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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 28.03.09, 10:19
Slash Slash ist offline
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Standard Schwarze Löcher, Pauli-Prinzip, etc

Hallo an alle!

Eine Frage, die mich gerade beschäftigt ist in einfachen Worten ausgedrückt (kompliziertere Worte dazu hätte ich ohnehin nicht zur Verfügung, he he .. seufz):



Beim Neutronenstern verhindert ja sozusagen der "Druck" aufgrund des Pauli-Prinzips, dass der Stern aufgrund der Gravitation zusammenfällt. So meine ich es immer in vielen populärwissenschaftlichen Artikeln gelesen haben. "Forscht" man dann weiter (forschen hier = googeln und nach 5 min. aufgeben) liest man noch etwas von der "Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze") .

Ok, das sind alles sicherlich sehr komplizierte Vorgänge.

Kann ggf. jemand diesen Vorgang (d.h. das in sich Zusammenfallen, trotz des Pauli-Prinzips) erklären?
(Einfache Worte, ungenaue Aussagen, etc. willkommen).

Viele Grüße

Slash
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  #2  
Alt 28.03.09, 11:45
Benutzerbild von EMI
EMI EMI ist offline
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Standard AW: Schwarze Löcher, Pauli-Prinzip, etc

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Beim Neutronenstern verhindert ja sozusagen der "Druck" aufgrund des Pauli-Prinzips, dass der Stern aufgrund der Gravitation zusammenfällt. So meine ich es immer in vielen populärwissenschaftlichen Artikeln gelesen haben. "Forscht" man dann weiter (forschen hier = googeln und nach 5 min. aufgeben) liest man noch etwas von der "Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze").
Hallo Slash,

Neutronensterne, die man bis jetzt entdeckt hat, haben alle so um die 1,5 Sonnenmassen.
Die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze liegt wohl bei der Hälfte, das bedeutet Neutronensterne mit 1,5 Sonnenmassen dürfte es nicht geben.
Nun gut die Herren hatten ihre Vorstellung so Ende der dreiziger Jahre entwickelt, mit dem Wissen der damaligen Zeit halt.

Ein Modell wie das Pauliprinzip überwunden werden kann gibt es meines Wissen noch nicht.

Neutronensterne müssten ja auch erst mal massemäßig zulegen.
Nun hat man aber noch keine schwereren Neutronensterne entdeckt.
Ich hatte mal die Idee, das das am Drehimpuls liegen könnte.
Ich hab das hier im Forum mal vorgerechnet, bin da wohl auf 1000 Hertz max. Umdrehung für einen Neutronenstern gekommen.
Wenn ein Neuronenstern diese max. Drehzahl hat(bekommt er bei seiner Entstehung) ist die Geschwindigkeit seiner Oberfläche c und damit kann sich keine Masse mehr "auflegen".
Deshalb haben Neutronensterne offensichtlich bei ihrer "Geburt" immer so um die 1,5 Sonnenmassen egal um wieviel mehr der Ausgangsstern hatte.

Nun hat man aber in den Zentren von Galaxien indirekt kleine Objekte von mehreren Millionen Sonnenmassen endeckt.
Was anderes wie SL's soll das denn sein?

Nur der Weg zum SL ist bisher unbekannt.
Das Pauliprinzip muss dazu überwunden/verletzt werden.

Aus meiner unmaßgeblichen Sicht können Neutronensterne nur über die "Zwischenstop's" Quarkstern - Nanostern zum SL zusammenstürzen.
Ob sie bei den "Zwischenstop's" länger verweilen oder da direkt durchrauschen ist auch noch unklar.
(Der "Zwischenstop" Nanostern ist von EMI und nicht Teil der Schulphysik).

Es bleibt die Frage sind das SL's in den Galaxiezentren oder nicht?
Wenn ja, wie wird das Pauliprinzip überwunden?
Wenn nein, was ist das da in den Zentren? (Etwa ein Nanosee?)

Jedenfalls ne Menge zur Überlegung für Neugierige und wohl auch ne Menge Nobelpreise für Fündige.

Gruß EMI
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Sollen sich auch alle schämen, die gedankenlos sich der Wunder der Wissenschaft und Technik bedienen, und nicht mehr davon geistig erfasst haben als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen frisst.

Geändert von EMI (28.03.09 um 11:53 Uhr)
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  #3  
Alt 28.03.09, 12:46
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
Wenn ein Neuronenstern diese max. Drehzahl hat(bekommt er bei seiner Entstehung) ist die Geschwindigkeit seiner Oberfläche c und damit kann sich keine Masse mehr "auflegen".
Deshalb haben Neutronensterne offensichtlich bei ihrer "Geburt" immer so um die 1,5 Sonnenmassen egal um wieviel mehr der Ausgangsstern hatte.
Hi EMI,

und genau das ist falsch. Der Neutronenstern hätte ja nicht überall die Geschwindigkeit c an seiner Oberfläche (wenn, dann eh max 0,2c).

