Schwarze Löcher

[madhorst]

KLeine Zwischenfrage eines nur mässig Gebildeten: Schwarzschildhorizont = Ereignishorizont?

[General Quicksilver]

Ich denke, dass zwischen einem Schwarzen Loch und einem anderen massereichen Objekt in der Hinsicht Ähnlichkeit herrscht, andere Massen durch Schwerkraft anzuziehen und durch Kollisionen an Masse zu gewinnen.
Sofern ein Schwarzes Loch auf diese Weise an Masse gewinnt, erweitert dieses ebenso seine Masse, Dichte und Schwerkraft, wie es auch ein anderes, astronomisches Objekt machen würde, denn immerhin entspricht dies der Wechselwirkung der Massen und der Schwerkraft.
Was allerdings in den Schwarzschildhorizont eines Schwarzen Lochs eindringt, ist unwiederbringlich verloren und erhöht lediglich die Masse der in diesem enthaltenen Singularität.

Allerdings sehe ich da ein Problem, denn wenn nicht einmal das Licht dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs entkommen kann, also dem Schwarzschildhorizont, dann würde dies doch theoretisch bedeuten, dass dort auch die Zeit unendlich gekrümmt ist, oder etwa nicht?
Demnach könnte also eigentlich gar nichts in den Ereignishorzont eindringen, auch nach jeglicher messbaren Zeitspanne.

Doch, da die unendliche Zeitkrümmung erst hinter dem Schwarzschildhorizont beginnt ein zusetzen, bzw. ich habe auch schon gehört, das dann die Zeit rückwärts verlaufen soll...aber ich denke, das die Zeit sich immer Stärker in Richtung der Singularität krümmt, aber das auch (im gleichen Maß) die durch die Schwerkraft der Singularität hervorgerufene Beschleunigung zunimmt, da die Materie nach passieren des Schwarzschildradius zu Energie zerstrahlen könnte, die dann auch überlichschnell sich bewegen könnte, da die Delle in der Raumzeit, die das Schwarze Loch verurstacht als Rohr wirken könnte und dadurch die Energie in Form von einer Welle, z.B. elektromagnetischen Welle tunneln könnte, un das diese relativ immer schnaller wird, das aber durch die Zeitdehnung die scheinbare Geschwindigkeit gleich bleinbt...

[J_T_Kirk2000]

Ich denke, dass zwischen einem Schwarzen Loch und einem anderen massereichen Objekt in der Hinsicht Ähnlichkeit herrscht, andere Massen durch Schwerkraft anzuziehen und durch Kollisionen an Masse zu gewinnen.
Sofern ein Schwarzes Loch auf diese Weise an Masse gewinnt, erweitert dieses ebenso seine Masse, Dichte und Schwerkraft, wie es auch ein anderes, astronomisches Objekt machen würde, denn immerhin entspricht dies der Wechselwirkung der Massen und der Schwerkraft.
Was allerdings in den Schwarzschildhorizont eines Schwarzen Lochs eindringt, ist unwiederbringlich verloren und erhöht lediglich die Masse der in diesem enthaltenen Singularität.

Allerdings sehe ich da ein Problem, denn wenn nicht einmal das Licht dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs entkommen kann, also dem Schwarzschildhorizont, dann würde dies doch theoretisch bedeuten, dass dort auch die Zeit unendlich gekrümmt ist, oder etwa nicht?
Demnach könnte also eigentlich gar nichts in den Ereignishorzont eindringen, auch nach jeglicher messbaren Zeitspanne.

[General Quicksilver]

Danke, für die Erklärung zur Nährungsformel!

Hab mich bei der Expansion geirrt, ist mir aber erst zu spät aufgefallen, natürlich 72km/s pro Mpc, sonst wäre das ja überlichtgeschwindigkeit.Also Rotverschiebung verstehe ich die Abnahme der Frequenz des Lichtes durch die Expansion des Universums, aber wenn du den Begriff vielleicht als erweiterte Diffinition betrachtet hast, hast du sicherlich Recht.

3sat.online

Ich habe da eine möglicher Erklärung gefunden, die auch deine Darlegungen zur Rotverschiebung untermauern:

Hubble: Das kälteste Objekt im All?

