Können schwarze Löcher implodieren?

@dummeraugust

Dazu musst du erstmal wissen, aus welchen Beobachtungen abgeleitet wird, dass es dunkle Materie gibt. Man hat andere Galaxien beobachtet und die Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne um das jeweilige galaktische Zentrum gemessen und in abhängigkeit vom Abstand gegeneinander aufgetragen. Weiterhin hat man angenommen, dass das Newtonsche Gravitationsgesetz bis auf Korrekturen kleiner Ordnung die man vernachlässigt (und die aus der allgemeinen Relativitätstheorie kommen) in diesen Größenordnungen richtig ist. Für unser theoretisches Modell brauchen wir jetzt allerdings noch die Massenverteilung der Galaxie und dazu nimmt man an, dass die proportional zur Strahlungsdichte ist. Das heißt je heller eine Region erscheint desto mehr Masse ist in ihr enthalten (das ist eine vernünftige Annahme, selbst im Hinblick auf schwarze Löcher, denn man sollte ja Annehmen, dass je mehr schwarze Löcher es in einer Region gibt, desto mehr strahlungsfähige Materie binden sie an sich). Was man findet ist, dass die Helligkeit mit dem Abstand zum Galaxiezentrum abnimmt und damit nach unserer Annahme, auch die Masse. Mit diesem Gesetz kann man die oben erwähnten Rotationsgeschwindigkeiten leicht vorhersagen. Wir haben also ein theoretisches Modell welches uns sagt wie die Geschwindigkeiten mit dem Abstand r zum galaktischen Zentrum auszusehen haben und auf der anderen Seite Messergebnisse. Es hat sich gezeigt, dass diese beiden Kurven für kleine bis mittlere Abstände zum Galaxiezentrum übereinstimmen, nicht jedoch für große Abstände. Um die Rotationsgeschwindigkeiten der äußeren Sterne zu erklären benötigt man mehr Masse am Rand der Galaxien als man sehen kann (und davon jede Menge) und das kann nur bedeuten, das am Rand einer Galaxie jede Menge Materie ist, die nicht strahlt (dunkle Materie also) oder der sogenannte dunkle Materie Halo. Kommen wir zurück zu den schwarzen Löchern. Es gibt keinen Grund anzunehmen, weshalb die Verteilung schwarzer Löcher mit dem Abstand zum Galaxiezentrum konstant bleiben sollte, da diese Objekte ja in der Regel als Abfallprodukt von Sternen entstehen.

Es bleibt aber noch eine andere Lösung des Problems und das ist, dass die theoretischen Annahmen die wir gemacht haben falsch sind und z.B. Newton auf den Skalen nicht gültig ist.

Ein Schwarzes Loch kann nicht implodieren, schlicht weil es da nichts zum Implodieren gibt. Oder auch, weils ja schon implodiert ist.

Das Schwarze Loch ist kein Hohlkörper wie ne Fernsehröhre odgl., das Schwarze Loch ist einfach nur der Rest, was übrig bleibt, wenn Materie hinter ihren Schwarzschildrand komprimiert wird. Der Schwarzschildrand ist quasi die "schwarze Außenhaut" der "Kugel", die wir Schwarzes Loch nennen. Nur daß diese "Außenhaut" eben kein "Stoff" ist, sondern nur eine Wirkungsgrenze. Jede Materieansammlung hat einen Schwarzschildradius und einen Schwarzschildrand. Läßt sich für jede berechnen. Nur solange sich die Masseansammlung zumindest teilweise auch noch außerhalb des errechneten Randes befindet, "wirkt" er nicht, sondern ist nur eine Rechnung auf dem Papier.

Ist die gesamte Masseansammlung erst mal innerhalb des Schwarzschildrandes zusammenkomprimiert, "wirkt" der Schwarzschildrand, d.h., es passiert nichts anderes, als was zuvor schon passierte: vorbeikommende Materie und Licht wird in ihrer/seiner Bewegung gravitativ abgelenkt, und wenn die Fluchtgeschwindigkeit nicht reicht, in einen stabilen Orbit gezwängt oder akkretiert ("aufgesogen"). Ab dem Schwarzschildrand bleibt nur noch das "Aufgesogenwerden" als Option.

