Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Hawking-Strahlung
Hallo,
ich habe immer noch ein Verständnisproblem mit der Hawkingstrahlung von Schwarzen Löchern, die ja ungefähr so erklärt wird:
Bei Bildung eines Teilchen/Antiteilchen-Paares direkt außerhalb des Ereignishorizontes eines SL wird ein Teilchen in das SL gezogen, das andere kann entfliehen. Da die Paarbildung im Schwerefeld des SL stattfand, wird dem SL Masse entzogen (sonst würde das SL ja schwerer werden, da es ein Teilchen gewinnt).
Frage:
Gilt das auch für Paarbildungen weit außerhalb des SL, also viele Lichtjahre vom SL entfernt? Zumindest theoretisch, wenn auch sehr unwahrscheinlich, könnten solche Teilchen (aus Paarbildungen weit weg vom SL) ins SL fallen, während das andere Teilchen dem restlichen Universum zur Verfügung steht.
Wenn man es sich genau überlegt, sind ja alle Paarbildungen im Schwerefeld aller SL, Sterne und Planeten, da die Schwerkraft unendlich weit wirkt. Dann kann doch aber die Erklärung oben nicht stimmen und das SL müsste an Masse gewinnen und nicht verlieren, oder?
Und noch ein Gedankenexperiment:
Angenommen man hat zwei SL, die sich in engem Abstand umkreisen. Genau zwischen den beiden Ereignishorizonten enstehen durch Paarbildung Teilchen, wobei das eine Teilchen in das eine SL und das andere Teilchen in das andere SL fällt. Verlieren jetzt beide SL an Masse und wenn ja wie viel? Oder gewinnen beide SL an Masse?
Grüße, Blacky
Frage:
Gilt das auch für Paarbildungen weit außerhalb des SL, also viele Lichtjahre vom SL entfernt? Zumindest theoretisch, wenn auch sehr unwahrscheinlich, könnten solche Teilchen (aus Paarbildungen weit weg vom SL) ins SL fallen, während das andere Teilchen dem restlichen Universum zur Verfügung steht.
Wenn man es sich genau überlegt, sind ja alle Paarbildungen im Schwerefeld aller SL, Sterne und Planeten, da die Schwerkraft unendlich weit wirkt. Dann kann doch aber die Erklärung oben nicht stimmen und das SL müsste an Masse gewinnen und nicht verlieren, oder?
Nach der gängigen Erklärung erfolgt die Separierung virtueller Teilchen/Antiteilchen Paare am Ereignishorizont eines schwarzen Loches, weil keine Annilihation passiert, sobald die beiden Teilchen durch diesen getrennt sind. Bei Sternen und Planeten gibt es einen solchen Prozess nicht. Dort treten zwar auch Gezeitenkräfte auf, sie sind aber zu schwach um Teilchenpaare effektiv auseinander zu zerren.
Und noch ein Gedankenexperiment:
Angenommen man hat zwei SL, die sich in engem Abstand umkreisen. Genau zwischen den beiden Ereignishorizonten enstehen durch Paarbildung Teilchen, wobei das eine Teilchen in das eine SL und das andere Teilchen in das andere SL fällt. Verlieren jetzt beide SL an Masse und wenn ja wie viel? Oder gewinnen beide SL an Masse?
Meine Vermutung ist, das SL an dessen EH die reellen Teilchen entstanden sind verliert Masse, das andere benachbarte nimmt an Masse zu, sobald das 2. Teilchen dessen EH überquert. In der Realität dürften die Gravitationsfelder benachbarter schwarzer Löcher allerdings extrem deformiert sein. Wahrscheinlich gibt es Simulationen,
Gruß, Timm
Hi Timm,
Danke für die Antwort.
So ganz kapier ich es noch nicht.
Man könnte ja anstatt Schwarzer Löcher auch Neutronensterne nehmen, da müsste es im Prinzip genauso funktionieren, auch wenn sie keinen Ereignishorizont haben.
Und was heißt am Ereignishorizont? Ab welchem Abstand ist ein Paarbildung nicht mehr am Ereignishorizont? Das ist alles so schwammig.
Auch das häufige Argument, dass die Paarbildung im Schwerefeld des SL passiert und deswegen das SL an Masse verliert, verstehe ich nicht. Es passieren doch andauernd Paarbildungen überall ohne den Einfluss Schwarzer Löcher. "Wem" wird in diesem Fall Masse entzogen?
Ich kann irgendwie nicht glauben, dass beim Hineinfallen eines Teilchens in ein SL das SL an Masse verliert! Ich behaupte - natürlich ohne mathematische Grundlage - dass ein SL an Masse gewinnt, egal ob es ein Teilchen von ein Paarbildung bekommt oder ein "normales" Teilchen.
Kurz gesagt, ich zweifle Hawkings an!
Grüße, Blacky
PS. Hat man eigentlich überhaupt schon Teilchen von einer Paarbildung aus der Vakuumfluktuation direkt gemessen? Vielleicht gibt es die gar nicht, auch nicht virtuell und der Casimir-Effekt ist ganz anders erklärbar? Und dann verdampfen auch keine SL.
Hi everybody,
Nach der gängigen Erklärung erfolgt die Separierung virtueller Teilchen/Antiteilchen Paare am Ereignishorizont eines schwarzen Loches, weil keine Annilihation passiert, sobald die beiden Teilchen durch diesen getrennt sind. Bei Sternen und Planeten gibt es einen solchen Prozess nicht. Dort treten zwar auch Gezeitenkräfte auf, sie sind aber zu schwach um Teilchenpaare effektiv auseinander zu zerren.
Ich denke, das ist keine "ja" oder "nein"-Antwort, sondern ist eine Frage nach Wahrscheinlichkeiten und Häufigkeiten. Zur Entstehung der Hawking-Strahlung braucht es wohl die Photonen der Hintergrundstrahlung, die bei Vorhandensein eines externen Feldes, mit dem Energie und Impuls ausgetauscht werden kann, in ein reelles Elektron-Positron-Paar annihilieren können. Also ist auch ein externes Feld gefordert - hier gravitativer Natur.
Die Grundvoraussetzungen, dass so ein Prozess stattfinden kann, dürften somit auch bei einem Planeten gegeben sein. Ich nehme an, dass es vorkommt, dass gelegentlich mal ein Elektron auf die Erde fällt und ein Positron ins All entweicht oder umgekehrt. Allerdings ist das Erdfeld sicher zu schwach, um von "Strahlung" sprechen zu können.
Gruß,
Uli
Hallo Blacky!
Aufgund der Energie-Zeit-Unschärfe
http://upload.wikimedia.org/math/7/8/1/7817d5b8b79251ca3dbb515c672042da.png
gibt es so genannte Vakuumfluktuationen. Dabei können Teilchenpaare (Teilchen-Antiteilchen) von an sich beliebiger Energie entstehen mit der "Auflage", dass sie in der Zeit:
∆t=h/∆E
einander wieder vernichtet haben (annihiliert sind). Die Energiebilanz über die Zeit ∆t muss Null bleiben. Diese Teilchenpaare werden auch virtuelle Teilchen genannt, solange sie virtuell sind, habe sie keine "echte" Masse. Die Energie dafür wird dabei zuerst dem Vakuum "entliehen" und dann wieder "zurück gegeben". Wenn nun so etwas in der Nähe des Ereignishorizontes (EH) eines SL's passiert, dann könnte eines der Teilchen das EH durchqueren. Wenn das geschieht, dann können sie nicht mehr einander vernichten, denn so ein EH ist eine Einbahnstrasse, die Teilchen sind aus virtuellen zu reelen geworden. Die beim Vakuum "ausgeliehene" Energie muss aber dennoch "zurückgezahlt" werden, und das geht auf Kosten der Masse des SL's. Du weisst ja, Masse=Energie.
E=mc^2
Da zwei Teilchen mit "echter" Masse ausgestattet werden mussten, aber nur eins davon in's SL gegangen ist, ist das SL insgesamt leichter geworden.
Man könnte ja anstatt Schwarzer Löcher auch Neutronensterne nehmen,
Nein. Die Einbahnstrasse - EH, ist entscheidend.
Und was heißt am Ereignishorizont? Ab welchem Abstand
Hängt von der Energie der Teilchen ab. Je leichter die Teilchen, desto weiter vom EH können sie entstehen und den Effekt dennoch verursachen. imho
"Wem" wird in diesem Fall Masse entzogen?
Niemandem. Solange die Teilchen virtuell bleiben, brauchen sie keine externe "Energiequelle" (glaube ich).
PS. Hat man eigentlich überhaupt schon Teilchen von einer Paarbildung aus der Vakuumfluktuation direkt gemessen?
Wie du jetzt vermutlich/hoffentlich siehst, kann man solche Teilchen nicht so Messen, wie man bsw. einen Elektron misst. Casimir-Effekt hast du schon genannt. Vor ein paar Jahren wurden in den USA ca. 100 Elektron-Positron Paare aus dem Vakuum "repliziert"/"realisiert".
Soweit mein begrenztes Wissen zu der Sache. :)
Gruss, Johann
Hi.
Ich denke auch, daß die Hintergrundstrahlung die Quelle sein müßte.
Und damit würde das SL selbst durch die Hawkingstrahlung keine Masse verlieren, sondern es würde einfach nur weniger aus der Hintergrundstrahlung akkretien als es bei ausbleibender Paarbildung der Fall wäre.
(Anm.: Es gibt keine stabilen schwarzen Löcher mit wesentlich weniger als der vierfachen Sonnenmasse, aber nicht weil kleinere SLs durch Hawkingstrahlung zerstrahlen, sondern weil sie mangels Gravitation gar nicht erst entstehen.
Die ganze Diskussion um Mini Black Holes, die im LHC entstehen und womöglich irdische Materie akkretieren sollen, ist obsolet.)
Gruß Jogi
Ich denke, das ist keine "ja" oder "nein"-Antwort, sondern ist eine Frage nach Wahrscheinlichkeiten und Häufigkeiten. Zur Entstehung der Hawking-Strahlung braucht es wohl die Photonen der Hintergrundstrahlung, die bei Vorhandensein eines externen Feldes, mit dem Energie und Impuls ausgetauscht werden kann, in ein reelles Elektron-Positron-Paar annihilieren können. Also ist auch ein externes Feld gefordert - hier gravitativer Natur.