Durch welchen Mechanismus das Gas des Nebels auf diese hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird, ist bislang ungeklärt. Die rasche Ausdehnung ist auch der Grund dafür, dass der Nebel so kalt ist, denn Gas, das sich sehr schnell ausdehnt, kühlt sich ab. Auf ähnliche Weise funktioniert auch ein Kühlschrank. Ein Kompressor verdichtet zuerst das Kühlmittel. Die Wärme wird an den Kühlrippen des Kühlschranks abgegeben. Wenn dann das Kühlmittel sich wieder ausdehnt, verdampft es und kühlt ab. Dies geschieht im Inneren des Kühlschranks, der deshalb kalt wird. Die extremen physikalischen Bedingungen des Bumerang-Nebels sind jedenfalls einzigartig und liefern neue Hinweise zur bislang kam verstandenen Frühphase Planetarischer Nebel.

Bummerang-Nebel

[Bynaus]

Ich dachte eigentlich das zumindest die ganz großen Dinger alles in ihren Umkreis verschlingen.

Das ist genauso "wahr" wie die Aussage, dass die Erde alles in ihrem Umkreis "verschlingt". Es stimmt zwar, die Erde zieht mit ihrer Gravitation alle Materie an, die ihr nahe kommt - aber in einer völlig vorhersehbaren Art und Weise, die durch Newtons Gravitationsgesetz recht gut beschrieben wird. Bei SLs ist das im Prinzip nichts anderes: es wäre z.B. rein technisch für ein interstellares Raumschiff kein Problem, in einen stabilen Orbit um das SL zu treten, ohne jegliche Gefahr für die Besatzung (in der Praxis dürfte in der Nähe eines SLs eine ziemlich harte Strahlung herrschen, die von der (vermutlich vorhandenen) Akkretionsscheibe ausgeht - aber das ist eine andere Sache). Das Gravitationsfeld eines SLs ist, zumindest in der Nähe seines Ereignishorizonts, jedoch so, dass man es mit der Relativitätstheorie beschreiben muss.

Und hat nicht das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie Einfluß auf die ganzen Sterne im Inneren?

Natürlich. Genau den gleichen "Einfluss", wie jedes beliebige andere Objekt mit 3 Milllionen Sonnenmassen hätte... Übrigens umkreisen die Sterne der Milchstrasse nicht das zentrale SL, sondern den Massenschwerpunkt des Milchstrassensystems.

Dann müßte es ja doch irgendwann unsere Galaxie "absorbieren" oder nicht?

Nein, eigentlich nicht. Das heisst, auf extrem lange Sicht gesehen, ja, wird alle Materie, die im Universum existiert, von SLs "verschlungen" werden. Für die nächsten paar Billionen Jahre ist das aber kein besonders wichtiger Prozess. Das zentrale SL unserer Galaxis ist so winzig im Vergleich zur ganzen Galaxis! Was sind schon 3 Millionen Sonnenmassen (SL) gegenüber 1 Billion Sonnenmassen (Galaxie)? 3 Millionstel! Das ist "vernachlässigbar".

Zumindest innerhalb der Galaxie gäbe es nichts entgegenwirkendes wie die Expansionskraft. Also keine "Fluchtmöglichkeit".

Doch: die Eigenbewegung der Sterne. So wie ein Satellit nicht auf die Erde hinunter fällt, weil sich Flieh- und Gravitationskraft in einem Orbit die Waage halten, gilt dies auch für die Sterne in der Nähe des SLs. Sie können es umkreisen, ohne jemals hinein zu fallen.

(übrigens Mikrowellenbreich durch Abkühlung nicht Rotwerschiebung, da Rotverschiebung bei sehr weit entfernten Objekten durch die Expansion des Universums hervorgerufen wird (glaube 72 Lichtjahre auf 1 Megaparsec)und bewirkt, das das Licht der entfernten Objekte "gestreckt" wird, also das die Frequenz abnimmt un dadurch aus blauen Licht rotes wird usw.)

Abkühlung IST Rotverschiebung. Wenn etwas abkühlt, verteilt sich dessen Energie über einen grösseren Raum - die Energiedichte sinkt also. Genau dasselbe passiert beim Universum: durch seine Expansion sinkt seine Energiedichte, die Hintergrundstrahlung wird durch die Expansion rotverschoben bzw. ihre Energie verteilt sich über einen grösseren Raum - das entspricht einer Abkühlung. Die "72" ist die Expansionsgeschwindigkeit des Universums: 72 (oder 71) km/s pro Megaparsec. Das heisst, eine Galaxie, die ein Megaparsec (= 1 Million Parsec = 3.26 Millionen Lichtjahre) entfernt ist, entfernt sich mit 72 km/s von uns, eine, die zwei Megaparsec entfernt ist, 144 km/s, etc.

