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Was passiert mit einem schwarzen Loch, wenn es Masse durch die Hawking Strahlung verl

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  • Was passiert mit einem schwarzen Loch, wenn es Masse durch die Hawking Strahlung verl

    iert, dabei unter die kritische Masse eines schwarzen Lochs fällt und keine neue Masse aufnehmen kann?
    Ein paar praktische Links:
    In Deutschland empfangbare FreeTV Programme und die jeweiligen Satellitenpositionen
    Aktuelles Satellitenbild
    Radioaktivitätsmessnetz des BfS

  • #2
    Was meinst du mit "kritische Masse"?

    Nun, nach überwiegender Meinung zerstrahlen Schwarze Löcher ganz.

    Es gibt auch einige Physiker, die denken, sie zerstrahlen bis auf eine Minimalmasse, unter die sie niemals "abnehmen", dh, sobald sie etwas neue Materie hinzugewinnen, zerstrahlen sie wieder auf diese Minimalmasse hinunter etc.
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    • #3
      Nach Hawking verliert ein schwarzes Loch kontinuierlich Energie.

      Im Vakuum entstehen kontinuierlich sogenannte virtuelle Teilchenpaare aus z.B. Proton und Antiproton. Da immer Teilchen und Antiteilchen zusammen entstehen, wird der Energieerhaltungssatz nicht verletzt. Ein solches Teilchenpaar existiert nur unvorstellbar kurze 10^-24 Sekunden. Solche Teilchen können aber "reell" werden, wenn sie während ihrer Lebensdauer genügend Energie erlangen, z.B. durch ein starkes elektrisches Feld, das sie schnell genug auseinander zieht.

      Ähnliches kann nahe eines Ereignishorizontes eines schwarzen Lochs passieren. Die Gezeitenkraft kann ein solches "virtuelles" Teilchenpaar schnell genug auseinanderziehen, so dass eines der Teilchen hinter dem Ereignishorizont verschwindet. So wird das andere Teilchen "reell".
      Die so entstehende Strahlung bezeichnet man als Hawking-Strahlung. Sie entzieht dem schwarzen Loch Energie und damit Masse.

      Ein schwarzes Loch besitzt daher so etwas wie eine bestimmte Temperatur T. T ist abhängig (proportional) von der Gravitationskraft direkt außerhalb des Loches. Diese Kraft hängt wiederum von der Masse M des Loches dividiert durch seinen Radius R ab. Aber auch R ist wieder abhängig von der Masse M.

      Diese "Hawking"-Temperatur ist also umgekehrt proportional zur Größe des schwarzen Lochs, sie ist für kleine Löcher groß und für große schwarze Löcher klein.

      Stellare schwarze Löcher, die Endprodukte massereicher Sterne, hätten eine Temperatur nur ein Millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt. Sie "verdampfen" extrem langsam. Für die noch viel größeren schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien ist diese Temperatur noch viel niedriger und damit vernachlässigbar.
      Schwarze Löcher dieser Größe strahlen Energie viel langsamer ab, als sie neue, z.B. durch die kosmische Hintergrundstrahlung wieder aufnehmen.
      Ever danced with the devil in the pale moonlight?
      -- Thug --

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      • #4
        Aber es gibt doch diese Massegrenze, ab der die Masse eines Neutronensterns kollabiert. Ein schwarzes Loch entsteht.

        Was passiert nun, wenn eine schwarzes Loch unter diese Massegrenze absinkt? Gibt es dann eine Inflation, und das schwarze Loch bläht sich schlagartig zu einem Neutronenstern auf?
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        • #5
          Was passiert nun, wenn eine schwarzes Loch unter diese Massegrenze absinkt? Gibt es dann eine Inflation, und das schwarze Loch bläht sich schlagartig zu einem Neutronenstern auf?
          Ach so war das gemeint. Nein. Woher sollte auch die enorme Energie kommen, um dies zu tun? Es gibt z.B. auch Neutronensterne, die leichter sind als die schwersten Weissen Zwerge.
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          • #6
            Ein stellares oder gar galaktisches schwarzes Loch wird wahrscheinlich auch niemals Masse wirklich verlieren. Die durch Hawking-Strahlung verlorene Energie ist um Größenordnungen geringer als die, die sie allein durch die kosmische Hintergrundstrahlung aufnehmen. Ganz zu schweigen von der Masse, die sie einsaugen.
            Ever danced with the devil in the pale moonlight?
            -- Thug --

