Schwarze Löcher

SagittariusB schrieb:Das Ding ist ja, dass auch die Elektrische Ladung zu einer Singularität "gequetscht" wird eben durch die gravitative Singularität. Nur die eine will auseinander die andere will Komprimieren, das beißt sich irgendwie.

Die elektromagnetische Wechselwirkung ist viel zu schwach, um gegen die Gravitation hinter dem Ereignishorizont anzukommen. Das schafft nicht mal der Entartungsdruck eines Neutronensterns, sofern seine Masse zu stark zunimmt.

SagittariusB schrieb:Sicher wissen tut man dort nichts das stimmt, aber man könnte als Überlegung statt Prototonen auch Elektronen nehmen.
Bei diesen Punktförmigen Teilchen dürfte es eigentlich nichts geben was man "schnetzeln" könnte.

Um Elektronen dicht aneinander zu drücken, muss man Energie aufwenden. Sofern die Elektronen genügend Masse haben, entsteht durch die Massendichte der Elektronen sowie die aufgewendete Energie ein Ereignishorizont. Was danach mit den Teilchen passiert, ist unklar.

Die elektrische Ladung kann übrigens im Verhältnis zur Masse nicht beliebig zunehmen. Das ist gewährleistet, da jedes geladene Teilchen auch wieder Masse mitbringt. Würde die Ladung zu stark zunehmen, dann würde der Ereignishorizont verschwinden und eine sog. nackte Singularität übrig bleiben.

Arrakai schrieb:Die elektromagnetische Wechselwirkung ist viel zu schwach, um gegen die Gravitation hinter dem Ereignishorizont anzukommen

Käme auf die Menge an. Als Gedankenexperiment könnte man auch eine Sonnenmasse an Elektronen dem Schwarzen Loch verfüttern. Die Kräfte die da wirken übersteigen die Gravitation bei weitem.

Arrakai schrieb:Das schafft nicht mal der Entartungsdruck eines Neutronensterns, sofern seine Masse zu stark zunimmt.

Neutronensterne sind aber ungeraden. Was du meinst, ist das Pauli-Prinzip.

Arrakai schrieb:Die elektrische Ladung kann übrigens im Verhältnis zur Masse nicht beliebig zunehmen. Das ist gewährleistet, da jedes geladene Teilchen auch wieder Masse mitbringt. Würde die Ladung zu stark zunehmen, dann würde der Ereignishorizont verschwinden und eine sog. nackte Singularität übrig bleiben.

Gilt das dann nur entsprechend für geladene Teilchen?
Ungeladene sollten ja von der Elektrischen Ladung nichts mitbekommen. Aus ihrer Sicht müsste der Ereignishorizont ja noch existieren?

SagittariusB schrieb:Was du meinst, ist das Pauli-Prinzip.

Das denke ich nicht. Das Pauli-Prinzip ist ein Quanteneffekt, der z.B. bei Weißen Zwergen den weiteren Kollaps stoppt, weil die Gravitation es nicht schafft, diese "Barriere" zu überwinden.

Bei Neutronensternen gewinnt die Gravitation jedoch gegen Pauli und drückt die Elektronen quasi in die Protonen hinein. Das Resultat ist dann ein Neutronenstern, der wiederum nur durch den Entartungsdruck der Neutronen stabilisiert wird.

In der Theorie gibt es wohl noch eine weitere Stufe vor dem Schwarzen Loch ---> den Quark-Stern. Hier werden die Nukleonen so weit zusammengepresst, dass sie sich ihre Raumbereiche quasi "überlappen". Erst wenn der Gravitationsdruck diese letzte Grenze überschreitet, entsteht ein BH (Black Hole) :)

SagittariusB schrieb:Käme auf die Menge an. Als Gedankenexperiment könnte man auch eine Sonnenmasse an Elektronen dem Schwarzen Loch verfüttern. Die Kräfte die da wirken übersteigen die Gravitation bei weitem.

