Photonen

hi, würde gerne Fragen warum Licht das auf ein Schwarzes Loch trifft nicht mehr herauskommt, da ein Photon ja keine Masse hat sollte doch die starke Gravitation keinen direkten einfluss auf Photonen haben, oder kommt das licht nicht mehr heraus da die Raumzeit gekrümmt wird?

mfg Viereck

richtig.

Schwekraft ist ja im Grunde Krümmung des Raumes.

@DasViereck

Übrigens Photonen besitzen keine !Ruhe!Masse.
Das ist ein Unterschied Denn laut zb. E=mc² besitzen sie eine relativistische Masse.

Photonen haben sehr wohl eine Masse, wenn auch keine Ruhemasse. E=mc²

Ein ruhendes Photon wäre cool, dann könnte man den Schildbürgern eine Tüte Licht abkaufen und sich die Taschenlampe sparen! :)

ok das heist die Energie des Photons ist seine " Masse" und etwas das nur energie hat wird von einem Schwarzen Loch
auch erfasst?

edit: danke für die antworten :)

@DasViereck

Hier ist ein Link, wo auch mal ein paar Zahlen genannt werden. So kann man sich die Sache besser vorstellen...

https://www.uni-oldenburg.de/physik/studium/physik-studieren-in-oldenburg/was-sie-schon-immer/wie-schwer-ist-licht/ (Archiv-Version vom 26.04.2016)

Etwa 300 Millionen Photonen (je nach Farbe des Lichts) haben zusammen gerade mal die gleiche Masse wie ein einziges Proton oder Neutron, den elementaren Bestandteilen der Atomkerne. Die Gesamtmasse des Lichts, das pro Tag die Erde erreicht ist damit aber immerhin 168 Tonnen. Die Masse des Lichts sorgt übrigens auch dafür, dass Photonen von der Schwerkraft beeinflusst werden.

Warum fliegen Photonen nicht einfach durch ein schwarzes Loch - haben sie doch LG - , wie z.B. ein schwarzes Loch durch die Erde fliegen würde?

@Peter0167

Zitat, Saskia Grunau: Der Gravitation ist es nämlich egal, ob sie Masse oder Energie vor sich hat.

damit ist meine Frage beantwortet, danke und ich wünsch noch nen schönen Tag =)

TangMi schrieb:Warum fliegen Photonen nicht einfach durch ein schwarzes Loch - haben sie doch LG

Weil nichts, was den Ereignishorizont einmal passiert hat, wieder hinausgelangen kann. Ist doch eigentlich logisch, sonst wäre es ja kein Schwarzes Loch.

TangMi schrieb: wie z.B. ein schwarzes Loch durch die Erde fliegen würde?

Das hängt sicher von der Größe des Schwarzen Loches ab, wer da nun durch wen fällt :D

Ein Stein fällt ja auch durch die Atmosphäre, und wird erst am Boden gestoppt. Hängt alles vom Dichteverhältnis ab. Ein Würfel aus Neutronensternmaterie würde auch direkt in den Erdkern fallen, wie der Stein durch Luft.

Deine Antwort ist logisch. Danke. @Peter0167

Peter0167 schrieb:Ein Würfel aus Neutronensternmaterie würde auch direkt in den Erdkern fallen, wie der Stein durch Luft.

Beeindruckend, wenn man sich das mal vorstellt.
Der Druck, den ein solcher Würfel auf das Material der Erde ausüben würde, beträgt 9,81x10^15 Pascal. oder habe ich mich verrechnet?

Peter0167 schrieb:Etwa 300 Millionen Photonen (je nach Farbe des Lichts) haben zusammen gerade mal die gleiche Masse wie ein einziges Proton

Ist in etwa so als wenn man sagt, in 1 Kubikmeter passen 17 Steine ( je nach Grösse der Steine).

@Peter0167

Peter0167 schrieb:Die Gesamtmasse des Lichts, das pro Tag die Erde erreicht ist damit aber immerhin 168 Tonnen.

Soll das heißen, dass jeden Tag eine Masse von 168 Tonnen mit Lichtgeschwindigkeit auf die Erde "knallt" :ask:

@delta.m

Jep, aber alles schön gleichmäßig auf die Erdhalbkugel und den Tag verteilt :D

kleinundgrün schrieb:Der Druck, den ein solcher Würfel auf das Material der Erde ausüben würde, beträgt 9,81x10^15 Pascal. oder habe ich mich verrechnet?

Rein rechnerisch wird das sicher stimmen, wenn du dich nicht vertippt hast. Ob das Sinn macht, in dem Zusammenhang von "Druck" zu reden, weiß ich (noch) nicht, da muss ich erst drüber nachdenken.

Laut Wiki ist Druck: "ein Maß für den Widerstand, den Materie einer Verkleinerung des zur Verfügung stehenden Raumes entgegensetzt".

Das klingt für sich so, als ob der Druck nur so groß sein kann, wie der Gegendruck, aber wie gesagt, da suche ich mir noch mal die Definitionen raus, im Moment muss ich erst mal meine Brötchen verdienen, das Vergnügen kommt danach :D.

@delta.m

Irgendwo hab ich mal gelesen, daß der Druck, den die volle Ladung Sonne auf ein Auto haut, dieses auf ner Waage ganze zwei Gramm schwerer erscheinen läßt.

