Schwarze Löcher

Peter0167 schrieb:Ich hab das nicht umsonst als Frage formuliert ... denn letztlich weiß ich das auch nicht. Sollte nur ne Anregung sein, mal drüber nachzudenken. :)

Ich glaub das weiss sowieso niemand (heutzutage) wie so vieles andere (und ich am allerwenigsten) :D, aber egal,
auch wenn mir niemand Antworten geben kann auf die Rätsel des Universums so hab ich doch Freude daran mir
darüber Gedanken zu machen ( auch wenn ich weiß dass ich das alles nie wirklich verstehen werde).
Heut sowieso nix mehr,gehe zu der Tante Betti (in die Haia), hihi und versuche was schönes zu träumen.

Liebe Grüße

mojorisin schrieb:Nimmt man dieses Argument kann man mit derselben Logik schlussfolgern, dass somit auch kein Mechanismus existieren kann, welcher das Schiff auf c beschleunigen könnte.

Das habe ich bereits... Es ging um Perttis willen, Raumfahrer vc. Bei ihm, "bremst" der Pilot exakt auf c, wieder unter c...
Und ich sage, vc endet die Zeit.. SRT gemäss. Also selbst wenn, kommt so ein Gefährt nirgends an...
Z.

@all und @Z.

Z. schrieb:Also selbst wenn

Kein selbst wenn. Auf Grundlagen der SRT können Objekt mit Masse nicht auf c beschleunigt werden.

Dies würde aus Sicht eines Aussenstehenden unendlich lange dauern. Und mit unendlich meine ich das mathematisch unendlich das z.B. solche Aussagen zulässt x + \infty = \infty und b + \infty = \infty. Aus solchen Unendlichkeiten lassen sich sehr leicht falsche Schlusszufolgerungen ziehen wie z.B. x + \infty = y +\infty \rightarrow x=y

Wenn man diese Aussage tätigt: "Ok das Raumschiff braucht eben unendlich lange bis es c erreicht, aber danach macht es das und das".

Diese Aussage is logisch inkonsistent denn: das "danach" (oder noch öfters anstatt danach eingesetzt: dann) in dem Satz hebt das "unendlich" auf. Der Fehler der meistens gemacht wird ist das man das unendlich in Gedanken einfach durch ein "sehr hohe Zahl" ersetzt.

perttivalkonen schrieb am 14.04.2019:Sieh's mal aus der Perspektive des Reisenden. Je mehr er sein Raumschiff beschleunigt, desto kürzer werden die Distanzen vor ihm. Würde er nun tatsächlich c erreichen (klar, das kann realiter nicht geschehen), dann wäre jede Distanz eines in Flugrichtung liegenden Objektes exakt Null. Sollte er bei einem dieser fernen Objekte anhalten wollen, er würde es stets zu exakt dem selben Zeitpunkt tun, und zwar exakt dem Zeitpunkt, da er c erreicht hat. Egal, ob das Zielobjekt vom Start seiner Reise ab nun ein Lichtjahr entfernt lag oder zehn Milliarden Lichtjahre. Der Reisende erlebt seine Echtzeit völlig normal.

Sollte der Reisende hingegen nie wieder langsamer als c-schnell fliegen, dann wird seine Eigenzeit nicht über das "Zusammenschrumpfen des vor ihm liegenden Raumes auf Null" hinaus gehen. Was das Wahrscheinlichere wäre, denn ob nun der Reisende persönlich oder der Autopilot seines Raumschiffes benötigen Zeit, um nach Erreichen von c den Bremsvorgang einzuleiten. Dass geht aber nur vor Erreichen von c. Ist c erst einmal erreicht, gibts keine folgende Eigenzeit mehr für irgendne Aktion.

Perttivalkonen hat in so fern recht, das ich den letzten Absatz vor lauter "bremsen", nicht wahrgenommen habe..
Z.

mojorisin schrieb:Kein selbst wenn. Auf Grundlagen der SRT können Objekt mit Masse nicht auf c beschleunigt werden.

Falsch, wenn grundsätzlich nicht möglich gemeint..
Z.

@Z.

Z. schrieb:Falsch, wenn grundsätzlich nicht möglich gemeint..

Die logische Schlussfoglerung deiner Aussage bedeut: Es gibt ein physikalisch sinnvolle Beschreibung für massebehaftet Objekte die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Dies im Rahmen der SRT.

Ich lasse mich da gerne eines besseren belehren, allerdings braucht es dafür auch starke Argumente. Ein solches Argument wäre der Beweis der Konvergenz der kinetischen Energie gegen einen festen Wert x: \lim\limits_{v \rightarrow c}{E_{kin}} = x mit x \neq \infty.