Aber der Schwarzschildrand selbst, der wird nicht "aufgesogen". Wie auch, da kein "Ding"!

Wie weit da "drinnen" nun alles komprimiert wird, ist nicht bekannt, da keine Information, kein Licht von dort zu uns gelangt. Materie, bevor sie den Schwarzschildrand erreicht, wird schon mal in Energie umgewandelt, und Energie läßt sich ja besser als Materie räumlich "komprimieren".Wahrscheinlich aber nicht "unendlich", nicht auf "Nullpunkt" (was beides dasselbe ist). Die Komprimierung gegen Null führt zur Dilatation der Raumzeit, sodaß der Weg zum Nullpunkt in der Mitte immer länger wird, aber die Zeit immer langsamer fließt. Was auch immer in Richtung des Punktes in der Mitte des Schwarzen Lochs fällt, es dürfte nie ankommen. Nicht bevor "Unendlich zuende gezählt" ist.

Pertti

@kitty989088
Hi Kitty, aus meiner Sicht gibt es theoretisch schon eine "geringe" Chance das SL, in einem überschaubaren Zeitrahmen, auch sozusagen implodieren können...

Zunächst möchte ich noch den Begriff "Implosion" einengen...
Wikipedia: Implosion

Eine Implosion ist der plötzliche Zusammenbruch eines Objekts infolge eines niedrigeren Innen- als Außendrucks oder anderer Kräfte, die unausgeglichen auf den Objektmittelpunkt hin wirken. Die Implosion steht damit im Gegensatz zur Explosion, die dementsprechend aus dem umgekehrten Kräfteverhältnis resultiert....
Zwar werden die Trümmerteile dabei zunächst ins Innere des zerstörten Gefäßes beschleunigt, durch die resultierenden Kollisionen aber nur teilweise abgebremst und fliegen in der Folge wieder explosionsartig auseinander.

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-- < Insofern werde ich mich bemühen, eine Relation herzustellen die verdeutlichen soll, das auch ein SL mit geeigneter Masse, in einem wie gesagt, überschaubaren Zeitrahmen, theoretisch implodieren kann.

Zunächst Explodieren, anscheinend kein Problem... insofern sie zerstrahlen (Dynamik* über viele Billionen Jahre) oder auch sehr schnell zerbersten** können ("kurzfrist" Dynamik.. am theoretischen Ende des Entropiemaximums). Von daher gelten "grosse SL", als äusserst stabile Objekte, die erst in unglaublich langen Zeiträumen (Hawkingstrahlung-Hawking*/ Poppende SL**- Penrose CCC Cycle Univers) theoretisch zerstrahlen* oder sozusagen schlagartig Platzen** könnten, was beides eher Explosionen entspricht.

Geeigneter SL-Typ..... Kerr statt Schwarzschild?
Um einigermaßen den Mainstream Vorgaben zu folgen, sollten wir uns vorab gleich einem "realitätsnahen" SL-Typ zuwenden. Die Existenz des klassischen Typs eines Schwarzschild-SL, das nicht rotiert, wird heute ja weitgehend ausgeschlossen (Impulserhaltung), und insofern vom Mainstream, als nicht in der Natur realisiert angesehen. Geeigneter ist daher gleich von einem rotierenden SL auszugehen, wobei wir noch sehen werden, das dies auch der entscheidende Punkt sein sollte ;), wieso es bei so einem SL zur Implosion kommen könnte.
Wikipedia: Roy Patrick Kerr

