Schwarzes Loch 3D?

Hey, hier sind aber viele Experten die ganz genau wissen wie Schwarze Löcher funktionieren und aufgebaut sind.
Ich bin leider kein totaldurchblickender SL-Experte wie die anderen hier ("ich weiß, dass ich nichts weiß"), aber kommentiere trotzdem mal...

shinobi321 schrieb:natürlich würde sich etwas ändern viele sterne / sonnen werden zu sl´s und damit kollabiert auch die umgebung so harmonisch wäre die umlaufbahn der erde nicht mehr

Wenn unsere Sonne zum SL kollabieren würde (was sie vrmtl. gar nicht könnte, da sie zu wenig Masse hat), würde der Kollabierungsprozess natürlich alles komplett durcheinanderwürfeln. Darum ging's aber auch gar nicht. Die hypothetische Annahme war, dass die Sonne "weggepflückt" und übergangslos durch ein massegleiches SL ersetzt werden würde. Und dann würde sich an den Planetenbahnen eben gar nichts ändern (vermutlich). Die Masse ist immer noch die gleiche, egal ob Stern oder SL. Die Verzerrung der Raumzeit sollte primär keine Rolle spielen, weil das SL doch ziemlich klein wäre, und die Verzerrungen die Planetenbahnen somit gar nicht betreffen würden. (Vermutlich. Das müsste ein Astrophysiker mal ganz genau nachrechnen. Wenn es sich ergeben sollte, dass mittel/langfristig die Merkurbahn instabil werden könnte, dann könnte das per Domino-Effekt auch die anderen Planeten beinflussen, zumindest die inneren Gesteinsplaneten. In einer Modellrechnung hat man den Merkur schon mal "verschwinden" lassen, und in der Folge sind auch die anderen Planetenbahnen instabil geworden.)

Langolier schrieb:Ein schwarzes Loch ist ein Punkt, und was wissen alle , die in Mathe aufgepasst haben ?
Genau, ein Punkt ist "unendlich" klein.
Soweit die Theorie, also nix mit 3D.

Ist das wirklich so? Die Sache mit der "echten Singularität" ist irgendwie ... schwierig. Man hätte ja sehr viel Masse (==sehr viel Energie) in einem unendlich kleinen Punkt. Das wäre dann eine Energiedichte von "unendlich groß", und sowas ist meistens problematisch. In der Praxis sowieso, und auch in der Mathematik nicht gerne gesehen. Wissen alle die in Mathe aufgepasst haben. ;)

Von daher scheint es doch plausibler, dass das "Kern" eines SL einfach nur sehr sehr klein ist, aber eben keine mathematisch reine Singularität.

Solche "Probleme" & Beweggründe (und noch ein paar mehr) haben ja auch neue alternative Modelle hervorgebracht. Die bisherige (relativ "naive") Vorstellung von SLern bringt einige Probleme, die sich mathematisch/physikalisch gar nicht gut erklären lassen. Deswegen denkt man inzwischen auch über Modelle wie "Gravasterne" oder "Holosterne" nach. Sehen "von außen" aus wie ein Schwarzes Loch, haben aber einen anderen inneren Aufbau, den man besser erklären könnte.

Leider werden wir nicht einfach nachschauen können, welches Modell der Praxis am besten entspricht. Die Theoretiker werden also noch viel rechnen müssen.
_____

Ende des dilettantischen Einwurfs. Übergebe das Feld wieder an die Experten, bitte weitermachen. :)

Nach der allgemeinen Lehrmeinung der Physik kann ein schwarzes Loch doch nur ein dreidimensionales Objekt sein - eine Singularität ist doch nie wirklich null > es ist doch immer nur eine Annäherung gegen Null aber die tatsächliche Räumlichkeit geht ja nie verloren.

Selbst wenn die Planck-Länge erreicht wurde geht eine Räumlichkeit nach der gängigen Lehrmeinung nie verloren ^^

In diesem Bereich sollte dann ja ohnehin die Relativitätstheorie ihre Anwendbarkeit verlieren und die Unschärferelation müsste dann angewendet werden.

Anders schaut es natürlich aus wenn man die Grundregeln der allgemeine Lehrmeinung, in seiner Vorstellung, ignoriert.