Der letzte Tem soll heißen "x ungleich unendlich", sprich wenn ein massebehaftetes Objekt Lichtgeschwindigkeit erreichen soll muss dafür auch die Energie definiert sein und darf nicht gegen "unendlich" konvergieren. Leider weiß nicht wieso hier Latex nicht sauber kompiliert wird.

Zeige mir diese Herleitung (oder alternativ die Vermeidung der Singularität der Zeitdilatation), dann stimme ich dir zu, bis dahin halte ich mich an den momentanen Stand der Wissenschaft.

@Sonni1967

Sonni1967 schrieb:Die Gesamtenergie des Objektes würde sich dadurch aber nicht verändern und
erhalten bleiben, es würde sich quasi kräftefrei bewegen. Aber, bei erreichen des Ereignishorizontes hätte auch ein Objekt
mit Ruhemasse die LG erreicht, oder ???

@perttivalkonen hat es schon erklört aber ich versuch es nochmals mit anderenn Worten. Was schwarze Löcher unterscheidet von herkömmlichen Körpern ist, dass die Fluchtgeschwindigkeit eines Objektes bei Schwarzen Löchern die LG erreicht (Wikipedia: Fluchtgeschwindigkeit (Raumfahrt)). Was ist nun die FLuchtgeschwindigkeit?
Stell dir vor wir schießen wir ein Objekt mit einer Geschwindigkeit von (16 km/h) vom Boden ab und es wird 1 m hoch fliegen um dann wieder zur Erde zurückzukehren.
Stell dir weiters vor man hebt ein Objekt um 1 m von der Erde und lässt es wieder fallen. Dann hat es beim Auftreffen auf dem Erdboden dieselbe Aufschlagsgeschwindigkeit (16 km/h) wie beim Abschuss.

Jetzt kann man fragen wie hängt die Aufschlagsgeschwindigkeit vom Abstand ab. Also z.B.
1m <--> 10 km/h;
2m <--> 22.8 km/h;
4m <--> 32.2 km/h;
(siehe auch: Wikipedia: Freier Fall und akkurater: Wikipedia: Free fall#Inverse-square law gravitational field)


Die nächste Frage wäre gibt es eine maximale Auftreffgeschwindigkeit? Und wie kann man diese ermitteln? Die kann man ermitteln wenn man die Frage stellt nach der Auftreffgeschwindigkeit eines Gegenstandes der aus "unendlicher" Höhe auf den Planeten fällt. Auch hier haben wir es wieder mit der Existenz eines Grenzwertes zu tun. Wir schauen uns an wie sich die Auftreffgeschwindigkeit mit großen Höhe entwickelt und stellen fest das wenn wir die Höhe gegen unendlich gehen lassen die Auftreffgeschwindigkeit sich nicht mehr wesentlich verändert und es einen festen Wert gibt, diese Geschwindigkeit nennt man Fluchtgeschwindigkeit. Daraus können wir nun schließen, das wenn wir einen Gegenstand von der Erde mit einer höheren Geschwindigkeit abschießen dieser Gegenstand ewig weit weg fliegen wird (aber nicht unendlich weit weg denn dafür benötigt er unendlich viel Zeit). Des Weiteren können wir daraus schließen das ein Objekt das aus irgendeiner Höhe fallen gelassen wird niemals eine Auftreffgeschwindigkeit haben wird größer oder gleich der FLuchtgeschwindigkeit. Um Gleichheit zu erreichen müsste es aus "unendlicher" Höhe fallen gelassen werden was natürlich nicht geht.

Bei Schwarzen Löchern erhält man bei der Berechung der Fluchtgeschwindigkeit den Wert der Lichtgeschwindigkeit, das heißt ein Objekt müsste mit ÜLG abgeshossen werden um aus dem Gravitationsfeld zu entkommen. Analog zu oben können wirt nun feststellen das ein Objekt dann mit LG auf die "Oberfläche" fallen würde wenn es aus unendlicher Entfernung kommen würde, was wie gesagt nicht geht, da man ein Objekt nicht unendlich weit wegbringen kann.

Diese Grenzwertbetrachtungen gegen Unendlich sind in der Mathematik grundlegend für viele Gebiete, allerdings muss man bei logischen Schlussfolgerungen die Unendlichkeit betreffen extrem vorsichtig sein. Die Berechung der FLuchgeschwindigkeit funktioniert über ein Integral (http://www.extycion.de/physik/files/exphys/ueb/blatt03/exph_ueb03.pdf (Archiv-Version vom 13.07.2017)) und zwar deshalb weil das Gravitationspotential mit der Entfernung nicht-linear abnimmt. Wichtig ist hier das das eigentliche Integral existiert, d.h. das beim Integrieren bis Unendlich ein endlicher Wert herauskommt.

