Schwarze Löcher

delta.m schrieb:Oder anders gesagt: Alles was sich in der Nähe des SL abspielt sehen wir nur stark verlangsamt.

Ich denke nicht das es so funktioniert.
Wenn wir einen Materiefluss beobachten der mit relativistischer Geschwindigkeit auf ein Schwarzes Loch zuströmt, ggf auch wieder entkommt oder sich nahe des EH im relativistischen Gravitationsfeld bewegt ändert für uns als Beobachter ja nicht die Geschwindigkeit. Lediglich die von uns beobachteten Prozesses innerhalb dieses Materieflusses wären Gegenstand der Zeitdilatation.

ockham schrieb:perttivalkonen schrieb:
Schwarze Löcher haben Gravitation.

Gravitation könnte, wie schon gesagt, ein Strahlengefüge sein, also die Strahlung drückt uns quasi "zu Boden"

Ich habs doch zu erklären versucht. Schei*egal, was Sterne denn nun genau sind, es gibt sie aber. Schei*egal, wie Schwarze Löcher nun genau aufgebaut sind, funktionieren und so, es gibt sie aber. Und das ist genauso bei der Gravitation. Schei*egal, ob Gravitation nun drückende Strahlung ist oder Raumzeitkrümmung oder unsichtbare rosa Einhörner - es gibt Gravitation. Und Gravitation hängt stets mit etwas zusammen, das wir "Gravitationsquelle" nennen (schei*egal, ob das dann wirklich die Bezeichnung "Quelle" verdient). Da im Tentrum der Milchstraße gibt es nun mal diese massivste Gravitation, also gibt es dort genau das, was wir "Gravitationsquelle" nennen, mit einer dieser Gravitation entsprechenden Masse. Sodaß wir wissen, es kann sich nur um diese Art Objekt handel, die wir "Schwarzes Loch" nennen. Fakt. Wieso sollte das in Frage stehen, sollte Gravitation was anderes als das bisher Angenommene sein, gar Deine Drücke-Strahlung??? Das ergibt doch überhaupt keinen Sinn, wenn Du das jetzt einwirfst und "dagegenhältst". Am Fakt "Schwarzes Loch Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße rüttelt das nicht.

ockham schrieb:Ich würde in der Unendlichkeit unseres Universums mich auf gar nichts festlegen...!

Ja, Du!

JoschiX schrieb:Ich denke nicht das es so funktioniert.
Wenn wir einen Materiefluss beobachten der mit relativistischer Geschwindigkeit auf ein Schwarzes Loch zuströmt, ggf auch wieder entkommt oder sich nahe des EH im relativistischen Gravitationsfeld bewegt ändert für uns als Beobachter ja nicht die Geschwindigkeit. Lediglich die von uns beobachteten Prozesses innerhalb dieses Materieflusses wären Gegenstand der Zeitdilatation.

Hmmm, eigentlich schon ...)

Alle Prozesse, die mit "Zeit" zu tun haben,
verlangsamen sich für einen weit entfernten Beobachter.
Also auch die Geschwindigkeit ( v = s / t ).

(Behaupte ich mal ;) )

delta.m schrieb:Also auch die Geschwindigkeit ( v = s / t ).

Nah... wenn du eine Uhr beschleunigst, bis zur Lichtgeschwindigkeit (!) und diese Uhr von der Erde aus ganz genau beobachtest, wirst du feststellen das die Uhr sich immer schneller durch den Raum bewegt bis eben zur Lichtgeschwindigkeit. Was du aber noch beobachtest ist, dass sich die Zeiger, je schneller die Uhr sich durch den Raum bewegt, langsamer drehen.

JoschiX schrieb:wenn du eine Uhr beschleunigst, bis zur Lichtgeschwindigkeit (!) und diese Uhr von der Erde aus ganz genau beobachtest, wirst du feststellen das die Uhr sich immer schneller durch den Raum bewegt bis eben zur Lichtgeschwindigkeit. Was du aber noch beobachtest ist, dass sich die Zeiger, je schneller die Uhr sich durch den Raum bewegt, langsamer drehen.