Ich habe mal gelesen, das ein Nebel entdeckt wurde, der Kälter als die Hintergrundstrahlung ist

Das wäre sehr erstaunlich (und interessant), hast du einen Link dazu? Möglich wäre vielleicht, dass in diesem Nebel energiekonsumierende (endotrope) chemische Reaktionen stattfinden, anders kann ich mir das (spontan) nicht erklären.

Betr. Näherungsformel: M = die Masse des SLs, M0 = die Masse der Sonne.

[General Quicksilver]

Würde die Berechnung auch viel realistischer machen Schliesslich ist praktisch die ganze Masse eines Atoms in dessen Kern... Um ein Wasserstoffatom(kern) zu verschlucken müsste der Radius des SLs nur 1.7e-15 m gross sein...



Im kosmologischen Zusammenhang meint Hintergrundstrahlung immer Temperatur: die Temperatur der EM-Strahlung, die vom Urknall übrig geblieben ist und mittlerweile stark rotverschoben ist.



"Theoretisch", natürlich. Bloss ist Materie eine so stark verdichtete Energieform (sehr viel dichter als jeder denkbare Laser), dass es viel effizienter sein dürfte, das SL direkt mit Materie zu füttern. Es gibt ja auch sogenannte Atomlaser (oder Boser), die würden die Füttermaterie zielgenau ins SL hinein führen können.



Welche Näherungsformel meinst du?

Die Hintergrundstrahlung (übrigens Mikrowellenbreich durch Abkühlung nicht Rotwerschiebung, da Rotverschiebung bei sehr weit entfernten Objekten durch die Expansion des Universums hervorgerufen wird (glaube 72 Lichtjahre auf 1 Megaparsec)und bewirkt, das das Licht der entfernten Objekte "gestreckt" wird, also das die Frequenz abnimmt un dadurch aus blauen Licht rotes wird usw.) ist doch das Nachglühen des Urknalls. Ich habe mal gelesen, das ein Nebel entdeckt wurde, der Kälter als die Hintergrundstrahlung ist, also ist die Hintergrundstrahlung nicht zwangsweise die Temperatur, es ist nur sehr wahrscheinlich.

Die Nährungsformel von der deutschen Wikiseite:

...................M
t= ~10^66 * M0

oder so...

[madhorst]

Dann müßte es ja doch irgendwann unsere Galaxie "absorbieren" oder nicht?

Nun ja, ... wenn ein SL eine Art Wurmlich sein sollte - ja, dann wird sie irgendwann irgendwohin weggesaugt.
Falls es sich lediglich im eine dicke Gravitationsquelle handelt:
Keine Ahnung, was dann passiert. Womöglich rücken wir alle ein klein wenig näher zusammen, weil sich alles um das Grav-Zentrum herum ballt. Bis uns irgendwann die Kräfte zerreissen...

Was die Reichweit von Grav-Feldern angeht (immerhin hier kann ich eine sichere Aussage treffen): Mit zunehmender Distanz nähert sich die Anziehungskraft asymptotisch dem Wert "null" an, ohne je ganz diesen Wert zu erreichen. Ist also irgendwann vernachlässigbar klein.

[Skymarshall]

Dann müßte es ja doch irgendwann unsere Galaxie "absorbieren" oder nicht?

Außerdem soll Gravitation doch eine unendliche Reichweite haben.

Zumindest innerhalb der Galaxie gäbe es nichts entgegenwirkendes wie die Expansionskraft. Also keine "Fluchtmöglichkeit".

Mir ging es nur um Bynaus ursprüngliche Aussage.

[madhorst]

Aber das beantwortet nicht meine Frage.

Recht hast Du. Meine Meinung: Ja. Objekte mit Gravitation ziehen sich halt gegenseitig an. Ein Schw. Loch hat viel Gravitation -> hat eine große potentielle Energie -> zieht entsprechend viel an (weil aufgrund der großen Masse (?) viel Raumzeit gekrümmt wird, was viele andere Objekte anziehen kann).

Epot=m*h*a mit a=Beschleunigungskonstante (masseanhängig)

[Skymarshall]

Ja, schon.

Aber das beantwortet nicht meine Frage.

[madhorst]

Und hat nicht das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie Einfluß auf die ganzen Sterne im Inneren?

Dass das Zentrum ein Schwarzes Loch darstellt ist nur eine von vielen Theorien (wenn auch eine der favourisierten)...

[Skymarshall]

Das allgemeine Bild, das man sich von SLs macht, ist prinzipiell falsch. SLs sind keine nimmersatten Monster mit unendlicher Gravitation, die "alles verschlingen, was ihnen über den Weg kommt".
SLs sind lediglich Objekte, die kleiner sind als ihr Ereignishorizont.