Die Grundvoraussetzungen, dass so ein Prozess stattfinden kann, dürften somit auch bei einem Planeten gegeben sein. Ich nehme an, dass es vorkommt, dass gelegentlich mal ein Elektron auf die Erde fällt und ein Positron ins All entweicht oder umgekehrt. Allerdings ist das Erdfeld sicher zu schwach, um von "Strahlung" sprechen zu können.
Braucht man tatsächlich Hintergrund Photonen? In diesem Zusammenhang ist mir nur bekannt, daß diese Photenen den Massenverlust kompensieren.
Meines Wissens ist bei genauerer Betrachtung der Unruh-Effekt ausschlaggebend. Die diesem Effekt zugrunde liegende thermische Strahlung wird in der Nähe des Ereignishorizonts teils verschluckt, teils entweicht sie. Da dieser Effekt von der Beschleunigung abhängt, strahlen kleine schwarze Löcher stärker. Planeten haben keinen Ereignishorizont. Wie sollte da Hawking-Strahlung entstehen?
Hawking hat Rechnungen angestellt. Möglicherweise ist aber Vorsicht angebracht, denn die für dieses Thema zuständige Theorie der Quantengravitation gibt es noch nicht,
Gruß, Timm
Braucht man tatsächlich Hintergrund Photonen? In diesem Zusammenhang ist mir nur bekannt, daß diese Photenen den Massenverlust kompensieren.
Meines Wissens ist bei genauerer Betrachtung der Unruh-Effekt ausschlaggebend. Die diesem Effekt zugrunde liegende thermische Strahlung wird in der Nähe des Ereignishorizonts teils verschluckt, teils entweicht sie. Da dieser Effekt von der Beschleunigung abhängt, strahlen kleine schwarze Löcher stärker. Planeten haben keinen Ereignishorizont. Wie sollte da Hawking-Strahlung entstehen?
Hawking hat Rechnungen angestellt. Möglicherweise ist aber Vorsicht angebracht, denn die für dieses Thema zuständige Theorie der Quantengravitation gibt es noch nicht,
Gruß, Timm
Ja, Timm - du solltest meine Bemerkungen mit Skepsis aufnehmen. Ich habe da vielleicht zu sehr die QED vor Augen, die ich mal oberflächlich gekannt habe. Dort gibt es Paarerzeugung nur aus einem Photon und ich meine, mal gelesen zu haben, dass die Photonen der Hintergrundstrahlung bei der Hawkingstrahlung diesen Part übernehmen. Da ich jetzt auf Anhieb keinen entsprechenden Hinweis "er-googeln" konnte, bin ich doch etwas verunsichert.
Vermutlich ist es mit der Analogie zur QED nicht so weit her. Es wurde hier ja auch zurecht die Frage gestellt, wie das Schwarze Loch Masse verlieren kann, obwohl ein Teilchen hineinfällt. Dass das so ist, zeigt, dass das ins schwarze Loch fallende Teilchen gar nicht reell wird. Es hat offenbar eine negative Masse; es muss sich also um ein virtuelles Teilchen handeln, das sich nicht auf seiner Massenschale aufhält. Ich denke nun eher, es ist so, wie du sagst: der Ereignishorizont selbst ist für die Trennung des virtuellen Paares erforderlich und kein externes Photon.
Es fällt also ein virtuelles Teilchen negativer Masse in ein Schwarzes Loch. Wenn so etwas jemand aus dem Forum hier gesagt hätte, hätte ich heftig widersprochen. Ehrlich gesagt, die Hypothese der Hawking-Strahlung erscheint mir jetzt doch noch gewagter zu sein als ich bislang gedacht hatte - so ganz ohne die Basis einer funktionierende Quantenfeldtheorie der Gravitation zu haben. Aber was weiss ich schon ?
Danke für den Denkanstoss, Timm !
Gruß,
Uli
Ja genau, die Paarbildung virtueller Teilchen ist unabhängig von der Hintergrundstrahlung, sie entsteht nur aus den Fluktuationen der Vakuumenergie. Das ist jedenfalls die gängige Theorie. Zurzeit ist der Effekt der Massenzunahme bei astronomischen SLs durch die Hintergrundstrahlung viel größer als die Massenabnahme durch die Hawkingstrahlung (sofern es sie gibt).
Der Gedankengang mit der negativen Masse ist interessant. Welche Masse hat dann das entweichende Teilchen, auch negative? Und was passiert, wenn es auf ein "normales" Teilchen trifft? Ich kann mich nicht erinnern in der Literatur jemals davon gelesen zu haben, dass virtuelle Teilchen negative Masse haben.
Und wenn das stimmt, dann ist das wiederum noch nie gemessen worden und eine vollständige Theorie dazu gibt es dazu sicherlich auch nicht.
Das mit dem Unruh-Effekt klingt auch interessant, ist mir aber auch zu hoch. Am liebsten würde ich mal Hawkings direkt fragen, aber dann würde ich die Antwort wohl nicht verstehen (vielleicht lautet sie ja 42 :-).
Zur Bemerkung von JoAx: "Die beim Vakuum "ausgeliehene" Energie muss aber dennoch "zurückgezahlt" werden, und das geht auf Kosten der Masse des SL's"
Genau das ist mein Problem: Warum geht das auf Kosten des SLs? Warum nicht auf Kosten des Rests des Universums? Oder werden beide leichter, das SL und der Rest der Welt? Die Energie zur Paarbildung der virtuellen Teilchen wird ja vom Vakuum geliefert, nicht vom SL. Das Gravitationsfeld des SL trennt sie nur.
Ich glaube ich muss mich reseten, indem ich mich in die Falle haue.
Gute Nacht, Blacky
Es fällt also ein virtuelles Teilchen negativer Masse in ein Schwarzes Loch. Wenn so etwas jemand aus dem Forum hier gesagt hätte, hätte ich heftig widersprochen.
na da hatte ich ja damals Glück, das Du mein Uraltpost dazu nicht gelesen hattest, Uli:
Energie kann nicht aus dem Nichts entstehen und auch nicht ins Nichts verschwinden. Energieerhaltung halt!
Die Summe der Energie von virtuellen Paaren ist daher Null. Ein Partner hat positive Energie der andere Partner negative Energie.
Um sich vom Gravitationszentrum zu entfernen ist positive Energie zuzuführen umgekehrt wird positive Energie frei.
Wenn ein virtuelles Paar am SL entsteht und sich ein Partner vom SL entfernt gewinnt dieser Partner positive Energie (auch wenn's der Partner ist der negative Energie hatte). Im Ergebnis hat dieser Partner der sich entfernte dadurch immer positive Energie (Masse).
Bei dem Partner der ins Loch fällt wird Energie frei und dieser "verliert" dabei immer soviel Energie(auch wenn's der Partner ist der positive Energie hatte) das er im Ergebnis immer negative Energie (Masse) hat.
Die Energiebilanz beider Partner ist dabei immer Null! Energieerhaltung!
Der entkommene Partner mit seiner im Ergebnis immer positiven Masse wird real und messbar. Er kommt vom SL und wir denken das SL strahlt.
Der eingefangene Partner mit seiner im Ergebnis immer negativen Masse verringert entsprechend die Masse des SL. Das SL wird leichter und kleiner.
Hawking spricht von virtueller Paarbildung, die kommt von keinem Photon sondern aus dem Nichts. Deshalb muß hier beim Paar die Gesamtenergie null sein.
Im SL ist keine neg.Energie/Masse sondern pos.Energie/Masse. Wenn da eine neg.Energie/Masse hineinfällt wird die pos.Energie/Masse des SL nur entsprechend reduziert.
Viele haben da Schwierigkeiten wie das SL Masse verliert wenn etwas hinein fällt ins SL.
Es fällt aber negative Masse(nach Hawking) ins SL und dadurch reduziert sich die positive Masse des SL eben.
Die Differenz erscheint im entkommenen (positive Masse), nun reell gewordenem virtuellen Partner.
Deshalb haben auch die Meisten Probleme damit, die Hawking-Stahlung am SL zu verstehen. Das Verständnis geht hier auch nur über negative Energie.
Gruß EMI
PS: @Jogi, mit Hintergrundstrahlung hat das nichts zu tun.
Große SL's zerstrahlen langsamer als kleine.(wenn Hawking recht hat)
okay, negative Masse....
Daran muss ich mich erst gewöhnen.
Ich dachte, es entstehen einfach ein Teilchen und ein Antiteilchen mit einer bestimmten (positiven) Masse. Die Energie dazu wird vom Vakuum kurzzeitig zur Verfügung gestellt. Die Gravitationskraft des SL schafft es, die beiden Teilchen zu trennen und sie können sich nicht mehr annihilieren. Dadurch werden sie real.
Nur weil ein (vorher virtuelles) Teilchen ins SL fällt, wird doch die Masse nicht negativ.
Aber wenn es Hawking sagt, wird es wohl stimmen...
okay, negative Masse....
Daran muss ich mich erst gewöhnen.
EMI hat es denke ich gut dargestellt.
Du kannst auch beim Terminus Energie bleiben. In Kurzform, dem Vakuum wird positive und gleich viel negative Energie entnommen, sodaß die Bilanz stimmt. Der Ereignishorizont übernimmt deren Separierung. Im Ergebnis werden positive und negative Energie raumartig voneinander getrennt und die Masse/Energie des SLes sinkt entsprechend.
Negative Energie ist in der Quantentheorie nicht unbekannt, s. Casimir-Effekt. Nimmt man für die Vakuumenergie den Wert Null an, so ist die Energie zwischen den beiden Platten (die in diesem Beispiel die Separierung übernehmen) negativ. Letzlich führt also die Bildung einer Differenz zur Annahme einer negativen Energie. Die Energie ist zwischen den Platten geringer als außerhalb,
Gruß, Timm
Nur weil ein (vorher virtuelles) Teilchen ins SL fällt, wird doch die Masse nicht negativ.
Eben doch Blacky,
das hat was mit Potential zu tun.
Nicht nur beim SL ist das so, auch bei der Bindung im Atomkern, die Bindungsenergie ist da negativ.
hier mal ein naives Gedankenspiel zum Verständnis der "neg.Energie".
Zwei Kugeln(Kern a und Kern b) liegen aufeinander. Beide Kugeln sind Kern c.
Nun "hebt" man eine Kugel an, dazu benötigt man pos.Energie.
Fällt die Kugel zurück wird diese Energie wieder frei, liegen die Kugeln wieder aufeinander ist diese Energie wieder Null.
Beide Kugeln aufeinander wäre der klassische Fall:
Ea + Eb = Ec
Gemessen hat man aber:
Ea + Eb > Ec
Wie kann man sich das mit den Kugeln klarmachen?