Kleine Anmerkung: Achtung die Fluchtgeschwindigkeit hängt selbst von der Höhe ab. Das heißt eine Rakete in 100 000 km Entfernung von der Erde muss nicht mehr so stark beschleunigt werden wie am Erdboden um das Gravitationspotential der Erde zu verlassen.

mojorisin schrieb:Die logische Schlussfoglerung deiner Aussage bedeut: Es gibt ein physikalisch sinnvolle Beschreibung für massebehaftet Objekte die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Moin.
Du hast doch selbst geschrieben:

mojorisin schrieb:Kein selbst wenn.

;)

Außerdem passt mir dein Ton nicht.
Hättest du zudem mal reingeschaut, was ich so geschrieben habe, hättest du dir deine Ausführungen "SRT m vc nicht möglich... sparen können". Aber wenns dir Spass macht.. :)

Natürlich können Objekte auf c beschleunigt werden...

Z.

@Z.

Z. schrieb:Natürlich können Objekte auf c beschleunigt werden...

Wir bewegen uns ausdrücklich im Rahmen der SRT. Daher bitte ich dich nochmals mir zu zeigen, wie du deine Behauptung in Einklang bringst mit den Unendlichkeiten die sich daraus im Rahmen der SRT ergeben.

Z. schrieb:Hättest du zudem mal reingeschaut, was ich so geschrieben habe

Ich kann keinen Beitrag finden in dem du explizit aufzeigst wie die kinetische Energie E_{kin} im Falle massebehafteter Objekte beim Grenzwert v\rightarrow c konvergiert. Wenn deine Aussage wahr ist, dass massebhaftete Objekte auf c beschleunigt werden können und dies im Rahmen der SRT, dann muss es auch in der Theorie eine Möglichkeit geben, die kinetische Energie eines solchen Objektes zu betrachten, was bedeutet das E_kin eine endlich Wert annehmen muss.

Es ist deine Behauptung das (massebehaftete) Objekte (im Rahmen der SRT) natürlicherweise auf c beschleunigt werden können, also bitte ich dich nochmals um Belege/Beweise/Herleitung für diese Behauptung.

mojorisin schrieb:diese Geschwindigkeit nennt man Fluchtgeschwindigkeit.

Das habe ich so (im Zusammenhang mit der Auftreffgeschwindigkeit) noch gar nicht betrachtet. Klingt für mich einleuchtend, danke für diese verständliche Erklärung.

Was die Beschleunigung von Ruhemassen auf LG angeht, da bin ich auch skeptisch. Vor vielen Jahren hatte ich das Thema mit Z. schon mal diskutiert, damals gab es auch eine seriöse Quelle, leider konnte mein Spatzenhirn nix davon nachvollziehen, daher wäre ich ebenfalls an einer nochmaligen Erklärung interessiert.

Ich vermute aber, wenn überhaupt käme da nur eine formale Lösung in Frage, die auf einer noch zu entwickelnden Erweiterung bestehender Theorien (ART, SRT, QM) beruht.

Der "Weltrekord" mit unseren irdischen Möglichkeiten liegt derzeit wohl bei 99,988% LG, Galaktische- oder auch transgalaktische Beschleuniger haben da sicher noch mehr Potential, aber auch die werden wohl an dieser Hürde scheitern. Bin daher schon sehr auf die Erklärung von Z.

Hallo mojorisin und alle,

auch von mir lieben Dank für deine gute Erklärung. Ich glaube ich hab da aber die Schuld an dem ganzen Theoriedurcheinandergewussel jetzt
weil ich gefragt hatte ob es überhaupt in unserem Universum möglich ist ein ruhemasse behaftetes Objekt auf LG zu beschleunigen
und dabei vielen mir die schwarze Löcher ein :)

Hab jetzt mal über Flucht- und Fallgeschwindigkeit gegoogelt und hoffe es ist richtig so:
Die Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit die ein Objekt brauch um der Anziehungskraft (dem Gravitationstopf) eines
Himmelkörpers zu entkommen (sodass er nicht mehr zurückkehren muss) und je mehr Masse solch ein Himmelskörper hat, je
größer muss auch die Fluchtgeschwindigkeit sein weil durch mehr Masse wird die Raumzeit stärker gekrümmt als durch weniger.