Was ist z.B. an seinen Polen? Genau dort laufen nämlich die Magnetfeldlinien zusammen. Und genau dort wird Materie akkretiert. Ja wo auch sonst?

Gruss, Marco Polo
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  #4  
Alt 28.03.09, 13:01
Jogi Jogi ist offline
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Hi.

Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
Ein Modell wie das Pauliprinzip überwunden werden kann gibt es meines Wissen noch nicht.
Also, soweit ich das verstehe, gehen Pauliprinzip und Entartungsdruck Hand in Hand.
Und da liegt es doch nahe, anzunehmen dass ab einem bestimmten Punkt der Gravitationsdruck den Wert des Entartungsdruckes übersteigt und damit auch das Pauliprinzip fällt.


Zitat:
Aus meiner unmaßgeblichen Sicht können Neutronensterne nur über die "Zwischenstop's" Quarkstern - Nanostern zum SL zusammenstürzen.
Ob sie bei den "Zwischenstop's" länger verweilen oder da direkt durchrauschen ist auch noch unklar.
Neutronensterne scheinen aber stabil zu sein.
Für den Kollaps zum SL ist wohl eine größere Ausgangsmasse notwendig.
Und dann kommt es, wie du richtig bemerkst, auf den Rotationsimpuls an.
Ist er überkritisch, fliegt alles was über der Neutronensternmasse liegt, tangential weg und übrig bleibt ein Neutronenstern.
Ergo komme ich zu dem Schluss, dass beides zusammenkommen muss, Überkritische Masse und unterkritischer Rotationsimpuls, erst damit kann ein Stern zum SL durchkollabieren.
Während des Kollaps erhöht sich natürlich die Rotationsgeschwindigkeit (Pirouetteneffekt), was irgendwann auch wieder zu einer Äquatorialgeschwindigkeit von c führt.
Passiert dies erst unterhalb des Schwarzschildradius, ist der Käse gegessen, das Pauliprinzip überwunden, die Materie entartet.

Zitat:
Es bleibt die Frage sind das SL's in den Galaxiezentren oder nicht?
Wenn ja, wie wird das Pauliprinzip überwunden?
Es gibt da schon eine modellhafte Vorstellung, aber die ist auch nicht Bestandteil der anerkannten Physik.


Gruß Jogi
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Die Geschichte wiederholt sich, bis wir aus ihr gelernt haben.
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  #5  
Alt 28.03.09, 17:00
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EMI EMI ist offline
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Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Hi EMI,
und genau das ist falsch. Der Neutronenstern hätte ja nicht überall die Geschwindigkeit c an seiner Oberfläche (wenn, dann eh max 0,2c).
Hallo Marco Polo,

Du hast Recht 0,2c. Ich hab noch mal geschaut was ich da mal gerechnet hatte:

"Vielleicht liegt die Grenze zwischen Gravitationkraft und Fliehkraft bei ~1,5 Sonnenmassen? Könnte sein, oder?
Ist das der Grund warum keine Neutronensterne über 1,5 Sonnenmassen beobachtet werden?

Das lässt mir jetzt doch keine Ruhe. Ich habe mal etwas gerechnet.
Mit der ART ergibt sich für

Fliehkraft=Schwerkraft
r*ω² = g*m/4π*r² mit ω=Winkelgeschwindigkeit und g=grav.Konstante(Newton)

Das umgestellt erhalten wir für die maximale Rotationsfrequenz fR

fR(max) = (1/2π) * √(g*ρ/3) mit ρ=Dichte

Mit der Dichte von Neutronensternen ρ~2*10^18 kg/m³ erhält man eine maximale Rotationsfrequenz von fR ~ 1kHz."

Das heist:
Materie die sich auf die Dichte von Neutronensternen verdichtet, kann an der Oberfläche nicht schneller als 1000 mal pro Sekunde rotieren.
Alles was schneller rotiert kann die Gravitation nicht mehr halten, wird weggeschleudert.

Bei unserer Erde wäre die Grenze bei 10 min / Umdrehung.
Wird der Tag auf der Erde kürzer wie 10 Minuten, werden wir alle ins All geschleudert.

Gruß EMI
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  #6  
Alt 28.03.09, 17:42
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
Materie die sich auf die Dichte von Neutronensternen verdichtet, kann an der Oberfläche nicht schneller als 1000 mal pro Sekunde rotieren.
Alles was schneller rotiert kann die Gravitation nicht mehr halten, wird weggeschleudert.
Hi EMI,

genau. Allerdings gilt das mit dem Wegschleudern nur für den Äquatorbereich. Je näher wir uns den Polen nähern, desto geringer werden die Geschwindigkeiten.