Wir heben wieder an = pos.Energie
Wir lassen fallen, berühren sich die Kugeln E = 0
Nun stellen wir uns vor, die Kugeln durchdringen sich etwas bevor sie zum Stillstand kommen. Sie fallen also etwas weiter(über E=0 hinaus).
Entfernt E = positiv
Berührt E = Null
Etwas Durchdrungen E = negativ
Ea + Eb + (-E"durchdrungen") = Ec
Die "Durchdringung" ist die Bindungsenergie.
Um die "Durchdrungenen" Kugeln wieder auf die Berührungshöhe zu heben benötigt man pos.Energie.
-E"durchdrungen" + E"anheben" = E"berührung" = Null
Es wurde gemessen, dass die Energie(Masse) der Ausgangskerne a+b größer ist wie die Energie(Masse) des Endkerns c:
Ea + Eb > Ec
Seit Einstein wissen wir warum und können schreiben:
Ea + Eb + (-Ebindung) = Ec
Die Bindungsenergie pro Nukleon ist:
(-Ebindung/N) mit N=Nukleonenanzahl.
1. Daraus folgt für die Kernspaltung die Differenz:
(-Ebindung(c)/Nc) - (-Ebindung(a+b)/N(a+b)) = +Esp
Die Spaltenergie +Esp wird frei.
2. Daraus folgt für die Kernfusion die Differenz:
(-Ebindung(a+b)/N(a+b)) - (-Ebindung(c)/Nc) = +Efu
Die Fusionsenergie +Efu wird frei.
Es wird in beiden Fällen nicht die Bindungsenergie an sich frei, sondern "nur" die Differenz der verschiedenen Bindungsenergien pro Nukleon.
Gruß EMI
@Jogi, mit Hintergrundstrahlung hat das nichts zu tun.
Ist mir inzwischen auch klar geworden.
Ich hab trotzdem immer noch Probleme mit der Vorstellung von negativer Energie/Masse.
Negative Energie ist in der Quantentheorie nicht unbekannt, s. Casimir-Effekt. Nimmt man für die Vakuumenergie den Wert Null an, so ist die Energie zwischen den beiden Platten (die in diesem Beispiel die Separierung übernehmen) negativ. Letzlich führt also die Bildung einer Differenz zur Annahme einer negativen Energie. Die Energie ist zwischen den Platten geringer als außerhalb,
Man nimmt also nur an, daß die Vakuumenergie=0 ist.
Den Casimir-Effekt kann man aber auch mit positiver Vakuumenergie erklären, wäre für mich plausibler.
@EMI: Ist die Energiebilanz in deinem Universum exakt ausgeglichen?
Steckt die negative Energie, die unserer sichtbaren, positiven Energie gegenüber steht, in den SLs?
Große SL's zerstrahlen langsamer als kleine.(wenn Hawking recht hat)
Ich denke, ein SL zerstrahlt dann, wenn die Dichte des Universums, und damit der Grav.-Energie, einen kritischen Wert unterschreitet (durch Expansion).
Aber dann zerstrahlt das SL schlagartig.
Gruß Jogi
Ich hab trotzdem immer noch Probleme mit der Vorstellung von negativer Energie/Masse.
Dann habe ich mit meinem Erklärungsversuch halt versagt.
Wenn einem Erdgeschoß die Energie Null zugewiesen wird, dann hat die 1. Etage pos.Energie die 2. Etage noch mehr pos.Energie und der Keller halt neg.Energie.
Ist wie mit nem Termometer in °C, pos.Temperatur und neg.Temperatur.
Ziemlich simpel wie ich finde.
@EMI: Ist die Energiebilanz in deinem Universum exakt ausgeglichen?
Steckt die negative Energie, die unserer sichtbaren, positiven Energie gegenüber steht, in den SLs?
Ich habe kein Universum, Jogi.
Nein, die Antimaterie ist mit der Materie gebunden. IMHO
Siehe Farbraum, das gehört nicht in dieses Unterforum.
Mit SL's hat das nichts zu tun.
Ich denke, ein SL zerstrahlt dann, wenn die Dichte des Universums, und damit der Grav.-Energie, einen kritischen Wert unterschreitet (durch Expansion).
Aber dann zerstrahlt das SL schlagartig.
Na dann bist Du schlauer wie Hawking, leg ihm doch deine Vorstellungen mal vor.
Ne, ne Jogi Nix schlagartig. Schön langsam, je schwerer je langsamer zerstrahlt ein SL, wenn überhaupt.
Gruß EMI
Ich denke, ein SL zerstrahlt dann, wenn die Dichte des Universums, und damit der Grav.-Energie, einen kritischen Wert unterschreitet (durch Expansion).
Aber dann zerstrahlt das SL schlagartig.
Der Massenverlust eines SLes durch Strahlung, hängt in erster Linie von der am EH wirksamen Gezeitenkraft ab, Jogi. Diese ist proportional zu 1/M^2, mit M=Masse des SLes. Daher die dramatische Zunahme der Strahlung mit abnehmender Masse.
Es ist allerdings kein Trost, daß man sich am EH pudelwohl fühlen kann, wenn M groß genug ist, denn no return gilt immer,
Gruß, Timm
Man hat eigentlich nur Probleme mit Schwarzen Löchern:
Hawking-Strahlung, Ereignishorizont, Singularität, Informationsproblem.
Man sollte sie abschaffen .-)
Manche tun das sogar, z. B. hier:
http://www.mahag.com/grav/black.php
Danke noch mal für alle Antworten, hat mir viel gebracht.
Grüße, Blacky
Hallo
Die beim Vakuum "ausgeliehene" Energie muss aber dennoch "zurückgezahlt" werden, und das geht auf Kosten der Masse des SL's"
Das Paar mit der positiven Masse entweicht aus dem SL, während das Teilchen mit der negativen Masse in das Loch fällt. Sogesehen verliert das Loch an Masse (Energie), weil eine negative Masse dazuaddiert wird. Die Strahlung entsteht dabei durch das entweichende positive Teilchen (denk ich zumindest).
Hi Timm.
Der Massenverlust eines SLes durch Strahlung, hängt in erster Linie von der am EH wirksamen Gezeitenkraft ab, Jogi. Diese ist proportional zu 1/M^2, mit M=Masse des SLes. Daher die dramatische Zunahme der Strahlung mit abnehmender Masse.
Na, dann müssen die kleinen SLs ja ganz schön kräftig strahlen.
Wo stecken die?
Gruß Jogi
Na, dann müssen die kleinen SLs ja ganz schön kräftig strahlen.
Wo stecken die?
Hallo Jogi,
erst mal ist unklar, ob es überhaupt SL's gibt, große oder kleine.
Zumindest der Mechanismus zu deren Entstehung ist unklar, weil dazu das Pauliprinzip überwunden werden müsste. Aber wie???
Meine Auffassung dazu dürfte ja hier bekannt sein.
Ok, man nimmt an, das es welche in den Galaxiezentren gibt.
Diese Annahme basiert aber nur auf indirekten Messungen!
Egal, wenn es welche geben sollte, werden diese wohl auch strahlen.
In diesem Fall sind alle Mini-SL's längst zerstraht, ergo alle weg.
Gruß EMI
Na, dann müssen die kleinen SLs ja ganz schön kräftig strahlen.
Wo stecken die?
Hi Jogi,
wappne Dich mit viel Geduld. Ein schwarzes Loch mit der Masse der Sonne zerstrahlt nach 10^66 Jahren. Nach den heutigen Vorstellungen müssen 3 Sonnenmassen überschritten werden, damit sich beim Kollaps eines Sterns ein SL bildet.
Gruß, Timm
Schnell zerstrahlen nur die Mini-SLs, die im LHC oder in der Atmosphäre bei Teichenzusammenstößen von sehr hoher Energie entstehen könnten.
Eigentlich müsste man sagen "Angström-SLs", weil sie so winzig klein sein sollen. Wenn es die Hawking-Strahlung gibt, sollen sie nach extrem kurzer Zeit zerstrahlen, nämlich in der Zeit, die ein Photon braucht, um ungefähr ein Angström zurückzulegen.
Die Existenz der Hawking-Strahlung bezweifeln aber einige Wissenschaftler, weil sie nicht fundiert belegt ist. Wenn sie Recht hätten, würden derartige Löcher immer mehr Materie aufnehmen und schließlich sehr groß werden und alles verschlingen. Aber das wäre dann schon längst mit der Erde und allem anderen passiert, weil dann diese Art von Sls, wenn es sie gibt, überall im Universum entstanden sind (und entstehen), besonders nach dem Urknall.
Da das nicht passiert ist, müssen wir auch für die Zukunft keine Angst haben (im anderen Fall müssten wir auch keine Angst haben, weil wir dann nicht da wären :-).
Grüße, Maka
Hi EMI.
erst mal ist unklar, ob es überhaupt SL's gibt, große oder kleine.
Ich fänd's schade, wenn es keine gäbe.
Man kann damit so viel erklären...
Zumindest der Mechanismus zu deren Entstehung ist unklar, weil dazu das Pauliprinzip überwunden werden müsste. Aber wie???
Dazu hab' ich auch 'ne Vorstellung, aber die will ja auch niemand wissen.
Ok, man nimmt an, das es welche in den Galaxiezentren gibt.
Diese Annahme basiert aber nur auf indirekten Messungen!
Sehr richtig.
Auf AC hat Barney mal eine Modellrechnung für eine Galaxie mit klassischer, bzw. ohne singuläre Zentralmasse erstellt.
Hat auch funktioniert.
Egal, wenn es welche geben sollte, werden diese wohl auch strahlen.
In diesem Fall sind alle Mini-SL's längst zerstraht, ergo alle weg.
Mini-SLs sicherlich, aber es müßten noch jede Menge ursprünglich größere da sein, die eben noch nicht vollständig zerstrahlt sind.
Nochmal meine Ansicht:
Ich glaube nicht, daß (kosmische) SLs durch Hawkingstrahlung an Masse verlieren.
Weil mir auch das Konzept der negativen Masse noch völlig unverdaulich ist, genauso wie die negative Temperatur.
Es kommt mir ein wenig so vor, wie das "Sondervermögen" des Bundes, Was nichts anderes ist als Schulden. Geld, das nie existierte.
Wenn man sich aus dem Vakuum Energie "ausborgen" kann, dann hat diese Energie auch existiert, die Natur lässt sich nicht übertölpeln.
Und sie fordert ihre Kredite umgehend und gnadenlos zurück, sie bildet kein "Sondervermögen".