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            • #7
              Ein stellares oder gar galaktisches schwarzes Loch wird wahrscheinlich auch niemals Masse wirklich verlieren.
              Och, du denkst aber auch in allzu menschlichen Zeiträumen... In wirklich langen Zeiträumen verdampft jedes Schwarze Loch, weil sich auch die Hintergrundstrahlung immer stärker verringert... Für heute gebe ich dir aber natürlich recht.
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              • #8
                Wobei du dann aber auch solange warten musst, bis sich keinerlei Materie mehr in das schwarze Loch bewegt.
                Und was das Verdampfen angeht bewegen wir uns in Zeiträumen von Billionen oder sogar Billiarden von Jahren.
                Bis dahin hat vielleicht schon der zweite Hauptsatz zugeschlagen und das Universum ist dunkel und kalt.
                Aber wir wollen nicht zu pessimistisch sein.
                Ever danced with the devil in the pale moonlight?
                -- Thug --

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                • #9
                  Und was das Verdampfen angeht bewegen wir uns in Zeiträumen von Billionen oder sogar Billiarden von Jahren.
                  Ach was, viel mehr. Ist aber so. Ein SL mit 1 Mio Sonnenmassen braucht in einem offenen Universum etwa 10^60 Jahre, um zu verdampfen.

                  Quelle (auch sonst sehr lesenswert):
                  [astro-ph/9701131] A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects
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                  • #10
                    Ah, sowas les ich ja immer gerne.
                    Mein diesbezügliches Wissen hab bisher von Stephen Baxter bezogen.
                    Aber Moment: Der Mann ist kein Laie, sondern gestandener Astrophysiker.
                    Seine Bücher sind klasse.

                    10^60 Jahre. Bis dahin ist längst alle Materie zerfallen.
                    Ever danced with the devil in the pale moonlight?
                    -- Thug --

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                    • #11
                      Mal so fernab gefragt als physikinteressierter Chemiestudent *g*

                      Wie lange lebt eigentlich so ein schwarzes Loch? Und wenn da Materie reingesogen wird, ist sie dann wirklich mal weg? Oder was passiert mit dem ganzen Gemüse an Teilchen? Werden die dort in irgendeiner Art umgewandelt?

                      Aber 10^60 Jahre. *ei jei jei jei jei*
                      ***Wer bist du? (Vorlonen!) Was willst du? (Schatten!)***
                      ***Leben heisst zu lernen wie man fliegt! (Wicked)***
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                      • #12
                        Wie lange es lebt? Siehe oben.

                        Ja, wenn Materie oder Strahlung (was ja nur eine andere Form von Materie ist) hinter den Ereignishorizont fallen, ist sie weg.

                        Was meinst du mit "umgewandelt"?
                        Ever danced with the devil in the pale moonlight?
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                        • #13
                          Ah das waren dann die 10^60 a.

                          Aber wie weg ist sie dann? Wirklich völlig zerstört und es existiert gar nichts mehr von alle dem? Nichteinmal ein Proton oder Elektron?

                          Mit der Umwandung meine ich, dass eventuell Antimaterie entsteht? Denn irgendwo muss das ja hin, was vom SL vernichtet wird, oder etwa nicht?
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                          • #14
                            Die eingesaugte Materie wird der Masse des schwarzen Lochs einverleibt.
                            So gesehen wird nichts umgewandelt.

                            Im Prinzip ist es auch nicht anders, als wenn z.B. ein Komet in die Sonne stürzt.
                            Seine Masse wird der Masse der Sonne einverleibt. Nur dass sie theoretisch wieder freigesetzt werden könnte. Bei einem schwarzen Loch ist dies nicht der Fall.
                            Ever danced with the devil in the pale moonlight?
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                            • #15
                              Ah ja stimmt.

                              Schließlich besteht alles aus den subatomaren Teilchen die dann somit der Masse hinzugefügt werden. D.h zum Beispiel, wenn ein Asteroid hineinfliegt, dann wird er in seine subatomaren Teilchen zerlegt, die der Masse des SL einverleibt werden.

                              Ich hatte eher überlegt was dann in diesem von mir genanntem Beispiel mit der festen Materie des Asteroids passiert. Die wird dann in Form der subatomaren Teilchen der Masse des SL hinzuaddiert. Ich dachte mir, dass dann einfach kleine Steinsbrocken im SL vorliegen oder desgleichen.
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