Ich dachte eigentlich das zumindest die ganz großen Dinger alles in ihren Umkreis verschlingen.

Und hat nicht das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie Einfluß auf die ganzen Sterne im Inneren?

[Bynaus]

Weil ich nur den als Wert habe, den Kerndurchmesser muss ich erst noch mal raussuchen, am besten ich leg irgendwann mal meine Berechnung neu auf....

Würde die Berechnung auch viel realistischer machen Schliesslich ist praktisch die ganze Masse eines Atoms in dessen Kern... Um ein Wasserstoffatom(kern) zu verschlucken müsste der Radius des SLs nur 1.7e-15 m gross sein...

Das mit der Hintergrundstrahlung hatte ich beim überfliegen schon mal gelesen gehabt, aber das stand glaunbe ich bei der Temperatur oder so?

Im kosmologischen Zusammenhang meint Hintergrundstrahlung immer Temperatur: die Temperatur der EM-Strahlung, die vom Urknall übrig geblieben ist und mittlerweile stark rotverschoben ist.

Wenn man ein Mini Schwarzes Loch mit Strahlung füttern kann, dann könnte man es doch z.B. mit einem ausreichend starken Laser stabil halten oder?

"Theoretisch", natürlich. Bloss ist Materie eine so stark verdichtete Energieform (sehr viel dichter als jeder denkbare Laser), dass es viel effizienter sein dürfte, das SL direkt mit Materie zu füttern. Es gibt ja auch sogenannte Atomlaser (oder Boser), die würden die Füttermaterie zielgenau ins SL hinein führen können.

Wie muss man eigentlich die Nährungsformel auf Wikipedia benutzen? M=Masse , und was ist das andere M?

Welche Näherungsformel meinst du?

[General Quicksilver]

Warum nimmst du denn da die Molekülgrösse? Ist doch völlig egal, wenn die Elektronen nicht mitkommen - der Atomkern alleine reicht.



Das tut es auch: das ist auch der Grund, warum sehr grosse SL heute nicht durch Hawking-Strahlung verdampfen, sondern im Gegenteil ganz langsam wachsen. Erst wenn durch die Ausdehnung des Universums die kosmische Hintergrundstrahlung noch stärker abgesunken ist, werden die SLs verdampfen können.

@Kirk: du hast schon recht, die Basiseinheit für Zeit ist die Sekunde. Trotzdem, bei so empirischen Formeln wie jene am Ende des Hawking-Strahlung-Artikels, in denen lediglich eine Zahl als Umrechnungskonstante gegeben wird, weiss man nie.

Warum Atomdurchmesser: Weil ich nur den als Wert habe, den Kerndurchmesser muss ich erst noch mal raussuchen, am besten ich leg irgendwann mal meine Berechnung neu auf....

Das mit der Hintergrundstrahlung hatte ich beim überfliegen schon mal gelesen gehabt, aber das stand glaunbe ich bei der Temperatur oder so?

Wenn man ein Mini Schwarzes Loch mit Strahlung füttern kann, dann könnte man es doch z.B. mit einem ausreichend starken Laser stabil halten oder?

Wie muss man eigentlich die Nährungsformel auf Wikipedia benutzen? M=Masse , und was ist das andere M?

Die Formel von der englischen Wikipedia ist nämlich relativ lang...

[Bynaus]

Ich glaube, ich hab das auf ein Schwarzschildradius von 0,2 nm ausgerechnet gehabt, also so groß, das außer Wasserstoff auch noch andere Atome hindurchpassen, bzw. auch kleinere Moleküle eingesaugt werden können.

Warum nimmst du denn da die Molekülgrösse? Ist doch völlig egal, wenn die Elektronen nicht mitkommen - der Atomkern alleine reicht.

Aber da kommt auch die Frage wieder auf, was ist, wenn es Strahlung wie Elektomagnetische Wellen aufsaugt?

Das tut es auch: das ist auch der Grund, warum sehr grosse SL heute nicht durch Hawking-Strahlung verdampfen, sondern im Gegenteil ganz langsam wachsen. Erst wenn durch die Ausdehnung des Universums die kosmische Hintergrundstrahlung noch stärker abgesunken ist, werden die SLs verdampfen können.

@Kirk: du hast schon recht, die Basiseinheit für Zeit ist die Sekunde. Trotzdem, bei so empirischen Formeln wie jene am Ende des Hawking-Strahlung-Artikels, in denen lediglich eine Zahl als Umrechnungskonstante gegeben wird, weiss man nie.