Schwarze Löcher

[xanrof]

Als letztes Zeitalter käme die Dunkle Ära, ab 10^101 Jahren nach dem Urknall. In dieser Ära blieben dem Universum nur Photonen, Neutrinos, Elektronen und Positronen. Elektronen und Positronen könnten sich nun zu einer instabilen Materieform namens Positronium verbinden.
Von dem einst so hellen, energiereichen und lebensfrohen Universum bliebe nur noch dunkle Leere.

Es gibt z.Zt. 3 Modelle, wie es zuende gehen koennte (nach der Friedmann-LeMaître-Gleichung):

• Offenes Universum: Abkuehlung bis zum abs. Nullpunkt, dabei aber Ausdehnung bis zur Ewigkeit, da die Gravitation nicht ausreicht, um die Expansion zu stoppen.
• Geschlossenes Universum: Gravitation ueberwiegt Expansion
  => grosse Endkontraktion = big crunch
• Flaches Universum: auch Abkuehlung bis zum Nullpunkt, Gravitation bremst Expansion bis zum Stillstand, aber keine Kontraktion.

Mir scheint, die Autoren deines Buches bevorzugen entweder die erste oder die dritte Moeglichkeit? Wird da naeher darauf eingegangen?

[Liopleurodon]

Den Schwarzen Löchern wird die Zukunft gehören. Auf sehr lange Sicht werden Schwarze Löcher die einzigen massiven Objekte sein, die in einem sich ewig ausdehnenden Universum übrig bleiben; nachdem der Protonenzerfall unsere "normale" Materie zerstört hat und auch die Neutronensterne von Schwarzen Löchern verschluckt wurden oder sich selbst (durch Massenanhäufung über die kritische Grenze hinaus) zu Schwarzen Löchern umgewandelt haben werden.

Gut nachzulesen übrigens in

Fred Adams & Greg Laughlin: The Five Ages of the Universe. Inside the Physics of Eternity.

http://www.amazon.de/Five-Ages-Universe-Physics-Eternity/dp/0684865769/ref=sr_1_1?s=books-intl-de&ie=UTF8&qid=1349293117&sr=1-1

Nach der kurzen Primordialen Ära (10^-50 bis 10^5 Jahre nach dem Urknall) leben wir aktuell in der Sternenära (ca. 10^6 bis 10^14 Jahre nach dem Urknall). Dies ist die Zeit der Materie, wie wir sie kennen und aus der wir bestehen, mit leuchtenden Sternen und anständigen Planeten und so. Doch irgendwann ist auch der letzte Stern erloschen und es verbleiben eisige Planeten (viele ohne Zentralgestirn), Weiße Zwerge, erkaltete Braune Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Es ist die Ära der Degenerierten Materie (ca. 10^15 bis 10^39 Jahre nach dem Urknall). Weiße Zwerge können noch eine Weile von der Aufnahme und der Annihilation Dunkler Materie als Energiequelle zehren, doch selbst damit erreichen sie nur noch ein diffuses Abbild ihrer einstigen Helligkeit. Sehr vereinzelt können durch den Zusammenstoß zweier Schwarzer Löcher noch einmal Wolken "normaler" Materie entstehen, doch die endgültige Transformation des Universums kann auch dieser Prozess nicht aufhalten. Wenn auch die Dunkle Materie weitgehend aufgebraucht ist, bleibt der Protonenzerfall die einzige Energiequelle der Weißen Zwerge. Ein durch Protonenzerfall angetriebener Zwerg würde insgesamt mit ca. 400 Watt strahlen - nur so viel wie ein paar Glühbirnen zusammen. Eine ganze Galaxie solcher Zwergsterne würde weniger Licht abgeben als ein normaler sonnenähnlicher Stern heute.

Die letzten stellaren Objekte im Universum wären die Schwarzen Löcher. Die Ära der Schwarzen Löcher erstreckt sich von 10^40 bis 10^100 Jahre nach dem Urknall. Sie wird bestimmt durch die langsame Verdampfung dieser Objekte infolge der Hawking-Strahlung. Ein Schwarzes Loch mit der Masse der Sonne bräuchte 10^65 Jahre zum Verdampfen; eines mit der Masse einer ganzen Galaxie 10^98 bis 10^100 Jahre.

Als letztes Zeitalter käme die Dunkle Ära, ab 10^101 Jahren nach dem Urknall. In dieser Ära blieben dem Universum nur Photonen, Neutrinos, Elektronen und Positronen. Elektronen und Positronen könnten sich nun zu einer instabilen Materieform namens Positronium verbinden.

Von dem einst so hellen, energiereichen und lebensfrohen Universum bliebe nur noch dunkle Leere.

[Thomas W. Riker]

Mit jeweils ca 20 Sonnenmassen sind dies zwar nur "normale" schwarze Löcher, allerdings dürften die beiden schwarzen Löcher in einem Sternhaufen mit 80.000 Sternen in einem Durchmesser von nur 97 Lichtjahren ganz schön für Unordnung sorgen. M22 ist übrigens der hellste von Europa mit bloßen Augen sichtbare Kugelsternhaufen.