Negative Masse/Energie ist eine (buchhalterische) Folge davon, daß man dem Vakuum keine Energie zugesteht, meiner Meinung nach ein Fehler.
Gruß Jogi
Hi Timm.
Nach den heutigen Vorstellungen müssen 3 Sonnenmassen überschritten werden, damit sich beim Kollaps eines Sterns ein SL bildet.
Ja, die TOV-Grenze.
Ist mir bekannt und auch einleuchtend.
Gruß Jogi
Weil mir auch das Konzept der negativen Masse noch völlig unverdaulich ist...
Negative Masse/Energie ist eine (buchhalterische) Folge davon, daß man dem Vakuum keine Energie zugesteht, meiner Meinung nach ein Fehler.
Hallo Jogi,
demnach ist für dich auch die Nukleonenbindung im Atomkern unverdaulich?:confused:
Mit der Vakuumenergie hat das nichts zu tun, die kann auch positiv sein.
Trotzdem kann ihr ein gleichgroßer pos. und neg.Betrag entliehen werden.
Gruß EMI
demnach ist für dich auch die Nukleonenbindung im Atomkern unverdaulich?:confused:
Nein.
Nukleonen verlieren bei der Kopplung Energie, das ist kein Problem.
Will man die Bindung wieder lösen, muß man mindestens diesen Energiebetrag wieder in den Kern einbringen.
Mit der Vakuumenergie hat das nichts zu tun, die kann auch positiv sein.
Das beruhigt mich doch gleich wieder ein bißchen.
Trotzdem kann ihr ein gleichgroßer pos. und neg.Betrag entliehen werden.
Kann es sein, daß wir uns hier nur um Worte, Begrifflichkeiten streiten?
Wenn ich dem Vakuum negative Energie entleihe, dann stelle ich mir das so vor, daß dafür etwas (positives) aus meiner Welt ins Vakuum verschwindet.
So stellt man sich das vielleicht auch bei der Hawkingstrahlung vor.
Daß positive Energie aus dem Loch abgegeben wird, als Ausgleich der einfallenden negativen.
Aber:
Geht diese positive Energie dann nicht ins Vakuum?
Gruß Jogi
Kann es sein, daß wir uns hier nur um Worte, Begrifflichkeiten streiten?
Wenn ich dem Vakuum negative Energie entleihe, dann stelle ich mir das so vor, daß dafür etwas (positives) aus meiner Welt ins Vakuum verschwindet.
Na Streit sieht anders aus, bei mir zumindest:D
Ich sprach vom gleichzeitigen "leihen" von pos. und neg.Energie.
Da verschwindet nichts, weder im Vakuum noch in deiner Welt Jogi.
Ist wie mit Geld, wenn ich mir von dir gleichzeitig +100€ und -100€ leihe,
ändert sich weder an deinem Konto noch in meiner Börse was.
Gruß EMI
Hi EMI.
Na Streit sieht anders aus, bei mir zumindest:D
Deine aktuelle Entspanntheit ist mir auch schon aufgefallen.
Wir müssen uns doch hoffentlich keine Sorgen machen?:D
Ich sprach vom gleichzeitigen "leihen" von pos. und neg.Energie.
Ach so, sorry, ich war immer noch bei der einseitigen Entlehnung.
Da verschwindet nichts, weder im Vakuum noch in deiner Welt Jogi.
Ist wie mit Geld, wenn ich mir von dir gleichzeitig +100€ und -100€ leihe,
ändert sich weder an deinem Konto noch in meiner Börse was.
Ja, is klar.
'tschuldige, wenn ich penetrant bleibe.
Laut dieser "Theorie" von Herrn Hawking schnappt sich das SL nur den negativen Betrag, den positiven verschmäht es.
Damit (also mit der negativen Masse) neutralisiert es einen entsprechenden Teil seiner eigenen, positiven Masse.
Der "verschmähte", positive Anteil aus der Paarbildung ist dann die Hawkingstrahlung, richtig?
Das SL löst sich massenbilanzmäßig langsam in Wohlgefallen auf, die Hawkingstrahlung jedoch bleibt erhalten.
Sie stammt aber nicht aus dem SL!
Oder?
Gruß Jogi
Deine aktuelle Entspanntheit ist mir auch schon aufgefallen.
Wir müssen uns doch hoffentlich keine Sorgen machen?:D
Wieso Sorgen?
Ohne penetrante Störenfriede zeigt sich halt mein wahrer Charakter.
Friedliebend und harmoniebedürftig.
Richy sein "Psychorechner" attestiert mir zwar einen gewissen Rhythmus, aber keine Sorge, ich habe halt nur -Sir Michael Philipp Jäger- im Rhythmusblut.:D
Laut dieser "Theorie" von Herrn Hawking schnappt sich das SL nur den negativen Betrag, den positiven verschmäht es.
Nein Jogi, da müsste ja das SL bewusst immer nach dem neg.Betrag schnappen.
Das ist es aber, was viele verwirrt bei Hawking.
Ich versuchs noch mal mit Geld, da scheinst Du dich gut mit auszukennen.;)
Zwei Hunderter erscheinen am Ereignishorizont aus dem Vakuum.
1. Fall:
Das SL schappt sich den neg.Hunderter und der pos.Hunderter entkommt.
Diesen Fall versteht man leicht, aber auch hier mus man noch die Potentialänderung betrachten, bevor der neg.Hunderter hinterm Horizont verschwindet.
Der neg.Hunderter wird dabei noch negativer.
-100... -150...-200...-250 schwubs...weg... SL = -250 ärmer.
Der sich entfernende pos.Hunderter wird dabei gleichzeitig noch positiver.
+100...+150...+200...+250 schwubs...reell... Strahlung vom SL mit +250 erscheint.
2. Fall:
Das SL schappt sich den pos.Hunderter und der neg.Hunderter entkommt.
Der pos.Hunderter wird dabei nun negativ.
+100... +50...0...-50 schwubs...weg... SL = -50 ärmer.
Der sich entfernende neg.Hunderter wird dabei gleichzeitig positiv.
-100...-50...0...+50 schwubs...reell...Strahlung von SL mit +50 erscheint.
Jetzt klarer Jogi??
Das SL löst sich massenbilanzmäßig langsam in Wohlgefallen auf, die Hawkingstrahlung jedoch bleibt erhalten.
Sie stammt aber nicht aus dem SL!
Richtig.
Sagte ich aber schon.
"Es sieht so aus als ob die Strahlung vom SL kommt."
Aber Verursacher dieser Strahlung ist das SL schon!
Ohne SL gäbe es keine Trennung der Hunderter!
Mit einem Geldsack-SL kann man reich werden, indem man sich von den Banken +-Beträge leiht. Und die Banker merken noch nicht mal was davon.:D
Gruß EMI
Das würde ja bedeuten, dass das SL je nachdem, ob es den positiven oder negativen Hunderter erwischt, unterschiedlich an Masse verliert.
Für mich wird das immer "unheimlicher". Aber vielleicht denke ich einfach zu klassisch.
Hoffentlich können Sie am LHC Schwarze Mini-Löcher nachweisen, die zerstrahlen, dann glaube ich's.
Das würde ja bedeuten, dass das SL je nachdem, ob es den positiven oder negativen Hunderter erwischt, unterschiedlich an Masse verliert.
Richtig!
Dafür erscheinen aber auch unterschiedliche reelle "Hunderter" als Strahlung.
Es wurde von Hawking nirgens behauptet, das ein SL was strahlt in immer gleich großen Sprüngen schrumpft/abnimmt.
Auch erscheinen nicht nur "Hunderter-Pärchen" sondern auch mal "Zehner", "Fünfziger" usw. usw. aus dem Vakuum.
War alles nur ein naives Beispiel zum Verständnis, ohne Formelsalat.:)
Glauben musst Du's ja nicht Blacky, verstehen reicht schon.
Am LHC werden keine Mini-SL's erzeugt, das geht nicht!
Gruß EMI
Hi EMI!
Kannst du bitte nähe darauf eingehen, warum die Massen, die sich in SL-Richtung bewegen, "negativer" werden?
Gruss, Johann
Kannst du bitte näher darauf eingehen, warum die Massen, die sich in SL-Richtung bewegen, "negativer" werden?
Wegen der Potentialdifferenz JoAx,
das virtuelle Paar hat am Ort seiner Entstehung das Potential Null, da es ja nicht aus dem Unendlichen Richtung EH gefallen ist.
Das Teichen was sich jetzt vom EH entfernt wird angehoben und braucht dafür Energie/Massezufuhr (+pos.Masse).
Das Teilchen welches ins SL fällt gibt dabei Energie/Masse ab, abfuhr(-pos.Masse)=zufuhr(+neg.Masse).
Alles bezogen auf den Ort (Potential=Null) der "Entstehung" des Paares.
In etwa rübergekommen?
Gruß EMI
In etwa rübergekommen?
Nur in etwa, EMI!
Wenn ein reeles Teilchen aus dem höheren Potential in ein tieferes übergeht, dann verliert es an potentieller Energie und gewinnt an der kinetischen. (BS z.B. - Oberfläche, bei SL's das EH)
- Gilt das in der ART auch unbegrenzt?
Die (Ruhe-) Masse bleibt gleich. (?)
Bei den viruellen Teilchen wirkt sich das direkt auf die (Ruhe-) Masse aus, aber nicht auf die "kinetische" (auf die Geschwindigkeit), solange sie noch virtuell sind?
Gruss, Johann
[...]
Jetzt klarer Jogi??
Ja, zumindest deine Sichtweise.
- geht ja auch aus deiner Antwort an JoAx hervor:
Wegen der Potentialdifferenz JoAx,
das virtuelle Paar hat am Ort seiner Entstehung das Potential Null, da es ja nicht aus dem Unendlichen Richtung EH gefallen ist.
Du gestehst dem Teilchenpaar also nur erworbene/verlorene Lageenergie im Grav.-Potential zu.
Ich muß nochmal ein bißchen was zur Unruhstrahlung lesen, da scheint es ja zumindest einen theoretischen Zusammenhang zu geben.
Ohne SL gäbe es keine Trennung der Hunderter!
Is klar.
Das war auch mein Gedanke bei der Paarbildung aus Hintergrundphotonen.
Die werden auch durch das Grav.-Potential getrennt.
Aber das fällt unter "normale" Akkretion, diese Photonen bringen ja (positive) Energie mit.
