlich wissenschaftlicher Konsenz? Oder gibt es gibt es noch begründete Zweifel daran, dass Schwarze Löcher existieren?

Es kommt drauf an, wie man ein schwarzes Loch definiert. Die Singularität im Zentrum ist nicht unbedingt ein Konsens, der Ereignishorizont hingegen mehr oder weniger schon.

Die Beobachtungen der Gravitationsauswirkungen beweisen ja, dass es nicht strahlende Objekte gibt, die auf kleinstem Raum große Massen besitzen.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 4 Minuten und 17 Sekunden:

Ich gehe davon aus das wenn sich die Sache mit der Lichtgeschwindigkeit (als die absolute solche) sich als falsch entpuppt, wir in nächster Zeit etwas anderes in unserem Galaxie Zentrum in Erwägung ziehen könnten.

Es gehen Gerüchte um (in Wissenschaftlichen Kreisen) das die Lichtgeschwindigkeit nicht das absolute Limit ist. Wenn so etwas als Wahrheit feststellt könnten wir uns auf etwas gefasst machen.

Das wäre sogar eine m.E. logische Notwendigkeit. Nehmen wir mal an, dass es im Universum so etwas wie eine Informationserhaltung gäbe, müsste es eine Möglichkeit geben, sodass Informationen den Ereignishorizont in beide Richtungen durchdringen können. Dafür wäre natürlich ein überlichtschnelles Trägermedium notwendig.

[Zeno-2]

Es kommt drauf an, wie man ein schwarzes Loch definiert. Die Singularität im Zentrum ist nicht unbedingt ein Konsens, der Ereignishorizont hingegen mehr oder weniger schon.

Ist auch mein Eindruck, dass die Existenz der SL wissenschaftlicher Konsens ist.

Zum Thema Singularität: Kürzlich habe ich gelesen (ich glaube in der Sterne und Weltraum) das eine Lösung der Gleichungen der Loop Quantum Gravitation besagt, dass bei den extrem hohen Energiedichten nahe dem "singulären" Zustand eine abstossende Kraft bewirkt , dass es nicht zur Singularität kommt.

Das Informationsparadox ist sehr interesant und führt zu Fragen zum "Thermodynamik" Schwarzer Löcher, zur Existenz der Hawking-Strahlung usw. Bin mal gespannt wie die Sache ausgeht.

Endgültig OT: Mein Eindruck ist gegenwärtig, dass die String- oder M-Theorie nicht die Lösung für die Verknüpfung aus Quanten+Gravitation darstellt.