Die Zeitdilatation, die bei relativ. Geschwindigkeiten auftritt, ist ja gegenseitig:
Jeder Beobachter sieht die Uhr des anderen langsamer laufen.

Bei der grav. ZD ist es nicht so:
Der Beobachter ausserhalb des Gravitationsfeldes sieht die Uhr langsamer, der Beobachter innerhalb die Uhr schneller laufen.

Vllt mag das eine Rolle spielen(?)

delta.m schrieb:Der Beobachter ausserhalb des Gravitationsfeldes sieht die Uhr langsamer, der Beobachter innerhalb die Uhr schneller laufen.

Und beide beobachten die Geschwindigkeit des Lichts mit dem selben Ergebnis, nämlich c, egal ob sie das "eigene" oder das Licht des "anderen" beobachten, weil eben die Zeit relativ ist.

JoschiX schrieb:Und beide beobachten die Geschwindigkeit des Lichts mit dem selben Ergebnis, nämlich c, egal ob sie das "eigene" oder das Licht des "anderen" beobachten, weil eben die Zeit relativ ist.

Ja, bei Licht hast Du Recht, das ist aber auch eine Ausnahme:
Licht bewegt sich immer mit "c" (nur seine Frequenz kann sich ggf. ändern).

Bei dem Beispiel mit dem SL handelt es sich aber um beobachtete Materie,
die sich durch das Gravitationfeld bewegt.

kegelschnitt schrieb:Zwar wird erwartet, dass die ART nicht für beliebig hohe Raumkrümmungen gilt, allerdings ist die Krümmung der Raumzeit am Ereignishorizont astrophysikalischer Schwarzer Löcher nicht so hoch, dass man bereits dort von einem Zusammenbruch der ART ausgehen muss. Die ART sollte also am Ereignishorizont definitiv noch gültig sein.

Die ART bricht rein mathematisch betrachtet auch bei kleineren Schwarzen Löchern nicht zusammen, lediglich die Zentralsingularität liegt außerhalb ihres Gültigkeitsbereichs. Wobei natürlich trotzdem keiner so recht dran glaubt, dass sich hinter dem EH alles so verhält, wie es die ART vorhersagt. Vielleicht findet ja irgendwann mal wer eine funktionierende Theorie der Quantengravitation…

JoschiX schrieb:Und beide beobachten die Geschwindigkeit des Lichts mit dem selben Ergebnis, nämlich c, egal ob sie das "eigene" oder das Licht des "anderen" beobachten, weil eben die Zeit relativ ist.

Das ist so nicht korrekt. Ein hinreichend weit entfernter Beobachter beobachtet eine geringere Vakuumlichtgeschwindigkeit im Gravitationsfeld einer großen Masse als lokal bei sich (Shapiroverzögerung).

Arrakai schrieb:Das ist so nicht korrekt. Ein hinreichend weit entfernter Beobachter beobachtet eine geringere Vakuumlichtgeschwindigkeit im Gravitationsfeld einer großen Masse als lokal bei sich (Shapiroverzögerung).

Soweit ich das in Erinnerung habe ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit verlangsamt, aufgrund der entstehenden Raumkrümmung was eine längere Lichtlaufzeit bedeutet, aber nicht eine verringerte Lichtgeschwindigkeit.

JoschiX schrieb:Soweit ich das in Erinnerung habe ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit verlangsamt, aufgrund der entstehenden Raumkrümmung was eine längere Lichtlaufzeit bedeutet, aber nicht eine verringerte Lichtgeschwindigkeit.

Du schreibst ja selbst, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit verlangsamt ist. Der entfernte Beobachter beobachtet das und interpretiert es als eine Verringerung der Lichtgeschwindigkeit. Wobei man die Shapiro-Verzögerung am einfachsten als Effekt der gravitativen Zeitdilatation beschreibt. Der Effekt ist daher auch nicht symmetrisch, sondern asymmetrisch, d.h. beide Beobachter sind sich darüber einig. Lokal bleibt die Vakuumlichtgeschwindigkeit natürlich konstant, egal welcher der beiden Beobachter sie bei sich vor Ort misst.