Zunächst gilt auch hier, das ein Sl nur Masse aufnehmen kann.
(ausgenommen Abgabe in quantenartigen Portionen, über nahezu ewigen Zeitraum*,oder s. **).
Das der EH eines SL eigentlich "nur" grösser werden kann.
(was sich dennoch in unserem Modell Mainstream gerecht einschränken lässt)
Das der Drehimpuls eines SL, zunehmen oder abnehmen kann.
(Zunahme, zB. bei Beschleunigung durch nahezu lichtschnell einfallende Objekte geeigneter Massen oder Gravitationsbeschleunigung anderer schnell drehender/bewegender Objekte und vice versa kann es somit auch zur Entschleunigung kommen)
Das in der Natur nur unsichtbare Singularitäten realisiert sein sollten, da sie von einem EH umgeben werden, der sozusagen unabdingbar mit der ""Masse"" der Singularität verknüpft ist.

Um nicht zu lang zu werden...
... nehmen wir nun ein hypothetisches Kerr-SL, mit sagen wir 5 Sonnenmassen, das sehr langsam, im "statistischen Minimum", rotiert. Der Ereignisshorizont dieses K-SL dürfte ungefähr dem Radius von 14,..... Km entsprechen. (was auch ungefähr einem nicht rotierenden Schwarzschild-SL/EH nahe kommt).

Zum anschaulichen Vergleich eines Schwarzschild-SL, nun aber mit einem im Maximum rotierenden Kerr-SL, "in 4 dimensionaler Raumzeit".

Hier findest du, wie immer gerne bei Müllers, weitere Erklärungen, auf die aus Zeitgründen hier nicht eingegangen werden soll. http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/astro_sl_eig.html#eig

Zum theoretisch möglichen Implosionszenario, eines K-SL.
Gehen wir also von diesen theoretischen 5 Sonnemassen schweren SL aus und betrachten uns mal einen denkbaren "Spezialfall", der imo auch laut Einsteins Vorgaben möglich sein müsste.

Wie wir ja bereits festgestellt haben, sollte der EH eines SL nicht kleiner werden, aber wie wir drüber sehen, wird er es doch, und zwar dann wenn das zunächst langsam rotierende SL (zB. durch "reine Gravitationsbeschleunigung"), von einem anderen Objekt noch stärker in Drehrichtung beschleunigt würde.

Für einen hypothetischen äusseren Betrachter würde zuerst folgendes passieren (s. Begriff Implosion ob. Wikki), die Ergosphäre, mit ihm der EH (Schwarze Fleck), würde stetig kleiner, umso schneller das SL rotierte. Der EH würde letzendlich auf einen kleinen Teil seiner ursprünglichen Ausdehnung schrumpfen, und das nicht nur optisch. Im Vergleich.... Implosion>>... "ist der plötzliche Zusammenbruch eines Objekts"... . Bis dahin (s. Kerr = a = 0.99 m), wäre erstmal Schluss, in der 4 dimensionalen RZ zumindest, aber nicht in theoretisch möglichen, höher dimmensionalen Lösungen der Einsteinschen allg. Relativitätstheorie!!!..der wir ja den gesamten "Schlamassel" (scherzhaftes..haha... wird schon am rechten Ort ankommen ) erstmal zu verdanken haben.

Weiterhin, könnte der EH solange schrumpfen bis folgende Szenarien hintereinander eintreten....zunächst das...
Black branes and blackfolds: Revealing new study on black holes
http://www.rdmag.com/news/2012/12/black-branes-and-blackfolds-revealing-new-study-black-holes (Archiv-Version vom 30.04.2013)
...Black Braine Szenario.
Wobei sich der EH in Streifen zieht, die nun wieder mehr RZ einzunehmen "scheinen" als der vorher geschrumpfte EH..

Gefolgt von thermodynamischen Überlegungen und etc.........
6 Death by fragmentation

Therefore in the following we will consider the instability of the ultra-spinning
higher-dimensional black holes from the simple point of view of the entropy arguments presented
in ref. [6]. That is, we wish to compare the horizon area of an ultra-spinning black hole to that
of a plausible final state. Whenever the total final horizon area is larger than the area of the
initial black hole, we take it as an indication of an instability.
We examine the possibility that the ultra-spinning black hole..... breaks apart into two identical
black holes... carrying away the spin as orbital angular momentum.