Mit einem Geldsack-SL kann man reich werden, indem man sich von den Banken +-Beträge leiht. Und die Banker merken noch nicht mal was davon.:D
Yepp, die halten ja die Hawkzinsstrahlung für echtes, generiertes Geld...:D
Gruß Jogi
Wenn ein reeles Teilchen aus dem höheren Potential in ein tieferes übergeht, dann verliert es an potentieller Energie und gewinnt an der kinetischen.
So ist es JoAx,
beim virtuellen Paar verliert das Teilchen was ins SL stürzt extrem potentielle Energie.
Die kin.Energie die dabei gewonnen wird, braucht/bekommt gerade das andere Teichen um überhaupt in der Lage zu sein sich vom SL zu entfernen.
Ich hatte versucht diesen Sachverhalt, durch die, bis zum verschwinden des einen Teilchens hinter dem EH, ausgeglichene Bilanz (Summe immer Null), darzustellen.
Klar, ziemlich naiv mein "Geldbeispiel".
Es sollte halt nur veranschaulichen, wie es sein kann, wenn etwas ins SL fällt, dieses leichter wird.
Und das unabhängig davon welches virtuelles Teilchen ins SL fällt.
Der genaue "Mechanismus" dazu sollte bei Hawking nachzulesen sein.
Vieleicht stellt auch ein Anderer hierzu mal was ein.
Ich wollte nicht so ins Detail gehen.(keine Lust zu, sorry)
Gruß EMI
beim virtuellen Paar verliert das Teilchen was ins SL stürzt extrem potentielle Energie.
Die kin.Energie die dabei gewonnen wird, braucht/bekommt gerade das andere Teichen um überhaupt in der Lage zu sein sich vom SL zu entfernen.
Das ist doch mal hochinteressant.
Da stellt sich doch die Frage, wie die Energie vom einfallenden zum entweichenden Teilchen transportiert wird.;)
Der genaue "Mechanismus" dazu sollte bei Hawking nachzulesen sein.
Formal, ja.
Hier (http://projecteuclid.org/DPubS/Repository/1.0/Disseminate?view=body&id=pdf_1&handle=euclid.cmp/1103899181) gibt's das Originalpaper, da steht alles drin, was sich Hawking so dabei gedacht hat.
Eigenes Denken wird deshalb aber nicht verboten.:)
Gruß Jogi
Hi EMI!
Ich wollte nicht so ins Detail gehen.(keine Lust zu, sorry)
Das will ich so akzeptieren, möchte aber noch auf die Ergebnisse gerne kurz eingehen. Ob ich richtig schlussfolgere. (Nicht auf das Mechanismus der "Massenübergabe", wie Jogi. :))
Erster Fall - virtueles Photonenpaar:
Das Photon, dass sich in Richtung SL bewegt, wird Rotverschoben, das andere wird Blauverschoben.
Hier muss man entweder schlucken, dass unser realer g-Potential sich auf die virtuellen Photone genau umgekehrt auswirkt, wie auf die reelen. Oder, dass es für sie genau umgekehrt "aussieht" - das tiefere g-Potential befindet sich nicht in Richtung des SL's, sondern im "Unendlichen" (=in "unserem" Universum). (Ich tippe, dass das die von dir favorisierte Sicht ist?)
Bei den Photonen wäre es so weit "einfach". Wie sieht es mit den Teilchen aus, die schliesslich auch eine Ruhemasse haben?
Zweiter Fall - virtuelles Elektron-Positron-Paar:
Die reelen Elektrone und Positrone haben positive und gleiche (Ruhe-) Masse. Richtig? Meine (unasgesprochene) Annahme, dass sich die Realisierung von virt. Paaren auf die (Ruhe-) Masse auswirkt, muss also falsch sein. Es ist deren Geschwindigkeit (relativistische Masse), die verändert wird, und dann würde es sich auch bündig an den ersten Fall anschliessen.
Damit wäre auch einbisschen - das Mechanismus der "Massenübergabe" - dann doch angesprochen?
Gruss, Johann
Hi, die Runde.
Bei Andreas Müller hab' ich was gefunden, was der realen Zerstrahlung (durch Hawkingstrahlung) in endlicher Zeit zu widersprechen scheint:
Andere Strahlungseffekte in der Umgebung des Loches, vor allem der leuchtende Akkretionsfluss, überwiegen den Hawking-Effekt - sollte es ihn geben - deutlich.
Ein kosmisches SL akkretiert demnach stets mehr positive Energie (aus der Hintergrundstrahlung und "normaler" Materie), als es durch Hawkingstrahlung verliert.(?)
Ich mach' da mal ein kleines Fragezeichen dahinter, vielleicht kann ja jemand diesen Widerspruch auflösen.
Gruß Jogi
Das gilt für die heutige Zeit, Jogi. In vielen vielen Jahrmillionen, wenn alle Materie zerstrahlt ist und nur noch in den Schwarzen Löchern verschluckt ist und die Hintergrundstrahlung auf fast Null Grad abgekühlt ist, wird die Hawking-Strahlung überwiegen, sofern es sie gibt.
Und erst dann werden die SLs zerstrahlen...
Ein kosmisches SL akkretiert demnach stets mehr positive Energie (aus der Hintergrundstrahlung und "normaler" Materie), als es durch Hawkingstrahlung verliert.(?)
Ich mach' da mal ein kleines Fragezeichen dahinter, vielleicht kann ja jemand diesen Widerspruch auflösen.
Ist kein Widerspruch Jogi,
SL's haben eine Temperatur, die umgekehrt proportional zu deren Masse/Größe ist.
Das heist, je größer je kälter, je kleiner je wärmer.
Die Hawkingstrahlung überwiegt erst dann, wenn die Umgebung des SL kälter wie es selbst ist (2. Hauptsatz der Thermodynamik).
Gruß EMI
Marco Polo
28.03.10, 07:35
Das gilt für die heutige Zeit, Jogi. In vielen vielen Jahrmillionen, wenn alle Materie zerstrahlt ist und nur noch in den Schwarzen Löchern verschluckt ist und die Hintergrundstrahlung auf fast Null Grad abgekühlt ist, wird die Hawking-Strahlung überwiegen, sofern es sie gibt.
Und erst dann werden die SLs zerstrahlen...
So ist es. Allgemeiner formuliert: Wenn einem SL das Futter ausgeht, dann wird die Hawking-Strahlung mehr und mehr überwiegen bzw. es wird nur noch Hawking-Strahlung abgeben, wenn das Futter gänzlich ausbleibt.
Das Ganze natürlich unter der Annahme, dass es die Hawking-Strahlung tatsächlich gibt.
Erster Fall - virtueles Photonenpaar:
...
Gruss, Johann
Wieso virtuelles Photonenpaar, Johann ?
Es gibt m.E. keinen Grund, warum Photonen paarweise aus dem Vakuum entstehen sollten. Bei Teilchen, die Materie-Quantenzahlen transportieren, ist die Erzeugung als Teilchen-Antiteilchen-Paar wichtig, damit in der Summe die Materie-Quantenzahlen des Vakuums (d.h. alles Null) erhalten bleiben. Das Photon dagegen hat allein schon dieselben Materie-Quantenzahlen wie das Vakuum und nach diesem Bildchen, nach dem ständig virtuelle Teilchenpaare aus dem Vakuum entstehen und wieder vergehen, würde es allein entstehen und gleich wieder annihilieren. Es wäre also kaum ein Kandidat für Hawking-Strahlung. Alle anderen möglichen Paarerzeugungen wären aber beteiligt (z.B. Myon - Ant-myon; Quark - Antiquark). Elektron-Positron würden wohl wegen ihrer leichten Masse und weil sie stabil sind den Löwenanteil ausmachen.
Gruß,
Uli
Hmm...
Nächste Frage:
Für die Hawkingstrahlung müssen ja aus dem Vakuum Teilchenpaare generiert werden.
Wird das dann noch möglich sein?
Gruß Jogi
Hallo Uli,
Wieso virtuelles Photonenpaar, Johann ?
Es gibt m.E. keinen Grund, warum Photonen paarweise aus dem Vakuum entstehen sollten. Bei Teilchen, die Materie-Quantenzahlen transportieren, ist die Erzeugung als Teilchen-Antiteilchen-Paar wichtig, damit in der Summe die Materie-Quantenzahlen des Vakuums (d.h. alles Null) erhalten bleiben. Das Photon dagegen hat allein schon dieselben Materie-Quantenzahlen wie das Vakuum und nach diesem Bildchen, nach dem ständig virtuelle Teilchenpaare aus dem Vakuum entstehen und wieder vergehen, würde es allein entstehen und gleich wieder annihilieren. Es wäre also kaum ein Kandidat für Hawking-Strahlung. Alle anderen möglichen Paarerzeugungen wären aber beteiligt (z.B. Myon - Ant-myon; Quark - Antiquark). Elektron-Positron würden wohl wegen ihrer leichten Masse und weil sie stabil sind den Löwenanteil ausmachen.
Aber wie kommt man zu einem klareren Bild. Zum einen wird der Unruh-Effekt herangezogen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Unruh-Effekt
Der Unruh-Beobachter, der sich am EH aufhält, sieht aus seinem beschleunigten BS eine thermische Strahlung, der sich eine Temperatur zuordnen läßt, wohingegen der Freifaller nichts sieht. Die Hawking Strahlung ist thermisch und hat eine von der Masse des SLes abhängige Temperatur.
Die dazu konkurrierende Vorstellung, die aber äquivalent sein sollte, nutzt das Bild durch Gezeitenkräfte aueinander gezerrter virtueller Teichen, die reell werden, weil ihre Annihilation verhindert ist.
Es ist jetzt nur ein Versuch, ausgehend davon, daß ein Photon sein eigenes Antiteilchen ist: Wäre es in diesem Bild nicht statthaft, auch Photon/Antiphoton Paare auseinander gezerrt zu sehen? Woraus reelle Photonen würden? Gefällt mir auch nicht, aber was ist die Alternative?
Ich denke, entweichen kann letztlich nur elektromagnetische Strahlung. Jedenfalls nur solche Strahlung, deren Teilchen keine Ruhemasse haben.
Gruß, Timm
Hi Timm,
ich schätze zwar, dass du über diese Geschichten viel besser Bescheid weiss als ich, will aber trotzdem meine - möglicherweise zu naiven - Gedanken dazu mitteilen.
Hallo Uli,
Aber wie kommt man zu einem klareren Bild. Zum einen wird der Unruh-Effekt herangezogen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Unruh-Effekt
Der Unruh-Beobachter, der sich am EH aufhält, sieht aus seinem beschleunigten BS eine thermische Strahlung, der sich eine Temperatur zuordnen läßt, wohingegen der Freifaller nichts sieht. Die Hawking Strahlung ist thermisch und hat eine von der Masse des SLes abhängige Temperatur.