@felixmerk

felixmerk schrieb:Nach der allgemeinen Lehrmeinung der Physik kann ein schwarzes Loch doch nur ein dreidimensionales Objekt sein - eine Singularität ist doch nie wirklich null > es ist doch immer nur eine Annäherung gegen Null aber die tatsächliche Räumlichkeit geht ja nie verloren.

Das wollte ich damit sagen.

@Zenit

datrueffel schrieb am 04.08.2011:Ein schwarzes loch wie wir es sehen( oder nicht sehen^^)

ich schrieb meines wissens nirgends das man es photografieren könnte( das zitat zeigt meinen anfangssatz falls du den meintest, das is ja nur ein kleines wortspiel;))

wir wissen das SLer das licht nicht reflektieren können welches in den ereignishorizont hineinfällt. (bedingt durch die große masse die eine raumkrümmung zur folge hat welches das licht krümmt)

greetz

Ist ein schwieriger Ansatz.
Meiner Vorstellung nach ist auch kein "Nullvolumen" möglich.
Die zusammengeballte Materie muß einen Raum einnehmen.
Das Problem ist nur das die Anzeihungskraft des kollabierten Objekts (schwarzes Loch) gleich oder größer der Lichtgeschwindigkeit ist. (grosses fragezeichen)
Vielleicht kommen unsere Physiker irgendwann dem allerkleinsten unteilbaren Teilchen auf die Spur, aber das wird schwierig. Wie eng kann Masse "gepresst werden?)
Nochmal der Tip von mir :
Isaac Asimov : Die schwarzen Löcher ....BESSER als von Hawking...

@Langolier
Wer weiss vielleicht ist ein Schwarzes Loch auch eine Einstein-Rosen Brücke, nur das die alle Objeke zerstört?
Aber das ist jetzt auch sehr weit hergeholt.

Vielleicht.
Aber glaube ich nicht dran.
WIR werden es nicht erfahren, leider. :-)

Wo in diesem Prozess verliert das SL denn irgendwas? Das ursprüngliche Teilchenpaar ist ja schließlich kein "Bestandteil" des Schwarzen Loches! Nach meinem Verständnis ist das Teilchenpaar unabhängig vom SL (schließlich entstehen solche Paare ständig und überall, und manche entstehen eben zufällig auf dem Ereignishorizont). Der eine Partner fällt hinein (somit gewinnt das SL sogar noch ein Partikel), der andere entfernt sich.

Ich lese gerade "Das große Stephen Hawking Lesebuch" (tatsächlich ist es ein Taschenbuch^^)

"Aber wie konnte es sein, daß ein schwarzes Loch gar nicht wirklich schwarz war, daß es entgegen seiner bisherigen Definition Wärme abstrahlte, obwohl doch die Allgemeine Relativitätstheorie darauf bestand, daß absolut kein Signal über den Ereignishorizont hinaus- und ins beobachtbare Universum hinein gelangte?

Die Lösung für das vermeintlich paradoxe Phänomenen fand Hawking, indem er die Quantentheorie auf das Ereignishorizont-Szenario anwandte. In "kurze Geschichte der Zeit" spricht er von Quantenfluktuationen im "leeren" Raum außerhalb des Ereignishorizonts. Dieser Raum ist
ist gefüllt mit Paaren virtueller Teilchen und Antiteilchen. Sie entstehen gemeinsam, entfernen sich voneinander und vernichten sich gegenseitig. ... In unmittelbarer Nähe zu einem schwarzen Loch kann ein Partner hineinfallen und zu einem realen Teilchen werden. Das andere kann dann dem Einflußbereich eines schwarzen Loches entkommen. (Illustrierte kurze Geschichte der Zeit, 1986)

Wie aber können sich denn im einem leerem Raum überhaupt irgendwelche Teilchen tummeln?
Nach der Unschärferelation ist es nicht möglich Position und Geschwindigkeit eines Elementarteilchens gleichzeitig zu messen. Wendet man dieses Prinzip auf das Quantenfeld in der Nähe des schwarzen Lochs an, dann bedeutet dies, daß dort ebenfalls eine von Natur aus festgelegte Unbestimmtheit zwischen der Stärke des Feldes und seiner zeitlchen Änderungsrate gibt. Kennen wir die Änderungsrate, können wir keine exakte Aussage über die Stärke des Schwerefeldes machen und umgekehrt.
Da aber keine genaue Messung möglich ist, wird auch niemals das Ergebnis Null für beide Werte messbar sein.
Das heißt: Es gibt keinen absolut "leeren Raum", sondern es bleibt stets diese von Hawking angesprochene Quantenfluktuation übrig. Das sind winzige Schwankungen der Feldstärke, die die Existens virtueller Teilchen erlauben. Die Paare gleichen ihren Energiehaushalt aus, weil eines von ihnen positive und das andere negative Energie hat.