Dafür ist gar kein Gedankenexperiment nötig, die Natur liefert uns das frei Haus.

https://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/astronomie-quasar-verschlingt-jeden-tag-die-masse-einer-sonne-a-5c8fea5e-627c-40fe-b37d-631982e5b6dd

J0529-4351 hat bereits 17.000.000.000 Sonnenmassen verschlungen, ich denke da wird auch das eine oder andere Elektron dabei gewesen sein, und die Gravitation lässt dennoch keinerlei "Inkontinenz" zu. :D

SagittariusB schrieb:Die Kräfte die da wirken übersteigen die Gravitation bei weitem.

Nein, das ist nicht korrekt. Die elektromagnetische Wechselwirkung ist zwar grundsätzlich stärker als die Gravitation. Aber sobald sich ein Ereignishorizont gebildet hat, nutzt das nichts mehr. Die Fluchtgeschwindigkeit, mit der ein Objekt den Bereich hinter dem Ereignishorizont verlassen könnte, wäre größer als die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Dagegen kann in der Natur nach unserem Kenntnisstand keine andere Grundkraft etwas aurichten, auch nicht der Elektromagnetismus.

In der Realität liegt das natürlich auch daran, dass eben nicht nur eine Ladungsart im Schwarzen Loch verschwindet, sondern immer in etwa gleich viele positive wie negative Ladungen, natürlich ggf. mit einem gewissen Überschuss. Und wie gesagt, bis zu einem gewissen Grad kann ein Ladungsüberschuss kompensiert werden, weil jedes Teilchen neben seiner Ladung eben auch seine Masse mitbringt, die dann wiederum die Gravitation verstärkt. Wenn jetzt viele Elektronen zusammengedrückt werden, dann kostet das auch viel Energie, und auch die würde dann zur Energiedichte des Schwarzen Lochs beitragen und noch einen deutlich höheren Ladungsüberschuss ermöglichen.

ABER, wie bereits geschrieben, ein Schwarzes Loch mit einem extremen Ladungsüberschuss würde zu einer nackten Singularität werden. Selbst ein bestehender Ereignishorizont würde sich auflösen. So etwas wurde allerdings noch nicht beobachtet. Man geht auch davon aus, dass sich nackte Singularitäten in der Natur niemals realisieren (kosmische Zensur). Und okay, ja, ein hypothetisches Schwarzes Loch, das ausschließlich aus Elektronen besteht, würde ziemlich sicher zu einer nackten Singularität führen, mehr Ladungsüberschuss geht ja gar nicht. Es ist allerdings kaum vorstellbar, dass sich so viele Elektronen ballen, ohne das auch Protonen dabei sind...

SagittariusB schrieb:Gilt das dann nur entsprechend für geladene Teilchen?
Ungeladene sollten ja von der Elektrischen Ladung nichts mitbekommen. Aus ihrer Sicht müsste der Ereignishorizont ja noch existieren?

Nein. Eine Singularität wird entweder von einem Ereignishorizont umgeben, oder nicht, und das ganz unabhängig vom Beobachter (hier also die Teilchen). Alle Beobachter sind gleichberechtigt, niemand kann eine andere physikalische Realität sehen, der Ereignishorizont kann also nicht gleichzeitig für eines der Teilchen im Schwarzen Loch existieren, und für ein anderes nicht. ("Im Schwarzen Loch" ist nicht wirklich korrekt, aber hinter dem Ereignishorizont passt hier ja auch nicht, da fehlen mir die richtigen Worte...)

SagittariusB schrieb:Neutronensterne sind aber ungeraden. Was du meinst, ist das Pauli-Prinzip.

Nein, das passt schon, im Prinzip ist es nämlich dasselbe. Die Neutronen bauen einen Entartungsdruck (aka Fermidruck) auf, und der verhindert den weiteren Kollaps zum Schwarzen Loch. Der Entartungsdruck basiert allerdings auf dem Pauli-Prinzip, das passt also.