Hier ein interessantes Paper dazu...
Instability of Ultra-Spinning Black Holes
Roberto Emparan1 and Robert C. Myers2
http://arxiv.org/pdf/hep-th/0308056v2.pdf

Imo, all dies entspricht in Analogie einem Implosionszenario...
-> schrumpfen des Objektes... auf Grund "stabilitätverlsutes"..
-> Ausdehnung/Verdünnung/Fragmentierung seiner Bestandteile in den Raum*** (RZ)
-> mit einhergehende etwaige Erhaltungssätze... etc..
Siehe auch Ansatz B im Paper***.
B Death by radiation

Wie auch immer...
Da der EH unweigerlich mit dem SL verknüpft/durch diesen bedingt ist (verbotene Nackte Singularität), sehe ich hier rein hypothetisch, keinen Anlass dazu ein SL-Implosionszenario auszuschliessen...

LG und entschuldige bitte die sicher zu lang gewordene Post...
Z.

@kitty989088
Srry hier noch ein von mir vergessener Zusatz bzgl. .....Vergleich des EH der SL...

Die Abbildung oben stellt die beiden Extremfälle gegenüber: die Schwarzschild-Lösung (links) beschreibt nicht rotierende, also statische, Schwarze Löcher. Rechts daneben ist die maximal rotierende Form eines Schwarzen Loches, die extreme Kerr-Lösung, illustriert. In der Gegenüberstellung wurden gleiche Massen für die beiden Typen Schwarzer Löcher angenommen.

Wichtig für das Verständnis des Vergleiches... ups ;)
LG Z.

@z Problem bei deiner Betrachtung ist nur das nackte Singularitäten keineswegs Ausgeschlossen sind und bereits theoretisch mehrmals Bestätigt wurden. Ob sich praktisch auch gefunden werden steht natürlich in den Sternen.

Auch wenn es nicht direkt zum Tread gehört muss man auch mal festhalten das auch noch überhaupt nicht bewiesen ist ob Singularitäten überhaupt (immer) "Schwarze Löcher" sind oder ob es sich um "Schwarze Sterne" handelt bei der die Abstossungkraft der Vakuumpolarisation, die über alle Grenzen der Gravitationanziehung wachsen kann, den Kollaps für immer verhindert.
Oder wenn man nach der Schleifen Quantengravitaion geht gar kein Punkt unendlicher Dichte ensteht sonder ab der Plankdichte die Gravitation abstossend wirkt wie ein voller Schwamm.

@LooR
Hi Loor, herzlich willkommen im Forum ;)

Ich sehe hier vorerst keine derartigen Probleme. Nach gängiger Auffassung, sind nackte Singularitäten "erstmal" verboten, Penrose etc.. Und da es sich hier um die Frage "können Schwarze Löcher..." dreht, habe ich diese auch behandelt. Mal abgesehen davon das wir diese Art der Singularität ja mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit schon beobachten. Indirekt, weil sie eben Schwarz sind... ;)

Dein Einwand, der zeigt das die Theorien um solche Objekte natürlich variieren, ist allerdings gerechtfertigt. Bsp. Gravasterne und etc. etc.

Mir ging es hier hauptsächlich darum, den Kunstgriff aufzuzeigen, wie man Geometrisch fluiddynamische Betrachtungen solcher Objekte, mit Thermodynamischen Überlegungen verbinden kann. Insofern von der Geometrie zur Thermodynamik eine Brücke zu schlagen... Dies halte ich für einen äusserst interesanten, lehrreichen Weg... die Sache zu betrachten. Und da ich selbst schon "einige Zeit" mit Überlegungen zu möglichen Implosionsszenarien von SL verbracht habe, wollte ich mal zeigen wie das funktionieren könnte.

Noch Fragen zum Beispiel!?