Die dazu konkurrierende Vorstellung, die aber äquivalent sein sollte, nutzt das Bild durch Gezeitenkräfte aueinander gezerrter virtueller Teichen, die reell werden, weil ihre Annihilation verhindert ist.
Es ist jetzt nur ein Versuch, ausgehend davon, daß ein Photon sein eigenes Antiteilchen ist: Wäre es in diesem Bild nicht statthaft, auch Photon/Antiphoton Paare auseinander gezerrt zu sehen?
Ein Antiphoton gibt es aber nicht; das Photon ist ja sein eigenes Antiteilchen.
Ich wüsste kein Argument für paarweise Erzeugung von Photonen.
Woraus reelle Photonen würden? Gefällt mir auch nicht, aber was ist die Alternative?
Ich denke, entweichen kann letztlich nur elektromagnetische Strahlung. Jedenfalls nur solche Strahlung, deren Teilchen keine Ruhemasse haben.
Gruß, Timm
Wieso sollten nur Photonen entweichen können ?
Ist das nicht nur eine Frage der Fluchtgeschwindigkeit ?
Nahe am Ereignishorizont ist diese zwar fast c, aber doch nicht gleich c.
Wenn es diesen Mechanismus zur Erzeugung von Hawking-Strahlung denn wirklich gibt; dann materialisieren am Ereignishorizont alle möglichen Hälften von Teilchen- Antiteilchenpaaren, von denen die schwereren und deshalb instabilen aber gleich wieder zerfallen.
Ich würde erwarten, dass alles, was erzeugt wurde und elektrisch geladen ist, durch die starke Abbremsung im Gravitationsfeld, Photonen in Form von Bremsstrahlung abgibt. Als Folge dieses Energieverlust dürften viele der erzeugten geladenen Teilchen doch wieder in das Loch zurückstürzen, aber die Photonen der Bremsstrahlung entweichen.
Da ich da aber nichts von Hawkingstrahlung weiss und hier nur "laut denke", habe ich mal ein wenig gegoogelt.
Ich denke, dass es da noch so manche Unklarheiten gibt:
http://casa.colorado.edu/~ajsh/hawk.html
"
...
If the Hawking temperature exceeds the rest mass energy of a particle type, then the black hole radiates particles and antiparticles of that type, in addition to photons,
...
However, it is also possible that the Hawking radiation, rather than emerging directly, might power a hadronic fireball that would degrade the radiation into particles and gamma rays of less extreme energy, possibly making the evaporating black hole visible to the eye. Whatever the case, you would not want to go near an evaporating mini black hole, which would be a source of lethal gamma rays and energetic particles, even if it didn't look like much visually. "
oder
http://ptp.ipap.jp/link?PTPS/168/338/
"Thermal Hadron Production by QCD Hawking Radiation"
Dieser Artikel scheint zu bestätigen, dass Bremsstrahlung eine große Rolle spielt
http://cdsweb.cern.ch/record/293633/files/9601029.pdf
"... Using QED, we show that the dominant interactions are bremsstrahlung and electron photon pair production, ..."
http://arxiv.org/abs/gr-qc/9605030
"Bremsstrahlung by static charges outside a static black hole ?"
Recht interessant - da halbwegs verständlich - finde ich
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/hawking.html
"In 1975 Hawking published a shocking result: if one takes quantum theory into account, it seems that black holes are not quite black! Instead, they should glow slightly with "Hawking radiation", consisting of photons, neutrinos, and to a lesser extent all sorts of massive particles.
...
How does this work? Well, you'll find Hawking radiation explained this way in a lot of "pop-science" treatments:
<Virtual particle pairs are constantly being created near the horizon of the black hole, as they are everywhere. Normally, they are created as a particle-antiparticle pair and they quickly annihilate each other. But near the horizon of a black hole, it's possible for one to fall in before the annihilation can happen, in which case the other one escapes as Hawking radiation. >
In fact this argument also does not correspond in any clear way to the actual computation. Or at least I've never seen how the standard computation can be transmuted into one involving virtual particles sneaking over the horizon, and in the last talk I was at on this it was emphasized that nobody has ever worked out a "local" description of Hawking radiation in terms of stuff like this happening at the horizon. "
Ich selbst finde, dass der gesamte Effekt auf noch recht dünnen Beinen steht ohne eine Quantentheorie der Gravitation. Die Mehrheit der Physiker geht jedoch sicher davon aus, dass Hawkingstrahlung relevant ist.
Wenn ich den letzten Artikel recht verstehe, spielen in den aktuellen quantitativen Vorhersagen, virtuelle Teilchen keine Rolle; diese sind wohl nur eine Art Veranschaulichung.
Gruß,
Uli
ich schätze zwar, dass du über diese Geschichten viel besser Bescheid weiss als ich, will aber trotzdem meine - möglicherweise zu naiven - Gedanken dazu mitteilen.
Nein, nein, Uli, es ist umgekehrt.
Ein Antiphoton gibt es aber nicht; das Photon ist ja sein eigenes Antiteilchen.
Ich wüsste kein Argument für paarweise Erzeugung von Photonen.
Ich hatte ehrlich gesagt geraten, weil ich dachte, man könne schon von Antiphotonen sprechen, auch wenn es ansonsten keine Unterscheidungsmöglichkeit gibt. Habe eben noch mal gegoogelt. Dieser Vortrag scheint interessant:
http://209.85.129.132/search?q=cache:fqy2NL4Na68J:astro.uni-frankfurt.de/pre2009_files/AstroTage2006/Hawking-Strahlung.ppt+virtuelles+photonen+paar&cd=5&hl=de&ct=clnk&gl=de
Daraus:
Hawkingstrahlung
1 Photon des virtuellen Photonenpaares muss ins Schwarze Loch fallen, um Hawkingstrahlung zu produzieren,
-> Beide müssen dicht am Schwarzschildradius entstehen
-> Näherung: Schwarzschildradius = Abstand zwischen dem Photonenpaar und dem Schwarzen Loch:
Virtuelle Photonen haben so kurze Lebensdauer (z.B. 24 nm für ein virtuelles Photon orangen Lichts), dass sie nicht weit kommen -> Gravitation = const -> Formel ok
Photon nicht beschleunigt, da mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs (Ortsfaktor = Kraft!), aber Frequenz ändert sich -> höhere Energie
Der Link scheint ganz interessant zu sein, ich hatte noch keine Zeit, genauer rein zu schauen.
Wieso sollten nur Photonen entweichen können ?
Ist das nicht nur eine Frage der Fluchtgeschwindigkeit ?
Nahe am Ereignishorizont ist diese zwar fast c, aber doch nicht gleich c.
...
If the Hawking temperature exceeds the rest mass energy of a particle type, then the black hole radiates particles and antiparticles of that type, in addition to photons,
...
d'accord, es werden ab einer kritischen Temperatur nicht ausschließlich Photonen abgestrahlt.
Ich würde erwarten, dass alles, was erzeugt wurde und elektrisch geladen ist, durch die starke Abbremsung im Gravitationsfeld, Photonen in Form von Bremsstrahlung abgibt. Als Folge dieses Energieverlust dürften viele der erzeugten geladenen Teilchen doch wieder in das Loch zurückstürzen, aber die Photonen der Bremsstrahlung entweichen.
Daran hatte ich nicht gedacht, ist sehr einleuchtend.
Dieser Artikel scheint zu bestätigen, dass Bremsstrahlung eine große Rolle spielt
http://cdsweb.cern.ch/record/293633/files/9601029.pdf
"... Using QED, we show that the dominant interactions are bremsstrahlung and electron photon pair production, ..."
http://arxiv.org/abs/gr-qc/9605030
"Bremsstrahlung by static charges outside a static black hole ?"
Auch so eine Germanismus, der sich durchgesetzt hat. Den Link werde ich mir anschauen.
Wenn ich den letzten Artikel recht verstehe, spielen in den aktuellen quantitativen Vorhersagen, virtuelle Teilchen keine Rolle; diese sind wohl nur eine Art Veranschaulichung.
Diesen Artikel werde ich mir mal vornehmen, falls er halbwegs verdaulich ist. Auffallend ist aber schon, daß auch prominente Physiker die Entstehung reeller Teilchen mit dem "auseinander Zerren" virtueller Teilchen begründen. Und das in Zusammenhang mit schwarzen Löchern, aber auch der Inflation des frühen Universums. Auch der Gezeiten-Effekt wird erwähnt. Falls dieser auch in den Gleichungen auftaucht (keine Ahnung), ist diese anschauliche Vorstellung vielleicht doch auch recht konkret.
Du hast etliche interessante links zum Thema gefunden, vielen Dank,
Gruß, Timm
P.S. Hier noch die letzt Folie aus dem link:
http://209.85.129.132/search?q=cache:fqy2NL4Na68J:astro.uni-frankfurt.de/pre2009_files/AstroTage2006/Hawking-Strahlung.ppt+virtuelles+photonen+paar&cd=5&hl=de&ct=clnk&gl=de
Hawking untersuchte Quantenfelder auf Hintergrund gekrümmter Raumzeiten. Felder, die mit Teilchen (Elektronen, Photonen, Neutrinos) assoziiert, quantisiert, Gravitationsfelder aber nicht -> mit ART beschrieben. Also: Hawkings Zugang = Konzept der semiklassischen Quantengravitation
Hat es aber nicht geschafft, Gravitation zu quantisieren!!
Hawking-Strahlung im gekrümmten Raum hat in flachen Raumzeiten Gegenstück: Beschleunigungsstrahlung.
Hier Frage: Welches Minkowski-Vakuum nimmt beschleunigter Beobachter wahr?
Behandlung von masselosem Skalarfeld in flacher Minkowski-Metrik
-> Unruh-Effekt (von William Unruh (1975) und Robert W. Wald (1984) ausgearbeitet)
Aussage: Beschleunigter Beobachter nimmt Minkowski-Vakuum als thermisches Teilchenbad wahr!
Letztendlich Hawking-Strahlung und Beschleunigungsstrahlung als Analoga notwendige Konsequenz des Äquivalenzprinzips
Wieso virtuelles Photonenpaar, Johann ?
Gute Frage, Uli!
Werde auch laut nachdenken.
