Wie groß kann ein Schwarzes Loch werden

@Gim
Laut dem 2.Hauptsatz d.TD ist dies aber unmöglich.

@yenredrose

Inwiefern? Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ist es es doch gerade, der besagt, dass die Entropie immer größer wird.

@Gim
Der 2.HS der TD gilt nur für geschlossene Systeme, oder?

@yenredrose

Das Universum ist ein geschlossenes System.

@Labor-Ratte

Labor-Ratte schrieb:Das Universum ist ein geschlossenes System.

Beweise

@yenredrose

Das ist so ziemlich die Definition des Universums. Das Universum ist die Anordnung aller Materie und Energie. Wenn das Universum nach irgendwohin offen wäre, dann würde dieses etwas per Definition zu unserem Universum gehören und damit wäre es automatisch wieder geschlossen.

Wohin soll das Universum deiner Meinung nach denn offen sein?

@Labor-Ratte
Du hast ein idealisiertes Bild von geschlossenen (isolierten)Systemen.
In der Wirklichkeit existiert keine Möglichkeit vollständiger Isolation. Auf kürzeren Zeitskalen (unser bekannter Raum) kannst du davon ausgehen, so in Analogie zu einer Isolierkanne. Wir wissen jedoch, das es keine vollständigen isolierten System gibt. Weshalb sollte diese Singularität gerade auf das Universum zutreffen?

Das von der Comunity vorgeschlagene Urknall­modell beschreibt je nach Massen- und Energiedichte ein in ferner Zukunft wieder kollabierendes (abgeschlossenes) oder für immer expandierendes (offenes) Universum. Unsere Beobachtungen deuten auf eine zunehmende Expansion und somit ein sich unendlich ausdehnendes Universum hin. In beiden Fällen wird das Universum als Ganzes als ein isoliertes System betrachtet. Da beide Betrachtungen von einem isolierten System ausgehen, dies nach allen Verständnis nie erreicht werden kann (Unmöglichkeit eines Perpetuum Mobile), liegt der Schluss nahe, dass es viele Universen gibt, die sich untereinander austauschen.

Natürlich wurde das durch Beobachtungen genauso wenig bestätigt, ist jedoch als Postulat wahrscheinlicher, als ein isoliertes System. Kennst du die Stringtherorie?

@yenredrose

Das ganze ist aber ziemlich spekulativ. Ich bin ja selbst der Überzeugung, dass es Paralleluniversen gibt. Aber ob die wirklich existieren, ist wie du selbst sagst nicht bestätigt. Und schon gar nicht ob die miteinander wechselwirken können. Die Frage nach einer Isolation stellt sich erst, wenn eine Verbindung zu irgend etwas anderen existiert. Du zäumst das Pferd meiner Meinung nach von hinten auf. Deine Überlegungen sind durchaus verständlich, aber einfach viel zu spekulativ und daher für Realphysik zur Zeit nicht anwendbar. Zurzeit ist nur die Existenz eines Universums gesichert. Andere Systeme sind nur Spekulation. Deswegen sollte man für Vorhersagen davon ausgehen, dass das Universum das einzig bekannte isolierte System ist.

@Labor-Ratte
Du hattest meinen Widerspruch wegen der absoluten Aussage:

"Das Universum ist ein geschlossenes System"

Wenn wir uns darauf einigen, dass wir unser Universum zu Zwecken einer geschlossenen Theorie als isoliertes System betrachten, dann kann ich damit leben.

Allerdings, und das war dein Einstiegspunkt ist nach dem II.HS ein Perpetuum Mobile unmöglich. Genau das wäre es, wenn man von dem einzigen oszilierenden Universum ausginge. Da ich mal gelernt habe, dass Naturgesetze überall im Universum gelten, kann demnach auch das Universum kein 100% adiabatisches System sein.

Allein deshalb verbietet sich der Gedanke an einem isolierten System.

Aber sei's drum, für die idealisierte Vorstellung glaubt die Hälfte der Comunity daran, die andere Hälfte glaubt nicht dran. Zwei Hälften ergeben ein Ganzes, so muss es sein.