In der Allgemeinen Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit c in einem Gravitationsfeld auf Grund der Gravitations-Zeitdilatation geringer als die Vakuumlichtgeschwindigkeit c₀.

https://www.spektrum.de/lexikon/physik/shapiro-effekt/13248

Arrakai schrieb:Du schreibst ja selbst, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit verlangsamt ist. Der entfernte Beobachter beobachtet das und interpretiert es als eine Verringerung der Lichtgeschwindigkeit. Wobei man die Shapiro-Verzögerung am einfachsten als Effekt der gravitativen Zeitdilatation beschreibt. Der Effekt ist daher auch nicht symmetrisch, sondern asymmetrisch, d.h. beide Beobachter sind sich darüber einig. Lokal bleibt die Vakuumlichtgeschwindigkeit natürlich konstant, egal welcher der beiden Beobachter sie bei sich vor Ort misst.

Du hast recht !
Wobei ich auch ein *kleines bisschen* recht habe aber die Verringerung von c den grösseren Einfluss beim Shapiro Effekt spielt.

https://www.researchgate.net/publication/339935675_SHAPIRO_TIME-DELAY_Curved_4D_space-time_or_Variable_speed_of_light

SUMMARY OF THE RESULTS

a) The difference predicted by GR about the length of the trajectory between straight and curved is D'curved- Dstraight ≈ 4.80 m (sort of REFRACTION LENGTH) where D=cT is the straight line
b) The Shapiro time Delay measured in the experiment and predicted by GR is T'Shapiro-Tclassic =200 μs, measured with the same clock between emission and absorption of the bouncing micro-wave. Under the HP that the effect is due to the curvature of the trajectory and speed of light, it is (T'Shapiro-Tclassic ) c= 60km increment in length of the trajectory, assuming c constant.

c) what is left is 60km – 4.80m ≈ 60km, it must correspond to the decreased speed of the signal along the path. In other words, EM signals are slowed down by gravitational fields

Beim Venus-Sonne-Experiment wird der Raum im Gravitationsfeld der Sonne nur um 4,8 Meter verlängert, wobei die Laufzeitverzögerung aber auf 60 Kilometer schliessen lässt, das lässt sich nur mit einer Verringerung von c erklären.

4,80 Meter im Vergleich zu 60 Kilometern ist halt nur ein *kleines bisschen*

:)

@Peter0167:

Peter0167 schrieb am 03.01.2023:Das Schlimme ist, es existiert keine deutschsprachige Quelle (zumindest ist mir keine bekannt), die frei von Interpretationsmöglichkeiten mal klipp und klar, also absolut sauber erklären kann, was eigentlich ein Schwarzes Loch genau ist.

Schmunzelnd dazu aus dem Hintergrund-Bericht des Nobelpreis-Kommitees für Physik 2020 (wenn auch auf Englisch):

The extent to which the structure of a black hole surrounded by an event horizon actually match the predictions of general relativity is still an open question. Nature may still have surprises in store.

(Scientific Background on the Nobel Prize in Physics 2020)

So ganz genau weiss man's halt nicht ... auch nicht auf Englisch ... ;)

@Peter0167
Hallo Peter, ich versuche mal zusammenzufassen, wie ich ein schwarzes Loch aufgefasst habe. Falls du zu irgendwas eine Quelle möchtest, versuche ich das dann nachzureichen - wobei ich mich aber eher auf Bücher beziehe als auf Wikipedia und ich mir etwas unsicher bin, ob ich ohne Probleme hier Fotos von diesen posten kann?!