Im Vakuum (ohne Luftwiderstand) nimmt die Fallgeschwindigkeit laufend zu und bei einem schwarzen Loch ( durch die extremste Krümmung
der RZ) bis zur obersten Schranke der Lichtgeschwindigkeit. Fällt ein Teilchen (wg. mir ein Quark / Elektron) mit Ruhemasse dort hinein
(in den Gravitationstrichter) so wird es immer mehr beschleunigt (aber kräftefrei), weil sich im freien Fall Gravitations- und Trägheitskräfte
gegenseitig aufheben. Das Teilchen ist dann quasi auf kurzer Distanz gesehen (ohne dass Gezeitenkräfte wirken) äquivalent zu einem
Inertialsystem der SRT und wenn es den Ereignishorizont erreicht hat es Lichtgeschwindigkeit (trotz Ruhemasse).
Bin mir aber net sicher ob das am Ereignishorizont eintritt ( die LG) sondern erst kurz dahinter, hmmmm.

Hier steht es aber so ähnlich:

Ein Schwarzes Loch ist der gedachte Körper, der eine Masse enthält, aber so stark verdichtet wurde, dass die Fallbeschleunigung an der Oberfläche des gedachten Objekts, der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Dadurch wird das Schwarze Loch unsichtbar und kann durch nichts entdeckt werden, weil keine Information das Schwarze Loch verlassen kann. Der sog. Schwarzschild-Radius oder auch Ereignis-Horizont genannt, gibt die Größe vor, ab der die Fallbeschleunigung der Lichtgeschwindigkeit gleicht.

http://dierealitaetstheorie.de/index.php/8-beitraege/5-004-das-mathematische-konzept-schwarzes-loch

Aus quantenphysikalischer Sicht hatte ich vorgestern ne Vorlesung von Prof. Lesch geguckt und der sagte:

Die elektromagnetische Kraft dessen Elementarteilchen das Photon ist hat keine Ruhemasse und ist immer mit LG
unterwegs.

Die Wechselwirkungsteilchen der schwachen Kernkraft W+Z Bosonen haben eine Ruhemasse und sind sehr "schwer"
und desshalb können sie sich nicht mit LG bewegen.

Beide Teilchensorten sind aber bei bestimmten Energien/ Temperaturen überhaupt nicht mehr voneinander unterscheidbar
(also ob mit- oder ohne Ruhemasse). Die Temperatur muß aber extremst hoch sein dafür und dass wäre die erste
"Urkraft" : Die elektroschwache Wechselwirkung.
Könnte ja sein dass in der Nähe von schwarzen Löchern solche Extrembedingungen herrschen und es da überhaupt keine
Rolle mehr spielt ob Ruhemasse, oder ob nicht, hmmm..., naja, so ungefähr, blablabla, :D

LG

@Sonni1967

Sonni1967 schrieb:.... und wenn es den Ereignishorizont erreicht hat es Lichtgeschwindigkeit (trotz Ruhemasse ....

Hi Sonni,
danke dass Du da nochmals nachgehakt hast.

Also ich verstehe das jetzt (grob) so:
Aus der Fallgeschwindigkeit ergibt sich, daß ein Körper den EH mit c durchquert (lokal gesehen und nach ART berechnet).

Welchen Abstand der Körper vom EH hatte, spielt dabei also keine Rolle(?)

Hallo Sonny,

mit deinem Link kann ich irgendwie nichts anfangen. Es kam mir schon sehr merkwürdig vor, dass dort die Gravitation als eine "Nebenwirkung der elektromagnetischen Wechselwirkung" beschrieben wurde.

Dann habe ich mich mal über den Verfasser (Stephen Crothers) informiert, ... was dann vieles erklärte:

https://rationalwiki.org/wiki/Stephen_J._Crothers

So wie ich dich einschätze, denke ich das du derartigen Thesen nicht ernsthaft anhängst, ... oder doch?

Peter0167 schrieb:So wie ich dich einschätze, denke ich das du derartigen Thesen nicht ernsthaft anhängst, ... oder doch?