@yenredrose

Ok, das kannst du nicht wissen, aber ich bin der Meinung, dass man generell keine absoluten Aussagen treffen kann. Daher sind meine Aussagen nie wirklich abslotut. Das ist in der Formulierung nur unglaublich schwierig das konsequent beizubehalten. Daher ist auch die Aussage "Das Universum ist ein geschlossenes System" auch nicht ideal formuliert. Ich hoffe das kannst du mir verzeihen.

Das mit den Naturgesetzen ist in diesen Fall eine schwierige Sache. Unsere Naturgesetze beschreiben nämlich nur die Zustände innerhalb unseres Universums. Wir können außerhalb dessen (zur Zeit) keine Vorhersagen oder Beschreibungen machen. Daher widerspricht die Aussage, dass das Universum ein geschlossenes System sei auch nicht den Gesetzen der Thermodynamik. Vielmehr ist das die logische Folge aus dem Umstand, dass es das größte System ist, das wir damit beschreiben können.

@Labor-Ratte

Lass uns mal das isolierte Universum bildlich auf trivialebene diskutieren, damit die wir anhand der Vorstellung die Primitivität des Modells erkennen.

Die Anhänger dieser Theorie sehen das Universum wie eine riesige Isolierkanne, dessen Wände sich derzeit ausdehnen. Ist die maximale Ausdehnung erreicht, dann zieht sich das Universum wieder zusammen, es kommt zum nächste Urknall und so weiter, bis in die Unendlichkeit. Oder die andere Theorie sagt eine unendliche Ausdehung voraus.

Das kann nach allem was wir wissen aus zwei simplen Gründen nicht sein.
1. Es kann kein Perpetuum Mobile geben, ergo müsste das System zum Stillstand kommen.

2. Auch die beste Isolierkanne verliert Wärme, weil nichts perfekt ist, auch das Universum nicht.

Deshalb muss es mehr als nur unser Universum geben, damit nach unserer Vorstellung von Wechselwirkung stattfinden kann. Oder unserer Vorstellung vom 3-dimensionalen Raum reicht nicht aus. Einstein war bis zu seinem Tod auf der Suche nach einer einheitlichen verbindenen Theorie, die Welt zu beschreiben. Er nannte das die Feldtheorie. Gefunden hat er nichts, weil damals das Verständnis über die kleinsten Teilchen noch nicht präsent war. Die heutige Physikergeneration ist auf dem Weg das Bindeglied zwischen der der Quanten- und Relativitätstheorie zu finden. Mathematisch ist es bereits gelöst, experimentell muss das berühmte Higgs-Teilchen noch gefunden werden.

Vor einiger Zeit gabe es einen relativ leicht verständlichen Artikel in Der Zeit, den ich online wiedergefunden habe.

Hier die Quelle: http://www.zeit.de/2014/02/stringtheorie-physik-einstein-weltformel/komplettansicht

@ Gim
dann 30 MRd +++ - aber eine schöne definition, wenn keine arbeit mehr verrichtet wird ;)
interesanterweise sag der engländer Big Freeze = Wärmetod des Universums.

Wikipedia: Big Freeze

mein +++ ist aber winzig -> schön was neues dazugelernt zu haben - wärmetod tritt ein...nach 10^1000 a.

alternative:
da die ausdehungsgeschwindigkeit mittlerweile 3c beträgt, gibt es bei den pessimisten den big rip...
den Wikipedia: Big Rip

gruss

@yenredrose

Ich muss dich leider dahingehend enttäuschen, dass deine bildliche Vorstellung nicht geeignet ist, um diesen Sachverhalt zu erklären und zu beschreiben.

Zu 1. Die Naturgesetze sind Beschreibungen, die wir durch das Beobachten des Universums erhalten. Wir haben noch keine Gesetze für "außerhalb" des Universums, da wir keine Beobachtungen für "außerhalb" des Universums haben. Daher sind die von dir genannten Gesetze auch nicht darauf anwendbar. Sie haben dort keine Gültigkeit, wo du sie anwenden willst. Auch andere Phänomene lassen sich nicht mit den bekannten Naturgesetzen beschreiben. Du kannst sie zum Beispiel auch nicht zeitlich vor dem Urknall anwenden. Du kommt also zu den falschen Schlüssen, weil deine Grundannahmen schon falsch sind und du Gesetze anwendest, wo man sie nicht anwenden kann. Es ist sogar so, dass unsere physikalischen Gesetze in der Annahme formuliert sind, dass unser Universum ein isoliertes System ist. Für die von dier vorgesehenen Phänomene bräuchte es neue oder überarbeitete Naturgesetze (die teils in Arbeit, aber nicht überprüfbar sind).