LG und einen spannenden Aufenthalt in Allmy.... wünsch ich Dir..
Z.

Ob schwarze Löcher implodieren können, weiss ich nicht.
Soweit ich mal gelesen habe, können sie verdampfen, was uns wie eine explosion vorkommen würde.

Was micht vielmehr interessiert, ist was sich in einem schwarzen Loch befindet o.o

@darkmaxim
Also, ein "schwarzes Loch" entsteht ja, wenn eine (größere Sonne als
unsere) eine kritische Masse überschreitet (weiß jetzt nicht um wieviel,
zu faul zum Googeln).Naja auf jeden Fall kollabiert diese, in dem sie
sich zunächst aufbläht, ihre Außenhülle abstößt und der Rest in sich
zusammenstürtzt und zu einem Neutronenstern wird.

Wenn nun auch dieser kollabiert und in sich zusammenstürtzt, ent-
steht ein "schwarzes Loch". Folglich (so denke ich mir) sind in einem
"schwarzen Loch" die komprimierten Überreste des Neutronensterns.

Von daher kann ich mir nicht vorstellen, wie manche darauf kommen,
es seien Übergänge zu anderen Universen, oder was weiß ich. Für mich
befinden sich da die komprimierten Überreste eines Neutronensterns
und eben, was das "schwarze Loch" im Laufe der Zeit alles "verschluckt"
hat.

@der-Ferengi
Das mit der Entstehung von SL, die du erwähnst, ist nur eine Art wie SL, recht spät in der Zeit, entstehen können. SL können auch ohne einen "Umweg" direkt aus "Staub" und Gasen entstehen... etc. Dann, ist man zu sehr in "Materie" Interpretationen verhaftete, über sieht man die Potentiale der RZ, die auch ohne Materie und übliche Energien gegeben ist....apropo Einstein- Rosen- Brücke.
G.

@Z.

Z. schrieb:... SL können auch ohne einen "Umweg" direkt aus Staub und Gasen entstehen...etc.

Naja, ich weiß es halt nur noch so ungefähr aus meinerP.M.-Zeit in
den 1970'ger Jahren. :)

@der-Ferengi
Kein Problem... kennst mich ja, immer das letzte Wort und so... :D
Lieben Gruss

kitty989088 schrieb am 20.03.2013:Können schwarze Löcher implodieren, indem sie so groß sind , dass sie wieder in sich zusammenfallen und es schwarze Löcher mit der Masse von tausenden schwarzen Löchern gibt. Und können diese dann auch wieder zusammenfallen ?

Es gibt keine obere Masse Grenze für ein Schwarzes Loch, dahingehende Überlegungen haben sich als falsch herausgestellt. Der Durchmesser eines Schwarzen Loches, ist der doppelte Schwarzschild Radius; r = 2GM/c² ; d = 2r = 4GM/c²

c und G sind Naturkonstanten, also wird der Durchmesser eines Schwarzen Loches alleine von seiner Masse M festgelegt, wobei Durchmesser und Masse sich hier tatsächlich linear zueinander verhalten, da der Quotient d/M = 4G/c² konstant ist.

Ein schwarzes Loch selbst ist bereits ein totaler Gravitationskollaps, einen gesteigerten Zustand gibt es nicht.

''Schwarze Löcher können Materie und Licht verschlingen bzw. komprimieren und somit unsichtbar machen''
''Was sich im Inneren befindet oder was passiert, wenn ein Raumschiff in ein Schwarzes Loch eindringen würde (Stichwort Zeitreise), kann nur vermutet werden.'' (http://schwarzesloch.net/)

In folge dessen befindet sich in einem Schwarzem Loch für mich allen Falls die Materie und das Licht, dass es verschlingt. Das es sich dabei um Zugänge zu anderen Galaxien enthält, schließe ich aus. Natürlich könnte es möglich sein, denn man weiß es nicht, aber ich halte diesen Gedanken einfach für zu fiktiv.