Die enorme Gravitationskraft in der Nähe des Ereignishorizonts verwandelt nun die virtuellen in reale Teilchen. Das bedeutet: Teilchen und Antiteilchen sind nicht mehr aufeinander angewiesen. Das Teilchen mit der negativen Energie fällt in das schwarze Loch und sein Ex-Partner mit der positiven Energie kann dem Schicksal entrinnen, vom schwarzen Loch geschluckt zu werden. Und diese Fluchtbewegung erscheint einem außenstehenden Beobachter als Strahlung, die das schwarze Loch abgibt.
...
Wenn das schwarze Loch Strahlung abgab, dann mußte es im Prinzip auch kleiner werden und schließlich sogar verdampfen können...

"Wenn das schwarze Loch virtuelle Teilchen in reale verwandelt, verliert es Energie. Wie kann das geschehen, wenn nichts durch den Ereignishorizont entweichen kann? Wie kann da etwas verloren gehen? ... Wenn Teilchen negative Energie in das schwarze Loch transportieren, dann verringern sie damit die Energie im schwarzen Loch." (Das Universum des Stephen Hawking, 2000)

Quelle: Hubert Mania "Das große Stephen-Hawking-Lesebuch" S.94-96

Nachdem ich diesen Text gelesen hatte, hab ichs verstanden.
Das schwarze Loch verliert deshalb Energie und deshalb auch Masse, weil lt. Hawking ausschließlich die Teilchen mit negativer Energie in den Einflußbereich des schwarzen Loches geraten.

Nur mal so aus Neugier, welches SL liegt in Lichtjahren am nächsten von uns aus gesehen?

Ich glaube eins war in der Nähe von Alpha Centauri ich bin mir nicht sicher.

Chesspower schrieb:Nur mal so aus Neugier, welches SL liegt in Lichtjahren am nächsten von uns aus gesehen?

Ich hab einfach mal gegoogled ;)

Nach heutigem Kenntnisstand ist das Objekt mit dem Namen A0620-00 im Sternbild Einhorn das nächste Schwarze Loch zur Erde. Keine Angst – es ist mehrere tausend Lichtjahre von uns entfernt, so dass uns auf der Erde von diesem Loch keine Gefahr droht.
...
Ob es Schwarze Löcher gibt, die noch näher an der Erde sind, ist schwer zu sagen. Denn im Prinzip macht sich ein Schwarzes Loch, das wenig Materie verschluckt kaum bemerkbar. A0620-00 ist nur deshalb aufgefallen, weil für relativ kurze Zeit Materie vom Nachbarstern in das Schwarze Loch stürzte.

http://www.scilogs.de/kosmo/blog/einsteins-kosmos/schwarze-locher/2010-03-11/das-n-chste-schwarze-loch-zur-erde

Der komplette Text ist ebenfalls sehr interessant, lesen lohnt sich. :)

Alternativ kann ich auch noch Alpha Centauri vom Harald Lesch anbieten.
Da wird die gleiche Frage behandelt.

Wo ist das nächste Schwarze Loch?

http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alpha-centauri-schwarzes-loch-2000-ID1208779169347.xml

Danke @bo für deinen Artikel. Ich hätte jetzt nicht gedacht, dass das nächstgelegenste Schwarze Loch (A0620-00) 3500 Lj weit entfernt ist. In der Sendung Alpha Centauri aber ist von V4641 Sagittarius (Entdeckung 15.09.1999) die Rede und dieses SL ist 1600 Lj entfernt.

Ich bin mir jetzt nicht sicher, aber ich meine eine Sendung gesehen zu haben von Harald Lesch, wo er erzählt das Es ein SL in 160 Lj Entfernung geben soll. Ich habe das so noch schwach in Erinnerung.