2. Das Beispiel mit der Kanne ist nicht geeignet zur Beschreibung. Denn du weißt gar nicht, ob es ein "Außerhalb der Kanne" gibt. Es gibt keinen bekannten Energieautausch unseres Univerums mit anderen Universen. Es gibt "außerhalb" des Universums, nicht mal ein Vakuum durch das Wärmestrahlung übertragen werden kann. Es gibt kein Medium und kein System für einen Energieaustausch. Es gibt keine Zeit und keinen Raum. Keine bekannte Möglichkeit der Wechselwirkung. Du behauptest die Isolierung des Universums wäre nicht perfekt. Begründung? Was ist das Medium? Solange du kein Übertragungsmedium hast ist das Universum komplett isoliert. Alle denkbaren Möglichkeiten sind zur Zeit nur Spekulation und daher momentan nicht wirklich brauchbar.

Es kann sein, dass es das Universum ein offenes System ist. Aber du kommst Aufgrund falscher Schlüsse zu dieser Aussage.

Die String-Theorien sind auch kein Beweis dafür, da sie gar nicht bestätigt sind. Das sind tolle Theorien, sind aber für eine zuverlässige Beschreibung noch nicht geeignet. Sie sind nur mögliche Modelle. Daher wäre ich äußerst vorsichtig ihre Vorraussagen als Gegeben hinzunehmen. Es kann sich auch herausstellen, dass die String-Thorie nicht stimmt. Daher hat sie die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie noch nicht abgelöst. Ich beziehe mich in meinen Ausführungen hauptsächlich auf diese, da zur Zeit zuverlässiger. Mir scheint, dass du da nicht ausreichend unterscheidest.

yenredrose schrieb am 28.12.2015:Die heutige Physikergeneration ist auf dem Weg das Bindeglied zwischen der der Quanten- und Relativitätstheorie zu finden. Mathematisch ist es bereits gelöst, experimentell muss das berühmte Higgs-Teilchen noch gefunden werden.

Hmm, das klingt ja sehr optimistisch. Nach dem, was ich so mitbekomme, ist auch die heutige Physikergeneration immer noch auf der Suche nach einer Lösung. Bisher haben sich alle Kandidaten, so gut sie auch mathematisch formuliert sein mögen, als nicht überprüfbar erwiesen. Und wie die Labor-Ratte schon andeutete, die ART ist ein ziemliches Schwergewicht unter den Theorien, und bisher sind alle Versuche gescheitert, die Gravitation zu quantisieren. Auch das Higgs-Boson wird daran nichts ändern, obwohl die Entdeckung ein echter Meilenstein war.

Gibt es vielleicht sonst noch irgend etwas, was uns Hoffnung machen könnte, dass die "heutige Physikergeneration" mittelfristig doch noch was findet?

@Peter0167
@Labor-Ratte

Ich bin nicht weiter darauf eingegengen, weil wir uns auf der Ebene des Glaubens denn beweisfähiger Tatsachen bewegen. Bei den sehr kleinen Teilen und dem ganz großen Raum kann man sich den Antworten nur philosophisch nähern.
Da muss dann zwangsläufig jeder recht haben, auch wenn die Wahrscheinlickeit von noch so gering ist einen Treffer zu landen.

Was ich als sehr wahrscheinlich ansehe ist:
die Naturgesetze sind in jedem Winkel des Universum anwendbar, weshalb nicht auch bei Lim +1?

Wir leben in einer imperfekten Welt, ergo ist das Universum imperfekt.

Energie geht nicht verloren, sondern wandelt sich nur um. Keine Umwandlung geht zu 100% in die andere Zustandsform, somit kann es kein Perpetuum Mobile geben.