Ich orientiere mich jetzt am Schwarzschild-Linienelement (formuliert in Schwarzschildkoordinaten):



Dieses Linienelement ist DIE kugelsymmetrische Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen für den Vakuumfall - d.h. sie modelliert den Außenraum von (perfekt kugelsymmetrischen) Sternen. An diesem erkennst du an den nichtverschwindenden Koeffizienten der Metrik, dass es zwei kritische Stellen gibt, nämlich r=0 und r=2M. Kritisch deshalb, weil man eine Raumzeit als etwas Zusammenhängendes definiert und hier die vorderen Koeffizientenfunktionen bei Annäherung an diese Stellen divergieren. Bei r=2M liegt "nur" eine Koordinatensingularität vor, was sich durch eine Umformulierung in andere Koordinaten zeigen lässt. Für diese Stelle gibt es mehrere Bezeichnungen (Schwarzschildradius, Gravitationsradius, Schwarzschild-Oberfläche, Schwarzschild-Sphäre, Schwarzschild-Singularität, Ereignishorizont - wobei dieser eher ein Oberbegriff ist) Für "normale gesunde" Sterne und Planeten liegt der Wert r=2M im tiefsten Inneren (Bei der Sonne sind es ca. 3km bei einem Radius von ca. 700000km). Am Ende der Lebensdauer eines Sternes kann in Folge eines Gravitationskollaps ein Stern durch Kontraktion diese Stelle r=2M unterschreiten. So ein "Objekt" wird üblicherweise als ein Schwarzes Loch (schwarzschild black hole) definiert. Die Stelle r=2M ist zwar eine Koordinatensingularität, man kann jedoch zeigen, dass ein Überschreiten dieser Stelle direkt in die Singularität r=0 führt - egal ob es sich um Licht oder Masse handelt.

@Peter0167
Ich habe beim Durchblättern des Forums erst gemerkt, dass du ja eigentlich "vom Fach" bist...Sorry, wenn ich jetzt so oberlehrermäßig daherkam. Ich hatte nur gelesen, dass du sämtliche Wikipediaartikel durchsucht hast und auf der Suche nach einer sauberen Definition warst, keine deutschsprachigen Quellen kennst und so weiter. Bin jetzt auch nicht der absolute Vollprofi bzgl. des Themas.

Zu diesem trichterförmigen Bild auf S. 78 würde ich aber noch etwas ergänzen. Bei diesem Bild könnte es sich eben so gut auch um ein Einbettungsdiagramm handeln, das sich aus dem Schwarzschild-Linienelement ergibt, wenn man z.B. t=const und theta=pi/2 setzt und in Zylinderkoordinaten umformuliert. Ein solches Bild habe ich schon mal im Zusammenhang mit Wurmlochgeometrie und Einstein-Rosen-Brücke gesehen.
LG

Hallo @Lonny

da du dir hier so viel Mühe gemacht hast, will ich zumindest mal kurz Bescheid sagen, dass ich auf Allmy zur Zeit nicht mehr aktiv bin (zu den Gründen darf ich hier nichts sagen). Ich schaue nur noch sporadisch rein, um evtl. PNs zu beantworten.

Die Rubrik Wissenschaft ist seit geraumer Zeit eh mausetot, daher trifft es mich auch nicht ganz so hart, aber User wie du halten zumindest die Hoffnung am leben, dass sich dieser Zustand irgendwann einmal wieder ändern wird. Also bitte nicht böse sein, aber Allmy ist derzeit kein Ort, an dem ich mich aufhalten möchte.

PS: Ich bin übrigens alles andere als "vom Fach" :)

Bis sPeter...

@Peter0167

Ich habe keine ahnung von Wissenschaft. Aber ich weiß du darfst nicht fehlen.
Das Forum ist kaum noch bunt.... ecken und kanten werden wohl nicht so gerne gesehen.
Wie auch immer.

Bleib dran.

Mit schwarze löcher muss ich mich noch beschäftigen.

Bin eher hier auf die Erde.

Beim Wandern vor ein paar Tagen hab ich über etwas nachgedacht was ich mit euch teilen möchte
und zwar folgendes:

Je größer ein Schwarzes Loch ist desto geringer fällt die Gezeitenkraft auf ein Objekt aus mit konstanter Größe. Während ein Astronaut beispielsweise durch ein Stellares Schwarzes Loch mit ein Paar Sonnenmassen gnadenlos zerrissen werden würde, hätte er bei einem Großen Schwarzen Loch mit wenigen Millionen Sonnenmassen schon bessere Chancen.
Irgendwo hab ich mal gelesen das man bei einem solchen Schwarzen Lochs zwar etwas spüren würde, aber dennoch Lebend durch den Ereignishorizont gelangen könnte.