@bo : Schönen Dank für das Aufgreifen meiner Frage. Weiterhelfen tut mir das aber leider nicht - Hawkings "Kurze Geschichte" hab' ich natürlich gelesen. Tatsächlich war das eigentlich genau der Anfangspunkt meines gedanklichen Dilemmas... ;)

bo schrieb:Das Teilchen mit der negativen Energie fällt in das schwarze Loch und sein Ex-Partner mit der positiven Energie kann dem Schicksal entrinnen, vom schwarzen Loch geschluckt zu werden. Und diese Fluchtbewegung erscheint einem außenstehenden Beobachter als Strahlung, die das schwarze Loch abgibt.

Sie "erscheint" einem so. Aber sie kommt nicht "aus" dem SL. Das hatte ich ja schon erörtert.

Wenn das schwarze Loch virtuelle Teilchen in reale verwandelt, verliert es Energie. Wie kann das geschehen, wenn nichts durch den Ereignishorizont entweichen kann? Wie kann da etwas verloren gehen? ... Wenn Teilchen negative Energie in das schwarze Loch transportieren, dann verringern sie damit die Energie im schwarzen Loch."

Und was genau ist "negative Energie"? Es ist ja nicht so, dass Anti-Teilchen eine Anti-Energie innewohnen würde: ProtonAnti-Proton, ElektronAnti-Elektron, sicher. Aber die Energie ist die gleiche, die hat doch kein Vorzeichen? Bei Materie-Antimaterie-Annihilation wird ja Energie frei! Bei einem EnergieAntienergie-Szenario müsste das ja mucksmäuschenstill erfolgen.
Also sehe ich es so, dass von Antiteilchen schlicht+einfach Energie ins SL eingebracht wird. Was drinnen dann genau geschieht ist eine andere Frage, das weiß sowieso niemand. Vieleicht findet im SL eine Annihilation statt (aber die dabei freigesetzte Energie bliebe trotzdem im SL). Vielleicht gibt es in einem SL gar keine Materie, alle Materie zerstrahlt zu Energie. Vielleicht sind die Zustände im SL auch so extrem, dass reine Energie zu Materie kombiniert. Vielleicht ein chaotischer Mix aus all diesen Dingen gleichzeitig. Oder vielleicht - wahrscheinlich - etwas komplett anderes. (Erneuter Verweis auf z.B. ->Gravastern-Modell oder ->Holostern-Modell, etc.)

Auf jeden Fall kann ich nicht nachvollziehen, dass ein SL durch den Eintrag von "negativer Energie" langsam ausgelöscht werden sollte, die Argumentation erscheint mir nicht plausibel.
(Und Hawking hat sich schon bei anderen Gelegenheiten geirrt: ein Genie ist auch nur ein Mensch, und Menschen machen bisweilen Fehler.)

Mir ist schon klar, dass man eine wirkliche Beantwortung der Frage nicht aufgrund einer weitgehend "populärwissenschaftlichen" Betrachtungsweise durchführen kann. Dazu muss man natürlich sehr tief im Quantensumpf waten. Trotzdem würde ich gern zu einem besseren Verständnis dieses Problems gelangen.

Didee schrieb:Aber sie kommt nicht "aus" dem SL.

Richtig, der Ursprung der virtuellen Teilchen liegt in den Quantenfluktuationen. Die virtuellen Teilchen bestehen, wenn ich es richtig verstanden habe, immer aus 2 Teilchen. Einem mit positiver Energie und sein Partner mit negativer Energie.

Sobal dieses Teichenpaar in die Nähe des Ereignishorizontes gerät, trennen sich die Wege der beiden Teilchen. Das negative Teilchen überschreitet die Grenze und wird zu einem Teil des schwarzen Loches. Durch die negative Energie, die es ja auszeichnet, entsteht ein Ungleichgewicht im Energiehaushalt und das schwarze Loch gleicht dieses Ungleichgewicht aus, in dem es eigene Energie aufwendet. Das heißt das schwarze Loch verliert Energie und damit nach der Allgemeinen Relativitätstheorie auch Masse.

Das positive Teilchen hat seinen Partner verloren, wird aber ebenfalls zu einem realen Teilchen und kann dem schwarzen Loch entfliehen. Und so sieht es dann aus, als wenn das schwarze Loch Strahlung aussenden würde, was aber tatsächlich garnicht der Fall ist. Aber es scheint so.