Um es auf den Topic zurückzuführen, auch das Schwarze Loch kann nicht unendlich Energie fressen. Ist ein bestimmter Punkt erreicht (den wir noch nicht kennen), gibt das Schwarze Loch Energie wieder in den Raum ab. Aus diesem Grunde denke ich können schwarze Löcher nicht unendlich groß werden.

@yenredrose

yenredrose schrieb: Aus diesem Grunde denke ich können schwarze Löcher nicht unendlich groß werden.

Ich sehe da keinen "Grund" nur eine (freundlich) art Begründung ohne Grund. Glauben eben, wies scheint.

Es gibt keinen Grund warum ein Loch nicht ""unendlich"" gross werden kann, solange Material anliegt kanns stetig wachsen.
NG

Z. schrieb:Es gibt keinen Grund warum ein Loch nicht ""unendlich"" gross werden kann, solange Material anliegt kanns stetig wachsen.

Moin moin @Z., lange nicht voneinander gehört.

Vielleicht ist das ja nur ein weiterer Denkfehler meinerseits, aber ich habe Probleme damit, mir vorzustellen, wie aus etwas endlich Großem, etwas unendlich Großes werden kann. Ich dachte bisher, dass etwas unendliches schon immer unendlich gewesen sein muss. Zeitlich betrachtet könnte es natürlich unendlich lange wachsen, insofern der Nachschub an Material niemals abreißt, aber es kann m.M.n. niemals unendlich groß werden.

...oder doch?

LG
Peter

@Peter0167
Gehört ist gut!

Nun Peter...

Peter0167 schrieb: habe Probleme damit, mir vorzustellen, wie aus etwas endlich Großem, etwas unendlich Großes werden kann.

Da bist du nicht der einzige. :D

Es gibt Theorien die Sl Massen begrenzen, bzgl. SL, zb. in "Galaxienzentren" mit je umgebenden Massen.
Gaus Staub etc.. Ums Quasar entsteht Plasma und schliesslich Sterne die flüchten können.
Das hindert das Loch am "Fressen". Grenzen?
Bisher liegt die Wahrscheinlichkeit bei 50 Mrd. Sonnemassen.

Beobachtbar könnten es aktuell 40 Mrd. sein:
Wikipedia: S5 0014+81

Dennoch. es kommt auf das verfügbare Material an.
Ein 100 Mrd. BH würde ein 50 Mrd. grosses, natürlich, freundlich zu Haus aufnehmen ... ;)
Spass beiseite. Es existiert keine SL spezifische Wachstumsgrenze, es sei denn Masse steht nicht zur Verfügung.
LG

Ps. Frohes neues... :D

Masse steht ja eben nicht unendlich zur Verfügung deswegen ist die Ausbreitung eines sl zur Unendlichkeit höchstens theoretisch möglich.

Z. schrieb:Ich sehe da keinen "Grund" nur eine (freundlich) art Begründung ohne Grund. Glauben eben, wies scheint.

Es gibt keinen Grund warum ein Loch nicht ""unendlich"" gross werden kann, solange Material anliegt kanns stetig wachsen.

Wenn Glaube gut begründet wird, dann kann er in der Physik Karriere machen. So auch die Theorie, dass supermassive SL nicht ewig weiterwachsen.

Natarajan und Treister von der Yale Uni haben bereist 2008 ein Modell entwickelt, das eine obere Massengrenze in der Größenordnung von 10 Milliarden Sonnenmassen vorhersagt. Die Begründung liegt – anschaulich erklärt – darin, dass die hineinstürzende Materie durch die Gravitationskraft eines solchen supermassiven Schwarzen Lochs derart beschleunigt wird, dass sich ein stabiler Orbit außerhalb des Schwarzschild-Radius ergibt. Zusätzlich wirken auch die elektromagnetische Strahlung und die „Materiewinde“, die von der Materie in der Akkretionsscheibe ausgestrahlt werden, als Widerstand gegen weiter einfallende Materie, sodass sich letztlich ein Gleichgewicht zwischen einfallender und abgestoßener Materie einstellt.
http://adsabs.harvard.edu/abs/2009MNRAS.393..838N

Wir sind jetzt schon wieder 8 Jahre weiter und das Modell muss auf die neuen Erkenntnisse angepasst werden, bez. 50Mrd. Sonnenmassenreiche SL.