Ich dachte (denke), dass die Vakuumfluktuationen für den Effekt sorgen, wenn's den gibt. Zu diesem, bzw. zu Casimir-Kraft, steht in wiki:
Diese Kraft beruht auf der Tatsache, dass das Vakuum ein Raum voller virtueller Teilchen (Photonen) ist, die als Vakuumfluktuation (http://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumfluktuation) bezeichnet werden.
Photonen werden explizit erwähnt, oder sind es "andere" Photone? (raum-, zeitartige? Mussen diese anders als reale "behandelt"/vorgestelt werden?) Mit Photonen werden evtl. nicht nur Quanten der em. Strahlung benannt?
Die Energie-Zeit-Unschärfe verbietet ja zunächst nicht, dass es ruhemasselose Teilchen nicht sein dürfen, oder? Ich selbst fand keinen überzeugenden Argument, warum die Photone ausgeschossen werden müssten, obwohl ich mich auch gefragt habe, wie sie sich annihilieren sollten, wenn doch Photone nicht miteinander wechselwirken können. (Andere Fragen gäbe es da auch noch.) :confused:
Wäre die Materiequantenzahlen des Vakuums so ein Argument?
Gruss, Johann
Gute Frage, Uli!
Werde auch laut nachdenken.
Ich dachte (denke), dass die Vakuumfluktuationen für den Effekt sorgen, wenn's den gibt. Zu diesem, bzw. zu Casimir-Kraft, steht in wiki:
Photonen werden explizit erwähnt, oder sind es "andere" Photone? (raum-, zeitartige? Mussen diese anders als reale "behandelt"/vorgestelt werden?) Mit Photonen werden evtl. nicht nur Quanten der em. Strahlung benannt?
Die Energie-Zeit-Unschärfe verbietet ja zunächst nicht, dass es ruhemasselose Teilchen nicht sein dürfen, oder? Ich selbst fand keinen überzeugenden Argument, warum die Photone ausgeschossen werden müssten, obwohl ich mich auch gefragt habe, wie sie sich annihilieren sollten, wenn doch Photone nicht miteinander wechselwirken können. (Andere Fragen gäbe es da auch noch.) :confused:
Wäre die Materiequantenzahlen des Vakuums so ein Argument?
Gruss, Johann
Nichts sondert Teilchen ohne Ruhemasse aus; sie kommen prinzipiell auch in Betracht.
Aber vielleicht bin ich ja einfach durch einige Kenntnisse der QED zu voreingenommen.
Nun ja, was ist eine Vakuumfluktuation in der QED ?
In der Quantenelektrodynamik hat es sich eingebürgert, eine gewisse Sorte von Feynman-Diagrammen als "Vakuumfluktuationen" zu bezeichnen. Das sind Diagramme, wo von links ein Photon einäuft, welches sich kurz in ein Teilchen-Antiteilchen-Paar aufspaltet (eine Schleife im Diagramm), welches sich dann wieder zu einem Photon annihiliert, so dass nach rechts ein Photon ausläuft. Kann leider hier nicht zeichnen. Es gibt in der QED kein solches Diagramm, in denen ein einlaufendes Photon in ein Photonpaar aufspaltet.
Ein Photon ist in der QED zwangsläufig sowieso enthalten, wenn man einen messbaren Effekt haben will. Nur der Teilchen-Antiteilchen-Loop ohne äußere Teilchen/Felder, den man gelegentlich als "pure Vakuumfluktuation" oder so bezeichnet, ist meiner bescheidenen Meinung nach völlig witzlos - hat nichts mit Physik zu tun: halt ein Diagramm, das gewisse Assoziationen auslöst in der Richtung, dass sich da im Vakuum ständig unbemerkt etwas erzeugt und vernichtet.
Es ist ja auch mit beeindruckender Genauigkeit nachgewiesen, dass diese Diagramme (mit Photon) messbare und genau vorhersagbare Beiträge liefern - meisten als sog. Strahlungskorrekturen zu irgendwelchen Prozessen.
In der Quantenelektrodynamik existiert kein Diagramm, bei dem ein einkommendes Photon in ein Paar von Photonen übergeht, da es keine Photon-Photon-Kopplung gibt (Photonen als Vermittler der elm. WW koppeln ausschließlich an elektrisch geladene Teilchen).
Andererseits geht es bei Hawking-Strahlung nicht um QED, sondern um die noch nicht gefundene Quantenfeldtheorie der Gravitation. Und fast scheint mir, als müsse man im Kontext der Quantengravitation Diagramme mit externen Gravitonen betrachten (eben die vom Feld des Black Holes). Dann würde eine Quantentheorie der Gravitation zusätzliche Diagramme kennen, die man als Vakuumfluktuation klassifizieren würde - alles was als innerer Loop zur Graviton-Propagation beitragen könnte.
Aber das ist reine Spekulation von mir und so eine Theorie gibt es ja noch nicht. Aber wenn es sie gäbe, dann hätte sie sicher solch eine Kopplung von externen Gravitonen an Photonen, denn Gravitation hat ja einen Einfluss auf Licht. Möglicherweise gibt es also ein Argument, die Entstehung virtueller Photonenpaare zu betrachten.
Das sind aber zu viele "Vielleichts" von mir; besser man fragt wen, der es weiss. :)
Gruß,
Uli
Hier wird auch von einem virtuellen Photonenpaar geredet:
http://flar.phsk.net/physik/astro/blackhole/blackhole.pdf
Photonen können sich aber nicht mehr annihilieren, wenn Sie mal da sind. Deswegen verstehe ich nicht, warum sie eine so kurze Lebensdauer haben sollen.
Vielleicht entstehen ja virtuelle Photonenpaare NUR am Ereignishorizont eines SL und sonst nirgends? Was sagt Hawking?
Grüße, Blacky
Hier wird auch von einem virtuellen Photonenpaar geredet:
http://flar.phsk.net/physik/astro/blackhole/blackhole.pdf
Photonen können sich aber nicht mehr annihilieren, wenn Sie mal da sind.
...
Grüße, Blacky
In der QED ist das so, wie du sagst. Aber wie ist das in einer Quantentheorie der Gravitation ? Dort könnte es durchaus einen Photon-Photon-Graviton Vertex geben.
Ich will da fortan aber lieber zu schweigen, da ich weiss, dass ich nichts weiss.
Gruß,
Uli
Was sagt Hawking?
So weit ich es verstanden habe, geht er von virtuellen Photonenpaaren aus, wo eins pos.Energie und eins neg.Energie hat. (Vakuumfluktation)
In diesem Sinne halt ein Photon und ein Antiphoton.
Wie ist das eigentlich mit 2 reellen Photonen (el.mag.Wellen), die man um 180° phasenverschiebt und dann überlagert?
Die verschwinden auch Beide (löschen sich aus). Wo ist deren Energie dann hin? Kann man hier nicht von Photon und Antiphoton sprechen?
Nur mal so gefragt.;)
Gruß EMI
PS: Im Nanomodell gibt es Photonen und Antiphotonen, welche sich in den äußeren Quantenzahlen nicht unterscheiden. Aber im inneren Zusammenbau.
Hallo Uli!
Nur der Teilchen-Antiteilchen-Loop ohne äußere Teilchen/Felder, den man gelegentlich als "pure Vakuumfluktuation" oder so bezeichnet, ist meiner bescheidenen Meinung nach völlig witzlos - hat nichts mit Physik zu tun: halt ein Diagramm, das gewisse Assoziationen auslöst in der Richtung, dass sich da im Vakuum ständig unbemerkt etwas erzeugt und vernichtet.
Das leuchtet mir ein, sehr sogar. Passt eigentlich zu meinen Überlegungen im anderen Zusammenhang, die ich aber erst :mad: Heute früh damit verbunden habe.
Man muss also sagen, dass Feynman-Diagramme, die ein virtuelles Teilchen-Antiteilchen zeigen, ohne einen einlafenden und einen auslaufenden Photon, eigentlich als ... hmmmm ... Blödsinn (?) zu bezeichnen sind. Klar, zumindestens ein em. Feld muss vorhanden sein. (?)
Auch die virtuellen (raum-/zeitartige) Photone werden in den Feynman-Diagrammen als Photone gezeichnet.
http://www.fam-pape.de/raw/ralph/studium/teilchenphysik/img46.gif
Links ist ein raum- und rechts ein zeitartiger Photon dargestellt. (richtig? Wie ist hier die Zeitachse gerichtet? Nach oben?)
Und ihre Orientierung spiegelt es wieder. Ein realer Photon muss dann immer im 45° Winkel gezeichnet werden. (?)
Warum nennt man das zweite Vernichtungsdiagramm, da sind doch nach dem v. Photonaustasch beide noch vorhanden?
Hmmm... :)
Gruss, Johann
PS: Grafik aus - http://www.fam-pape.de/raw/ralph/studium/teilchenphysik/
Hi EMI!
Wie ist das eigentlich mit 2 reellen Photonen (el.mag.Wellen), die man um 180° phasenverschiebt und dann überlagert?
Das habe ich mir auch schon öfter überlegt, mit der selben Antwort. Wie kriegt man zwei um 180° phasenverschobene Photone exakt überlagert? Gravitationslinse?
Wo ist deren Energie dann hin?
Und die nächste Frage wäre:
Wenn man keinen Photon misst, darf man automatisch davon ausgehen, dass sich da nur mind. zwei passend überlagert haben?
Dann könnte man vlt. noch folgende Sicht anwenden:
Die Antiteilchen kann man sich auch als Proteilchen vorstellen, die sich lediglich in der Zeit rückwerts bewegen ... :confused:
Nur mal so gefragt.;)
:)
Gruss, Johann
Die Antiteilchen kann man sich auch als Proteilchen vorstellen, die sich lediglich in der Zeit rückwerts bewegen ... :confused:
Nicht nur die Zeit rückwärts JoAx,
auch noch den Raum spiegeln und alle "Ladungen" umkehren.
Bei den Ladungen also nicht nur die el.Ladung Q sondern auch die Baryon- B und die Leptonladung L. Farbladungs- und Substrukturladungsumkehr folgen daraus.
Aus Q wird -Q, aus B wird -B, aus L wird -L.
Gruß EMI
Wie ist das eigentlich mit 2 reellen Photonen (el.mag.Wellen), die man um 180° phasenverschiebt und dann überlagert?
Die verschwinden auch Beide (löschen sich aus). Wo ist deren Energie dann hin?
Ich denk mal, die Energie ist dann weg, ähnlich wie bei Schall-Antischall.
Kann man hier nicht von Photon und Antiphoton sprechen?