Nehmen wir also mal das Größte bekannte Schwarze Loch - Ton 618 - mit einer geschätzen Masse von 66 Milliarden Sonnen. Wir lassen nun eine Sonde richtung Ereignishorizont fliegen. An der Sonde ist ein langes sehr stabiles Seil befestigt, gerade lang genug um nicht durch die Gezeitenkraft zerrissen zu werden. Am ende des Seils befinden sich Messinstrumente wie Kamera, Sensoren etc. Ebenfalls ist die Sonde mit starken Schubdüsen ausgestattet, um die Zeit nahe des Ereignishorizonts etwas zu verlängern.

Wir fliegen nun mit unsere Sonde an den Ereignishorizont heran und zwar gerade so nahe, dass das untere Ende des Seils in den Ereignishorizont eintaucht die Sonde selbst aber noch nicht.

Wäre es möglich Daten durch das Seil noch oben zur Sonde zu schicken und so z.B. die Daten mit einem Starken Laser als Morsecode oder so in der Art zu einer weiter entfernten Raumstation zu schicken?

Mir ist klar das laut Physik keine Information innerhalb des Schwarzen Lochs nach außen gelangen kann, also hab ich wohl irgendwo einen Denkfehler. Trotzdem kommt mir das Szenario auf den ersten Blick Plausibel vor ;)

SagittariusB schrieb:Wäre es möglich Daten durch das Seil noch oben zur Sonde zu schicken und so z.B. die Daten mit einem Starken Laser als Morsecode oder so in der Art zu einer weiter entfernten Raumstation zu schicken?

Nur Daten, die von außen ins Schwarze Loch eindringen. Da von weiter innen ja nichts in Richtung äußerer Bereich innerhalb des SL kommt.

Ja das stimmt wohl.
Allerdings könnte man so z.B. klären ob es die Berüchtigte Feuerwand in einem Schwarzen Loch gibt oder nicht.
Auch andere Dinge wie etwa der Zeitverlauf innerhalb des EH wären sicherlich interessant zu studieren.

SagittariusB schrieb:Wäre es möglich Daten durch das Seil noch oben zur Sonde zu schicken und so z.B. die Daten mit einem Starken Laser als Morsecode oder so in der Art zu einer weiter entfernten Raumstation zu schicken?

Ein Problem, das sich bei diesem Gedankenexperiment zumindest gerade für meine Vorstellungskraft ergibt, ist, dass ein entfernter Beobachter zwar wahrnehmen würde, wie die Sonde auf den Ereignishorizont zu steuert und mit laufender Zeit diesen auch immer mehr erreichen sieht, aber dennoch niemals beobachten könnte, dass sie diese Grenze auch erreicht, geschweige denn überschreitet - auch wenn die Sonde in Eigenzeit ankommen mag. Die Sonde würde also immer langsamer und langsamer erscheinen und außerdem auch noch zunehmend gerötet. Könnte man dann trotz dieses Phänomens - weil die Sonde ja nun in echt doch ankommt - ein Signal zum Beobachter schicken? Mal abgesehen davon, dass es vermutlich ewig dauern würde, bis das Signal wieder "schnell" erscheint.
Das andere Problem wurde schon angesprochen. Aus der theoretischen Betrachtung heraus, kann einfach nichts, weder Materieteilchen noch Lichtartiges, zurück, wenn der EH einmal überschritten ist (und ein Signal zählt als lichtartig). Die Zukunft von allem liegt dann bei r=0.

@Peter0167
das ist ja echt schade zu hören, du zählst ja offenbar irgendwie schon zum Inventar hier, wie mir scheint...aber danke für die Info! Hier auf allmy gibt es jedoch definitiv gruseligere Ecken mit viel seltsameren Gestalten als im Wissenschaftsbereich :D...Hoffentlich bis sPeter :)