Im Prinzip passiert hier dasselbe wie bei Weißen Zwergen, auf die Peter ja hingewiesen hat, nur dass die Elektronen weniger Fermidruck aufbauen können, als die Neutronen. Er reicht aber, um den Kollaps vom Weißen Zwerg zum Neutronenstern zu verhindern.

Peter0167 schrieb:J0529-4351 hat bereits 17.000.000.000 Sonnenmassen verschlungen, ich denke da wird auch das eine oder andere Elektron dabei gewesen sein, und die Gravitation lässt dennoch keinerlei "Inkontinenz" zu. :D

Die Materie scheint im Universum ja Ladungstechnisch nahezu ausgeglichen zu sein (Warum eigentlich :ask: ) von kleineren Abweichungen mal abgesehen.

Insofern sollten stark geladene Schwarze Löcher in der Natur so gut wie nicht vorkommen, vermute ich mal.
Doch noch interessant könnte es dann aber noch durch die Hawking Strahlung werden, sollten die Schwarzen Löcher mit der Zeit an Masse verlieren ihre Ladung aber beibehalten.

Arrakai schrieb:ABER, wie bereits geschrieben, ein Schwarzes Loch mit einem extremen Ladungsüberschuss würde zu einer nackten Singularität werden.

Ist eine Nackte Singularität eigentlich noch eine Singularität im herkömmlichen Sinne, gibt es da einen unterschied zur normalen oder liegt der Unterschied einzig und allein im fehlenden Ereignishorizont?

Soweit ich weiß würde eine ausreichend schnelle Rotation auch zu einer Nachten Singularität führen.
Sind diese dann gleichzusetzen?

Arrakai schrieb:Nein, das ist nicht korrekt. Die elektromagnetische Wechselwirkung ist zwar grundsätzlich stärker als die Gravitation. Aber sobald sich ein Ereignishorizont gebildet hat, nutzt das nichts mehr.

Irgendwie will das nicht in mein Kopf. Es muss es doch irgendwann eine Grenze geben an dem die Singularität ihre Unendlichkeit verlieren sollte. Bedenkt man die Hawking Strahlung, nimmt die Masse des Schwarzen Lochs ja ohnehin mit der Zeit ab. Die Ladung sollte aber gleich bleiben. Die Ladung wird im Verhältnis zur Masse somit immer stärker.

Peter0167 schrieb:Das denke ich nicht. Das Pauli-Prinzip ist ein Quanteneffekt, der z.B. bei Weißen Zwergen den weiteren Kollaps stoppt, weil die Gravitation es nicht schafft, diese "Barriere" zu überwinden.

Arrakai schrieb:Nein, das passt schon, im Prinzip ist es nämlich dasselbe. Die Neutronen bauen einen Entartungsdruck (aka Fermidruck) auf, und der verhindert den weiteren Kollaps zum Schwarzen Loch. Der Entartungsdruck basiert allerdings auf dem Pauli-Prinzip, das passt also.

Dann hab ich das wohl falsch gelernt. Ich hielt das Pauli Prinzip für Ladungsunabhängig also quasi ne ganz andere Ursache, "eben irgendwelche Quantenefekte" als die Coloumbkraft die ja zwischen Ladungen für Abstoßung sorgt.

SagittariusB schrieb:Dann hab ich das wohl falsch gelernt. Ich hielt das Pauli Prinzip für Ladungsunabhängig also quasi ne ganz andere Ursache, "eben irgendwelche Quantenefekte" als die Coloumbkraft die ja zwischen Ladungen für Abstoßung sorgt.

Erstmal ganz kurz: Es geht nicht um Effekte, die mit der Ladung zu tun haben. Man kann ganz knapp sagen, dass zwei Teilchen nicht denselben Platz einnehmen können. Elektronen haben es diesbzgl. leichter als Neutronen, drum ist der Entartungsdruck bei Neutronen höher und er kann länger gegen die Gravitation bestehen. Das wäre gerade nicht so, wenn es etwas mit Ladung zu tun hätte, Neutronen haben ja keine.