Oooohhhhhh jeeeee, neee, da hab ich wieder mal nur die Hälfte gelesen :(. Ich Eselin. Tschuldigung, ich, tzzzzz..
hatte ja auch schon mal sogar die Bildzeitung aus versehen zitiert, grrrr....
Danke für die Info! :)
LG

Peter0167 schrieb:Der "Weltrekord" mit unseren irdischen Möglichkeiten liegt derzeit wohl bei 99,988% LG, Galaktische- oder auch transgalaktische Beschleuniger haben da sicher noch mehr Potential, aber auch die werden wohl an dieser Hürde scheitern. Bin daher schon sehr auf die Erklärung von Z.

ja von Beschleunigern halt.
Wobei ich mir jetzt nicht sicher bin wie nun die Geschwindigkeiten in elektrischen Leitern, also Kupferkabel und auch LWL einzuordnen sind. Denn gerade das ist ja auch praktisch sehr relevant.
Hast du da eine Info wie schnell denn nun eine Information sich bspw. durch ein Twisted-Pair-Kabel (normales Netzwerkkabel) bewegt?

Glasfaser bzw. LWL ist ja klar, obwohl es da wohl auch nicht genau c sein wird sondern "nur" 99, irgendwas...

@knopper
Nur mal eben auf die Schnelle und möglichem Missverständnis meinerseits aus Wiki-elektromagnetische Welle:

Anders als zum Beispiel Schallwellen benötigen elektromagnetische Wellen kein Medium, um sich auszubreiten.[1] Sie können sich daher auch über weiteste Entfernungen im Weltraum ausbreiten. Sie bewegen sich im Vakuum unabhängig von ihrer Frequenz mit Lichtgeschwindigkeit fort. Elektromagnetische Wellen können sich aber auch in Materie ausbreiten (etwa einem Gas oder einer Flüssigkeit), ihre Geschwindigkeit ist dabei allerdings verringert. Der Brechungsindex gibt das Verhältnis an, um das die Phasengeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen in Materie geringer als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist.

@knopper

Da sprichst du viele Dinge an, die allesamt nicht viel miteinander zu tun haben, und hier zudem OT sind. Ich sag aber dennoch was dazu:

Die Frage sollte zunächst sein, was da eigentlich übertragen werden soll. Elektrische Leiter können sowohl Daten übertragen, wie auch elektrischen Strom. Beim elektrischen Strom geht es in erster Linie darum, möglichst viele Elektronen gerichtet zu bewegen. Interessanterweise bewegen sich die kleinen Biester ohne eine externe Spannungsquelle recht flott (gemäß Fermi-Verteilung ca. mit 10⁶ ms^-1). Diese Bewegung ist jedoch ungerichtet, quasi chaotisch, weswegen auch kein nennenswerter Stromfluss zustande kommt.

Erst wenn man ein elektrisches Feld (also eine Spannungsquelle) ins Spiel bringt, bewegen sich die Elektronen gerichtet, und zwar mit ca. 0,1mms^-1, also vergleichsweise langsam.

Bei der Datenübertragung hingegen sind gänzlich andere Dinge entscheidend, da geht es darum, wieviel Informationen pro Zeiteinheit übertragen werden können. Die Einheit der Information ist das Bit. Moderne Lichwellenleiter kommen kommen heute auf hohe zweistellige Terrabit pro Sekunde. Die Photonen sind aber trotzdem mit LG unterwegs, aber entscheidend bei LWL ist die Informationsübertragungsgeschwindigkeit, während bei schnöden Stromkabeln eher andere Dinge zählen, wie z.B. elektrische Leistung.

Was ich damit sagen will: Es ist alles SEHR komplex, insbesondere da die zu übertragenden Informationen ja nicht aus Elementarteilchen oder einzelnen Photonen bestehen, sondern aus komplexen Datenpaketen, deren Übertragung von vielen Faktoren abhängt wie z.B. Materialeigenschaften des Mediums und Temperatur.

Interessanterweise kommt man bei der Signalübertragung per Kupferkabel auf ca. 3/4 LG, während es bei LWL nur 2/3 LG sind. Das liegt daran, dass im Kupferkabel Signale quasi als "masseloser Stoß" übertragen werden, während sich im LWL die Wellen tatsächlich von A nach B bewegen müssen, was wegen des Brechungsindexes nicht so schnell geht wie im Vakuum.

Das ist jetzt alles nur grob erklärt, aber die Frage war ja ebenso formuliert, daher sehe ich da kein Problem. :D

@Peter0167
Denn passte mein Beitrag auch nicht wirklich, und wenn denn grob und nur zum Teil, oder?

@skagerak

Wie gesagt, knopper hat seine Frage(n) sehr unsauber und mehrdeutig formuliert, daher passt auch deine Antwort zu irgendeinem Teil der Frage.

Trotzdem erinnere ich nochmals daran, dass wir hier aber so was von sind...

Peter0167 schrieb:Trotzdem erinnere ich nochmals daran, dass wir hier aber so was von sind...

Alles klar 😄