Und da an den Polen zudem die Magnetfeldlinien zusammenlaufen, sehe ich kein Problem darin, dass sich hier Materie ansammeln könnte, selbst wenn der Neutronenstern noch viel schneller rotieren würde.

Wie siehst du das mit den Polen? Müsste doch eigentlich hinhauen, oder?

Gruss, Marco Polo
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  #7  
Alt 28.03.09, 19:36
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EMI EMI ist offline
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Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Allerdings gilt das mit dem Wegschleudern nur für den Äquatorbereich. Je näher wir uns den Polen nähern, desto geringer werden die Geschwindigkeiten.
Und da an den Polen zudem die Magnetfeldlinien zusammenlaufen, sehe ich kein Problem darin, dass sich hier Materie ansammeln könnte, selbst wenn der Neutronenstern noch viel schneller rotieren würde.
Wie siehst du das mit den Polen? Müsste doch eigentlich hinhauen, oder?
Na ja Marco Polo,

ist ja richtig das nur für den Äquatorbereich die maximale Rotationsfrequenz kritisch wird.
Strömt Materie auf den Neutronenstern müsste sich auch Drehimpuls übertragen.
Damit könnten die ~1kHz wieder "überschritten" werden.
Ein Neutronenstern müsste flüssig sein und somit dürfte es egal sein wo die Materie genau einströmt.
Der Drehimpuls erhöht sich und am Äquator wird soviel weggeschleudert wie am Pol einströmt.
So in etwa denke ich.

Kann natürlich auch ganz anders sein.

Vielleicht hat ja jeder Neutronenstern als Kern ein Quarkstern.
Strömt Materie auf den Neutronenstern wächst der Quarkstern-Kern.
Ein Quarkstern hat eine viel viel höhere Dichte wie ein Neutronenstern und nach:
fR(max) = (1/2π) * √(g*ρ/3) mit ρ=Dichte
eine viel größere maximale Rotationsfrequenz fR
Es könnte nun sein das ein Neutronenstern nur "wenig" zunehmen kann weil die Zunahme komplett den Quarkstern-Kern wachsen lässt und dieser dann eine Art Neutronenstern-Supernova auslösst.
"Nackte" Quarksterne müssten zu entdecken sein, weil ihre Rotationsfrequenz weit über 1kHz liegen kann.
Entdeckt man mal Objekte mit über 1kHz Rotationsfrequenz dann sind das für mich Quarksterne.

Quarksterne erleiden dann vielleicht das gleiche Schiksal nur halt mit einem Nanostern-Kern

Gruß EMI
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Geändert von EMI (28.03.09 um 19:49 Uhr)
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  #8  
Alt 28.03.09, 19:53
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Zitat:
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Beim Neutronenstern verhindert ja sozusagen der "Druck" aufgrund des Pauli-Prinzips, dass der Stern aufgrund der Gravitation zusammenfällt.

Kann ggf. jemand diesen Vorgang (d.h. das in sich Zusammenfallen, trotz des Pauli-Prinzips) erklären?
Hallo Slash,

schau doch mal hier bei Wikipedia:

http://de.wikipedia.org/wiki/Neutron..._Pauli-Prinzip

Gruss, Marco Polo
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  #9  
Alt 28.03.09, 20:04
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
Strömt Materie auf den Neutronenstern müsste sich auch Drehimpuls übertragen.
Damit könnten die ~1kHz wieder "überschritten" werden.
Das stimmt. Allerdings wird z.B. bei Pulsaren die erforderliche Energie für die Radiowellen der Rotationsenergie entnommen.

Damit stellt sich die Frage, welcher Effekt im Einzelnen größer ist. Sollte der Effekt der Abnahme der Rotationsfrequenz durch die abgestrahlten Radiowellen größer sein als die Zunahme der Rotationsfrequenz durch einströmende Materie, dann könnte sich mehr und mehr Materie ansammeln, ohne dass diese aufgrund der hohen Rotationsfrequenz weggeschleudert wird.

Dann sollte sich auch ein SL bilden können.

Gruss, Marco Polo
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  #10  
Alt 29.03.09, 11:32
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Hallo Leute,

Zitat:
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Strömt Materie auf den Neutronenstern müsste sich auch Drehimpuls übertragen.
Damit könnten die ~1kHz wieder "überschritten" werden.
das was Marco gesagt hat, und zusätzlich, es muss ja der Gesamtdrehimpuls des NS und der einströmenden Materie erhalten bleiben, und nicht nur des NS.
Ausserdem soll die 1kHz nur ganz kurz nach der Entstehung bestehen. Schon nach den ersten ca. 30s soll es deutlich geringere Frequenz haben.
Einen Quarkstern kann man immer zwischen NS und SL einschieben.

Gruss Johann
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