Gute Frage, aber der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie ist ziemlich komplex (s. z. B. http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=91812&whichpage=2), ob das auch für Photonen zutrifft, keine Ahnung. In diesem Fall wäre es ja nur eine Phasenverschiebung.
Übrigens: Nach Maurice Duquesne (s. Url) sollen Teilchen und Antiteilchen positive Energie haben und identische Massen...
Ich denk mal, die Energie ist dann weg, ähnlich wie bei Schall-Antischall.
Eben Blacky,
nur die Energie, bei einer Vernichtung von Teilchen und Antiteilchen ist nicht weg, diese wird von den dabei erzeugten Photonen weggetragen.
Wer oder was trägt die Energie bei der Vernichtung von Photon und Antiphoton weg? Das ist die Frage.
...der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie ist ziemlich komplex...
ach so.
...ob das auch für Photonen zutrifft, keine Ahnung. In diesem Fall wäre es ja nur eine Phasenverschiebung.
Du hast recht, wir sollten nicht von Phasenverschiebung sondern von Phasenumkehr/Phasenspieglung reden.
Phasenverschiebung und Phasenumkehr sind nur bei Sinuswellen gleicher Amplitute nicht zu unterscheiden.
Zwei interferierende Lichtwellen sind um eine halbe Wellenlänge phasenverschoben. Die resultierende Lichtwelle ergibt sich durch die Addition der Amplituden.
Wenn die interferierende Wellenzüge die gleiche Amplitude aufweisen, ergibt sich eine Lichtwelle mit der Amplitude 0.
Die beiden Lichtwellen löschen sich, durch die Interferenz, somit gegenseitig aus.
Bei einer Phasenumkehr/Spiegelung löscht sich die Lichtwelle selbst aus, unabhängig von Form und Amplitute.
Ganz so wie Teilchen mit ihrem zugehörigen Antiteilchen.
Nach Maurice Duquesne (s. Url) sollen Teilchen und Antiteilchen positive Energie haben und identische Massen...
Richtig, aber nur bei reellen und nicht bei virtuellen Teilchen.
Die neg.Energie eines virtuellen Teilchens wird dadurch positiv, weil es Energiezufuhr braucht um aus dem Virtuellen ins Reelle gehoben zu werden.
Gruß EMI
Nicht nur die Zeit rückwärts JoAx,
Natürlich, EMI!
Dass diese dann auch räumlich rückwerts laufen, habe ich irgendwie für selbstverständlich gehalten. Das rückwertslaufende Film lässt grüssen. :)
Und das alle anderen Quantenzahlen, die du erwähnt hast, sich auch ändern, ist das nicht in der Aussage - Teilchen "wird" Antiteilchen - beinhaltet?
Gruss, Johann
ist das nicht in der Aussage - Teilchen "wird" Antiteilchen - beinhaltet?
Klar JoAx,
aber Du hattest doch gerade davon geschrieben: Antiteilchen ist gleich Teilchen mit "gedrehten Eigenschaften".
Gruß EMI
aber Du hattest doch gerade davon geschrieben: Antiteilchen ist gleich Teilchen mit "gedrehten Eigenschaften".
Ja, ok. Da war ich unpräziese. Hab's gedacht, aber nicht geschrieben. :(
Gruss, Johann
Hallo EMI,
So weit ich es verstanden habe, geht er von virtuellen Photonenpaaren aus, wo eins pos.Energie und eins neg.Energie hat. (Vakuumfluktation)
In diesem Sinne halt ein Photon und ein Antiphoton.
In dem von Blacky gezeigten Link
http://flar.phsk.net/physik/astro/blackhole/blackhole.pdf
gehen die Autoren von der Annahme aus, daß aufgrund der Unschärferelation ein virtuelles Photon/Anti-Photonpaar entstehen kann, deren Spin antiparallel ist.
Am EH wird dieses Teilchenpaar separiert
was zur Folge hat, daß dem Photon außerhalb des SLes kein Anti-Teilchen zur Vernichtung gegenübersteht. Es wird zu einem reellen Teilchen.
Vielleicht handelt es sich bei der Entstehung solcher virtueller Teilchenpaare um eine plausible Annahme, aber nicht - wie Uli sinngemäß ausführte - um einen definierten physikalischen Prozess. Es ist auch eine etwas seltsame Vorstellung, daß sich zwei virtuelle Photonen, die entgegengesetzten Spin haben, gegenseitig vernichten. Aber die Umkehrung der Erzeugung muß natürlich möglich sein. Na ja, ich fürchte , ich schwafle jetzt.
Wie ist das eigentlich mit 2 reellen Photonen (el.mag.Wellen), die man um 180° phasenverschiebt und dann überlagert?
Die verschwinden auch Beide (löschen sich aus). Wo ist deren Energie dann hin? Kann man hier nicht von Photon und Antiphoton sprechen?
Nur mal so gefragt.;)
Gute Frage. Aber wie sollte man das machen? Elektromagnetische Wellen breiten sich kugelförmig aus. Oder hast Du an einen Laser gedacht.
Soweit ich weiß, erzeugt man zur Lärmbekämpfung phasenverschobenen Schall.
Gruß, Timm
Oder hast Du an einen Laser gedacht.
Klar Laser Timm,
solche Versuche wurden vor Jahrzehnten schon gemacht und schwubs war das Licht weg. Aber wo ist die Energie hin?
Es ist auch eine etwas seltsame Vorstellung, daß sich zwei virtuelle Photonen, die entgegengesetzten Spin haben, gegenseitig vernichten.
Das interpretierst Du nicht richtig Timm.
Entgegengesetzter Spin ist nötig, damit kein Spin aus dem Nichts entsteht. Gesamtspin = 0 halt.
Vernichten können sie sich nur bei gegensätzlicher/gespiegelter Phase.
Auf den Spin kommt's da vielleicht gar nicht an?
Oder Photon und Antiphoton löschen sich gar nicht aus, sondern erzeugen Etwas, was auch die Energie wegträgt.
Dieses "Etwas" hätte den Spin=2 oder Spin=0 und wäre el.neutral.
Besser, es werden 2 "Etwas" mit Spin=2 (entgegengesetzt) oder 3 "Etwas" mit Spin=2 (2parallel 1ner entgegengesetzt) erzeugt.
Gruß EMI
Hallo Uli!
Warum nennt man das zweite Vernichtungsdiagramm, da sind doch nach dem v. Photonaustasch beide noch vorhanden?
Hmmm... :)
Gruss, Johann
PS: Grafik aus - http://www.fam-pape.de/raw/ralph/studium/teilchenphysik/
Normalerweise lässt man die Zeitachse in Feynmandiagrammen von links nach rechts laufen; in deinem Beispiel läuft sie aber anscheinend von unten nach oben.
Denn, würde sie von links nach rechts laufen, so gäbe es keinen Grund dafür, dass in dem 2. Diagramm aus der einlaufenden Elektron-Linie eine auslaufende Positronlinie wird.
Mit der Konvention, dass die Zeit von unten nach oben läuft, ist das 1. Diagramm elastische Elektron-Positron-Streuung und das 2. ein Annihlilationsdiagramm für denselben Prozess:
e- + e+ -> e- + e+
Als virtuelle Teilchen bezeichnet man all solche Linie, die nicht nach außen gehen - ganz gleich in welchem Winkel sie gezeichnet werden. Es ist also jeweils das gamma in beiden Diagrammen virtuell.
Gruß,
Uli
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/hawking.html
"In 1975 Hawking published a shocking result: if one takes quantum theory into account, it seems that black holes are not quite black! Instead, they should glow slightly with "Hawking radiation", consisting of photons, neutrinos, and to a lesser extent all sorts of massive particles.
...
How does this work? Well, you'll find Hawking radiation explained this way in a lot of "pop-science" treatments:
<Virtual particle pairs are constantly being created near the horizon of the black hole, as they are everywhere. Normally, they are created as a particle-antiparticle pair and they quickly annihilate each other. But near the horizon of a black hole, it's possible for one to fall in before the annihilation can happen, in which case the other one escapes as Hawking radiation. >
In fact this argument also does not correspond in any clear way to the actual computation. Or at least I've never seen how the standard computation can be transmuted into one involving virtual particles sneaking over the horizon, and in the last talk I was at on this it was emphasized that nobody has ever worked out a "local" description of Hawking radiation in terms of stuff like this happening at the horizon. "
Ich selbst finde, dass der gesamte Effekt auf noch recht dünnen Beinen steht ohne eine Quantentheorie der Gravitation. Die Mehrheit der Physiker geht jedoch sicher davon aus, dass Hawkingstrahlung relevant ist.
Wenn ich den letzten Artikel recht verstehe, spielen in den aktuellen quantitativen Vorhersagen, virtuelle Teilchen keine Rolle; diese sind wohl nur eine Art Veranschaulichung.
Nachdem ich diesen Artikel nun gelesen habe, verstehe ich Deine seit geraumer Zeit geäußerten Bedenken gegen landläufige Erklärung. In der Bogoliubov Transformation sind zwar offenbar Partikel/Anti-Partikel Paare enthalten.
Now in fact when you do a Bogoliubov transformation to the vacuum you get a state in which there are pairs of particles and antiparticles, so this is possibly the link between the math and the heuristic explanation. Hopefully whoever made up the usual heuristic explanation understood the link better than I do!
Aber wenn ich diesen köstlich formulierten letzten Absatz des Artikels recht verstehe, ist deren Auseinander Dividieren durch den Ereignishorizont kein Bestandteil der Rechnung.
Na, Veranschaulichungen haben sicher eine gewisse Berechtigung. Allerdings sind sie manchmal so gut getarnt, daß man Gefahr läuft, sie für bare Münze zu nehmen,
Gruß, Timm
P.S. Bogoliubov in der Physik ist mir kein Begriff. Es gab mal einen russischen Schach Großmeister, der so hieß.
P.S. Bogoliubov in der Physik ist mir kein Begriff. Es gab mal einen russischen Schach Großmeister, der so hieß.
Timm; ich glaube, das war ein Deutscher trotz des russisch klingenden Namens. Hat einige Wettkämpfe gegen Aljechin ausgetragen.
Damit wären wir nun bei den wirklich wichtigen Dingen. :)
Der Bogoliubov aus der Physik ist ein Quantenfeldtheorie-Guru und recht bekannt.
Gruß,
Uli
PS. Wiki sagt "Deutsch-Ukrainer"
Damit wären wir nun bei den wirklich wichtigen Dingen. :)
:D Gibt's den "Comet" schon als Download?:D
vBulletin® v3.8.8, Copyright ©2000-2024, vBulletin Solutions, Inc.