Nebenbei fällt täglich kosmischer Staub auf die Erde. Gelegentlich liest man von 40 Tonnen pro Tag, anderenorts 40.000 pro Jahr, die Wikipedia spricht von zwischen 100 und 10.000 Tonnen täglich. Bei der Höchstannahme kämen 3.652.422 Tonnen pro Jahr zusammen, oder knapp 3,7x10^9kg. Die Erde bringt nun 5,974x10^24kg auf die Waage. Es müßten also 16 Millionen mal eine Milliarde Jahre lang kosmischer Staub auf die Erde rieseln, damit unser Planet um 1% an Masse zugelegt hätte. Das soll mal als bildhafter Vergleich dienen, von welchen Größenordnungen wir hier sprechen. Nicht daß jemand denkt, die Sonne drückt uns - täglicher 168-t-Tropfen höhlt den Stein - allmählich mit ihrem Licht weg von sich.

@perttivalkonen

perttivalkonen schrieb:Irgendwo hab ich mal gelesen, daß der Druck, den die volle Ladung Sonne auf ein Auto haut, dieses auf ner Waage ganze zwei Gramm schwerer erscheinen läßt.

Das ist mM erstaunlich viel.
Bei einer Auto-Fläche von ca 10 m² wären das umgerechnet auf die Erd(Querschnitts)Fläche ein "Druck" von über 25 Mrd. kg.

perttivalkonen schrieb:Nicht daß jemand denkt, die Sonne drückt uns - täglicher 168-t-Tropfen höhlt den Stein - allmählich mit ihrem Licht weg von sich.

Es geht aber hierbei nicht nur um das bloße Gewicht von 168 t sondern
um die "Aufprallenergie" dieser Masse.

Interessanter Vergleich:
"Kinetische" Energie von 168 Tonnen Masse bei Lichtgeschw.: 15 x 10^21 Joule
Kinetische Rotations-Energie der Erde: 21 x 10^23 Joule

Das entspricht immerhin ca. 0.7 % der Rotationsenergie der Erdkugel.

(alle Berechnungen ohne Gewähr :) )

Die kinetische Energie der Erde beträgt 2,65*10^33 Joule, wenn ich mich nicht verrechnet habe. Wären dann noch immer elf Größenordnungen drüber. Der Sonnenwind, also der Partikelstrom, könnte sogar noch weit stärker "wüten" als der "Lichtdruck".

Ist aber noch immer keine Gefahr. Zum einen gibts ja den kosmischen Staub. Der fällt zwar weit langsamer auf die Erde, dafür aber evtl. um Größenordnungen mehr (in Tonnenäquivalent). Und sogar der Sonnenwind hat eine partiell ausbremsende Wirkung. Zwar drückt er von der Sonne aus gegen alles, was die Sonne umläuft, aber zugleich fliegen die die Sonne umlaufenden Objekte gegen den Partikelstrom, der direkt vor ihnen den Orbit quert, und werden dadurch ausgebremst, was sie einen niedrigeren Orbit einnehmen läßt. Bei großen Objekten überwiegt zwar der "Wegdruck", aber er wird dennoch zu einem Teil durch das "Ausbremsen" wieder aufgefressen. Bei sehr kleinen Objekten, kleinem kosmischen Staub, überwiegt sogar das Ausbremsen, weshalb kosmischer Staub in relativer Sonnennähe eher zur Sonne hin als von ihr weg fliegt. Was übrigens zur Folge hat, daß der kosmische Staub, der auf die Erde fällt, zum größeren Teil von der sonnenfernen Seite auf die Erde fällt, sodaß das Einstauben der Erde überhaupt dem Wegdrücken der Erde durch Sonnenlicht und Sonnenwind entgegenwirklen kann.

Alles in allem entfernt sich die Erde tatsächlich von der Sonne. Pro Jahr um 15 Zentimeter. Inwieweit der eine oder andere Millimeter (oder ein Bruchteil davon) aufs Konto von Sonnenwind und Sonnenlicht geht (nach Abzug der entgegenwirkenden Faktoren, die ich nannte), weiß ich nicht. Hauptsächlich dürfte die Drehimpulsübertragung von der Sonne auf die Erde dafür verantwortlich zeichnen, vergleichbar der Entfernung des Mondes von der Erde um ca. 4cm pro Jahr durch Abgabe des Drehimpulses (von der Eigenrotation der Erde) an den Mond. 150 Millimeter das ist 10^12 mal weniger als der Abstand der Erde von der Sonne mit knapp 150 Millionen Kilometer. In zehn Milliarden Jahren wäre die Erde so um ein Prozent einer AE weiter von der Sonne weg als heute. 165 statt 150 Millionen Kilometer. Schade eigentlich, daß es so langsam geht, ansonsten würde die Erde nämlich mit der sich von der Sonne wegverschiebenden Habitablen Zone mitwandern und noch sehr viel länger bewohnbar bleiben.

@perttivalkonen

Danke für die Zusammenfassung dieser interessanten Tatsachen.
Nur eine kleine Berichtigung:

perttivalkonen schrieb:In zehn Milliarden Jahren wäre die Erde so um ein Prozent einer AE weiter von der Sonne weg als heute. 165 statt 150 Millionen Kilometer.

Müßte dann heißen 151,5 statt 150 Millionen km.

perttivalkonen schrieb:Schade eigentlich, daß es so langsam geht, ansonsten würde die Erde nämlich mit der sich von der Sonne wegverschiebenden Habitablen Zone mitwandern und noch sehr viel länger bewohnbar bleiben.

Der Nachteil aber wäre doch, daß die Erde dann nur noch eine sehr langsame Eigenrotation hätte.
Im Extremfall (siehe Mond) würde dann immer nur eine Seite Richtung Sonne zeigen.
Das wäre dann dann auch nicht so lebensfreundlich - für die Tagseite :)
Aber der Vorteil ist, das man dann nach und nach an den Rand der Nachtseite ziehen könnte ...

@delta.m
Zweimal volle Zustimmung.