Das ist meiner Meinung nach ein Zeichen, daß durch das schwarze Loch virtuelle Teilchen in reale Teilchen umgewandelt werden, wobei dieser Prozeß letztendlich dazu beiträgt, daß das schwarze Loch Masse verliert und schlußendlich zerstrahlt.

Didee schrieb:Also sehe ich es so, dass von Antiteilchen schlicht+einfach Energie ins SL eingebracht wird.

Stimmt schon, allerdings wird durch die eingebrachte Energie der Energiehaushalt gestört.
Nochmal ein Zitat aus dem Buch:

"Hawking fühlte sich an den 2. Hauptsatz der Thermodynamik erinnert, dem zufolge die Entropie oder Unordnung eines Systems ebenfalls entweder erhalten bleibt oder zunimmt, aber niemals abnehmen kann."

Quelle: Hubert Mania "Das große Stephen-Hawking-Lesebuch" S.93

Durch das negative Teilchen verliert das schwarze Loch an Entropie, was ja lt. 2 Hauptsatz nicht möglich ist. Dieser Entropieverlust wird durch das schwarze Loch ausgeglichen, in dem es Energie opfert.

@bo

bo schrieb: "Hawking fühlte sich an den 2. Hauptsatz der Thermodynamik erinnert, dem zufolge die Entropie oder Unordnung eines Systems ebenfalls entweder erhalten bleibt oder zunimmt, aber niemals abnehmen kann."

Was macht Hawking aber wenn sich wieder erwarten aller Lehrmeinungen herausstellt dass der 2. Hauptsatz der Thermodynamik im Inneren der schwarzen Löcher seine Gültigkeit verliert ^^

Warum kann er dass denn zu 100% ausschließen ?

felixmerk schrieb:Was macht Hawking aber wenn

Ja wenn...

Was Hawking dann macht, brauchst du mich nicht fragen ;)
Wahrscheinlich wird er dann seine Theorie anpassen, idk

Aber diese Theorie wurde ja von den Wissenschaftlern nicht einfach so ungeprüft übernommen, da scheint also was dran zu sein. Für mich klingt diese Theorie schlüssig und logisch.

bo schrieb: Für mich klingt diese Theorie schlüssig und logisch

Schlüssig und logisch ist Hawking seine Auffassung doch nur solange, solange er davon ausgeht dass der Energieerhaltungssatz innerhalb des SL`s nicht verletzt wird.

@bo

Ja, aber nein. :D - Lies meine letzte Post nochmal. Ich verstehe ja die Argumentation, aber ich sehe sie (nach meinem [beschränkten] Verständnis) nicht als richtig an. Es gibt doch keine "absolut" negative Energie, so wie es auch z.B. keine "negative Wärme" gibt - bei Null Kelvin ist Schluss.

Außerdem: schauen wir mal die Sache außerhalb des SL an: Wenn das SL eigene Energie aufwenden muss, um die negative Energie des Antipartikels auszugleichen - dann müsste ja das äußere Universum ebenfalls eigene negative Energie aufbringen, um die positive Energie auszugleichen, die von dem übriggebliebenen Teilchen eingebracht wird. Ansonsten würde ja der Energiegehalt des umgebenden Universums ebenfalls ansteigen, durch das übriggebliebene Partikel.

Irgendwas ist da nicht schlüssig.

@Didee
@bo

Didee schrieb: Irgendwas ist da nicht schlüssig

Ich habs auch noch nicht richtig verstanden > was mir eigentlich als erstes nicht einleuchtet ist, worin liegt denn genau der Unterschied zwischen dem Vakuum vor und hinter dem Ereignishorizont.

Virtuelle Teilchen entstehen doch sowohl vor als wie auch hinter dem Ereignishorizont. Warum geben denn die Teilchen bei ihrer gegenseitigen Aufhebung "nach der allgemeinen Anschauung" vor dem Horizont keine Energie ab aber dagegen, auf dem Horizont selbst, dann doch wieder eine "Teilenergie" ab > nach der Logik sollte die Anziehung des SL´S dort am Rand doch genau das Gegenteil bewirken ^^
oder ?