Messier 22 ? Wikipedia

(Im link ein hoch aufgelöstes Bild des Hubble-Teleskops, immerhin 9,87 MB)

[Achilles]

Interessant: Astronomen haben in dem Kugelsternhaufen M22 (Sternbild Schütze) gleich 2 schwarze Löcher entdeckt. Bis dato war man der Auffassung, dass es – falls überhaupt – nur ein einziges im Zentrum eines Kugelsternhaufens geben könne.

Wissenschaftler entdecken zwei Schwarze Löcher in Kugelsternhaufen - SPIEGEL ONLINE

[Thomas W. Riker]

Auf der Wiki Seite zu schwarzen Löchern ist kaum etwas ganz aktuell, allerdings sind die Quellen dort thematisch stark gestreut.
Hübsch ist folgender link:

Cygnus X-1 ? Wikipedia

[Amelissan]

Ein unglaublich interessantes Thema; diesen Bericht habe ich geradezu verschlungen.

Offenbar weiß man heute schon wesentlich besser über die Schwarzen Löcher Bescheid. Sie galten ja lange Zeit als reine astronomische Theorie.

Gibt es eigentlich ein empfehlenswertes und aktuelles Buch über die Schwarzen Löcher? Immer nur Links zu folgen ist auf Dauer doch etwas anstrengend.

Halte dich da zumindest nächstes Jahr vielleicht mehr Richtung Fachartikel (die nicht zu fachlichen ).
Es wurde ja heuer eine Molekülwolke entdeckt, die schnurstracks auf das zentrale schwarze Loch unserer Galaxie zufliegt. Nächstes Jahr dürften die ersten "Stücke" dieser Wolke ins schwarze Loch fallen. Aus der resultierenden Strahlung durch Reibung mit akkretierter Materie erhofft man sich hübsche, neue Erkenntnisse über diese Klasse von Objekten.

[Thomas W. Riker]

Hoffentlich hast Du nicht auch den Roten Riesen verschluckt Möglicherweise findest Du was passendes, wenn Du Dich durch

Science-Shop

durcharbeitest. Dort sind alle Bücher, die in Sterne und Weltraum rezensiert wurden.

[Achilles]

Ein unglaublich interessantes Thema; diesen Bericht habe ich geradezu verschlungen.

Offenbar weiß man heute schon wesentlich besser über die Schwarzen Löcher Bescheid. Sie galten ja lange Zeit als reine astronomische Theorie.

Gibt es eigentlich ein empfehlenswertes und aktuelles Buch über die Schwarzen Löcher? Immer nur Links zu folgen ist auf Dauer doch etwas anstrengend.

[Thomas W. Riker]

Selbst Rote Riesen-Sterne sind nicht überall sicher:

Seltenes Schauspiel: Schwarzes Loch verschlingt Stern Magazin Nachrichten / NP - Neue Presse

[Thomas W. Riker]

AFAIR jagen einige Sterne mit mehreren Prozent der Lichtgeschwindigkeit um das Zentrum unserer Milchstrasse rum. Wie soll man die Gravitationswirkung anders erklären, als mit einem supermassiven schwarzen Loch?

Ich will obigen Beitrag mal ergänzen mit dem 5000km/sec schnellen Stern der das Zentrum unserer Galaxie in 15,2 Jahren umkreist.

http://de.wikipedia.org/wiki/S2_(Stern)

Und gerade vorhin gefunden:

http://www.tagesschau.de/ausland/schwarzesloch112.html

Edit:
Wieder entfernt, da falscher Thread

[julian apostata]

Könnte sich Leben auf dem Ereignishorizont eines schwarzen Loches entwickeln?

Wenn sich Hohlkugeln um massereiche schwarze Löcher bilden würden, so spräche nichts dagegen. Jedoch erstens mal bilden sich keine Hohlkugeln um derart massereiche Punkte und dann kommt noch hinzu:

Nicht nur erhöhte Schwerkraft wäre ein Problem für den menschliche Organismus, allein schon den Sturz in ein schwarzes Loch würde fatale Folgen haben, noch lange bevor der Ereignishorizont erreicht würde.

Man betrachte sich nur mal die Formeln (a) und (b) und eliminiere wieder M*G, woraus sich dann (c) ergibt.



Für die Sonne ergäbe das folgende Gezeitenkraft: [(300 000 km/s)/(3km)]^2, das macht nach Adam Riese 10 Milliarden /Sekundenquadrat!

Okay, mir ist bewusst, dass manche Leser hier sich unter einem Kehrwert eines Sekundenquadrates vielleicht gar nichts vorstellen können, deswegen folgender Vergleich:

Wir verbinden 2 Kilos mit einer ein Meter langen Schnur. Das Ganze Gebilde schicken wir senkrecht über einen Ereignishorizont einer Sonnenmasse hinüber.

Dann spannt sich die Schnur mit folgender Kraft.

10 Milliarden kg*m/s²=10 Milliarden Newton~1 Milliarde Kilopond

[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.

[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.

[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?

[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.