Für eine Implosion müssen das Objekt betreffend aussen ein höherer Druck sein als im Inneren.
Welchen Druck gibt es im freien Raum ???

kitty989088 schrieb am 20.03.2013:Können schwarze Löcher implodieren, indem sie so groß sind , dass sie wieder in sich zusammenfallen und es schwarze Löcher mit der Masse von tausenden schwarzen Löchern gibt. Und können diese dann auch wieder zusammenfallen ?

man kann sie zufallsimvorbeigehenfalls mal stopfen. dann sind se weg.

@mathematiker

mathematiker schrieb:Es gibt keine obere Masse Grenze für ein Schwarzes Loch, dahingehende Überlegungen haben sich als falsch herausgestellt.

Hast du eine Quelle für diese Information? Die aktuellste Publikation, die ich zu diesem Thema finden konnte, spricht gerade vom Gegenteil, ist jedoch bereits fünf Jahre alt:

http://arxiv.org/abs/0808.2813

@SKEPTIKER123

Wikipedia: Supermassives Schwarzes Loch#Supermassereiche Schwarze L.C3.B6cher

Steht sogar schon auf Wiki, wobei auf die beiden Wissenschaftler, im von Dir verlinkten Paper, eingegangen wird. Gegenbeispiele haben schlichtweg die Hypothese unhaltbar gemacht.

@mathematiker

Interessant, dass der englische Wikipedia-Artikel hier dem deutschen Artikel hinterherhinkt. So recht sehe ich jedoch nicht, wo das Modell nun widerlegt werden soll: Natarajan und Treister sprechen von einer Größenordnung von 10 Milliarden Sonnenmassen. Wenn man in der Astronomie und Astrophysik von einer Größenordnung spricht, werden Abweichungen um einen Faktor zwei, drei oder sogar fünf (je nach Fachrichtung) ohne weiteres akzeptiert. Solange also kein Gegenbeispiel in einer Größenordnung von 50 oder 60 Milliarden Sonnenmassen vorliegt, sehe ich das Modell nicht unbedingt als widerlegt an. Persönlich bin ich jedoch definitiv nicht der kompetenteste Ansprechpartner was die ART und Schwarze Löcher betrifft.

@SKEPTIKER123

So recht sehe ich jedoch nicht, wo das Modell nun widerlegt werden soll: Natarajan und Treister sprechen von einer Größenordnung von 10 Milliarden Sonnenmassen. Wenn man in der Astronomie und Astrophysik von einer Größenordnung spricht, werden Abweichungen um einen Faktor zwei, drei oder sogar fünf (je nach Fachrichtung) ohne weiteres akzeptiert. Solange also kein Gegenbeispiel in einer Größenordnung von 50 oder 60 Milliarden Sonnenmassen vorliegt, sehe ich das Modell nicht unbedingt als widerlegt an. Persönlich bin ich jedoch definitiv nicht der kompetenteste Ansprechpartner was die ART und Schwarze Löcher betrifft.

Tja, dass ist das Schöne wenn man als Wissenschaftler von "Größenordnung" spricht, der Begriff ist subjektiv, dass lässt explizit in diesem Beispiel noch Raum für gewisse "Abweichungen".
Insbesondere sieht die ART keinerlei Grenze für die Masse eines Schwarzes Loches vor, auch mit dem Mechanismus den die beiden Wissenschaftler vorhersagten, dieser behindert lediglich den Massestrom in ein Schwarzes Loch, was keineswegs impliziert, dass das theoretische Konzept "Schwarzes Loch" eine Massegrenze aufweist, dass geht nicht aus der Theorie hervor.

SKEPTIKER123 schrieb:Interessant, dass der englische Wikipedia-Artikel hier dem deutschen Artikel hinterherhinkt.

Ist meiner Erfahrung nach bei gewissen Themengebieten häufig so. Es gibt jedoch auch jede Menge Artikel in deutschen Wiki, die häufiger aktualisiert werden müssten.