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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 18.09.19, 17:53
Gryswold Gryswold ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 18.09.2019
Beiträge: 1
Standard Neutrinos und Schwarzes Loch

Hallo.

Ich bin neu hier und habe mich angemeldet, weil ich folgenden Gedanken anlässlich der heute veröffentlichten Ergebnisse von KATRIN in Karslruhe einfach mal in Ruhe und mit ein wenig Sachverstand durchspielen möchte.

Pro Sekunde fliegen 60 bis 100 Mrd. Neutrinos pro Quadratzentimeter nahezu wechslewirkungsfrei durch die Erde (8*10^10).

Laut Messung und einiger Theorien haben Neutrinos dabei eine Masse von weniger als 1 eV, das sind rund 1,7*10^-33 Gramm.

PS: Ist damit die Ruhemasse gemeint?

Was passiert, wenn Neutrinos auf ein Schwarzes Loch treffen? Um wieviel wird ein Schwarzes Loch grösser dadurch?

Ich denke mal einfach drauf los. Bei 8*10^10 pro Sekunde und cm^2 sind das 1,4*10^-22 Gramm*cm^2/Sekunde. Bei einem Schwarzen Loch von stellarer Grösse (10 Sonnenmassen) mit einer Oberfläche (Ereignishorizont, Radius ist 10*3 km=30 km) von 1,1*10^14 cm^2 macht das in 1,5*10^8 Sekunden ein ganzes Gramm.

Das heisst, ein Stellares Schwarzes Loch von 10 Sonnenmassen sammelt in rund 4,7 Jahren ein Gramm Neutrinos auf.

Oh, das ist interessant, das ist gar nicht so viel, wie ich gedacht habe. Da kommt durch Staub und Gas mehr zusammen.

Gryswold
PS: Ich hoffe, ich habe einigermassen richtig gerechnet, bin ein wenig aus der Übung.
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  #2  
Alt 18.09.19, 23:34
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.322
Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Zitat:
Zitat von Gryswold Beitrag anzeigen
Hallo.

Ich bin neu hier und habe mich angemeldet, weil ich folgenden Gedanken anlässlich der heute veröffentlichten Ergebnisse von KATRIN in Karslruhe einfach mal in Ruhe und mit ein wenig Sachverstand durchspielen möchte.

Pro Sekunde fliegen 60 bis 100 Mrd. Neutrinos pro Quadratzentimeter nahezu wechslewirkungsfrei durch die Erde (8*10^10).

Laut Messung und einiger Theorien haben Neutrinos dabei eine Masse von weniger als 1 eV, das sind rund 1,7*10^-33 Gramm.

PS: Ist damit die Ruhemasse gemeint?
Ja, da geht es um die Ruhemasse. Wenn Neutrinos von einem schwarzen Loch geschluckt werden, dann übernimmt das Loch aber auch nicht nur die Ruhemasse der Neutrinos sondern deren komplette Energie. Deshalb unterschätzt deine Rechnung vermutlich das resultierende Wachstum. Aber du unterschätzt die Herausforderung so einer Abschätzung sowieso; seriöse wissenschaftliche Publikationen beschäftigen sich u.a. mit solchen quantitativen Abschätzungen.

In der Praxis ist alles eben noch ein wenig komplizierter: Neutrinos "sammeln" sich in Akkretionsscheiben um das Loch bevor sie hineinfallen. Geht man von rotierenden schwarzen Löchern aus, so liegen sehr hohe Dichten von Neutrinos in diesen Scheiben vor und deshalb kann es z.B. zu Paarerzeugungsprozessen kommen (Neutrino + Antineutrino erzeugen ein Elektron-Positron-Paar etc). Diese Prozesse können wiederum einen Fluss von Materie vom schwarzen Loch weg erzeugen, der das Wachstum des Loches wiederum verringert.

Geändert von Hawkwind (18.09.19 um 23:36 Uhr)
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  #3  
Alt 19.09.19, 09:29
Timm Timm ist offline
Singularität
 
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Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Neutrinos "sammeln" sich in Akkretionsscheiben um das Loch bevor sie hineinfallen.
Soweit ich weiß, setzt die Bildung einer Akkretionsscheibe die Abstrahlung von Energie voraus, was auf Friktion zwischen den Teilchen beruht.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #4  
Alt 19.09.19, 10:36
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Beiträge: 2.322
Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Soweit ich weiß, setzt die Bildung einer Akkretionsscheibe die Abstrahlung von Energie voraus, was auf Friktion zwischen den Teilchen beruht.
Ja, soweit ich weiss, ermöglichen diese Reibungsverluste auch erst, dass es einen Strom von Materie aus dem Orbit ins Zentrum gibt. Nach Kepler (ART ignoriert) wäre so ein Orbit ja stabil.
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  #5  
Alt 19.09.19, 11:13
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Ja, wobei Friktion bei Neutrinos keine Rolle spielt.
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  #6  
Alt 19.09.19, 13:56
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Ja, wobei Friktion bei Neutrinos keine Rolle spielt.
Weiter oben schriebst du aber

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Soweit ich weiß, setzt die Bildung einer Akkretionsscheibe die Abstrahlung von Energie voraus, was auf Friktion zwischen den Teilchen beruht.
Warum haben wir also eine Akkretionsscheibe bei Neutrinos, wenn sie auf Friktion zwischen den Teilchen beruht, diese aber bei Neutrinos keine Rolle spielt?

Du willst eigentlich sagen, es gibt keine Neutrino Akkretionsscheiben?

Ich vermute, Friktion unter Neutrinos wird durch Streuprozesse zwischen diesen verursacht. Es ist eine Frage der aktuell vorliegenden Luminositäten, ob diese eine Rolle spielen, obwohl Neutrinos nur schwach (und gravitativ) wechselwirken.

Oder liege ich da komplett falsch, was die Akkretionsscheiben von Neutrinos angeht?

----
Edit: es tut mir leid; ich dachte, ich hätte da mal was über Neutrino-Akkretionsscheiben gelesen, finde aber nichts dergleichen mehr.
Es ist wohl so, dass die Akkretionsscheiben um schwarze Löcher auch aufgrund von Neutrino-Emissionen abkühlen. Das ist eine mögliche Quelle kosmischer Neutrinos aus Black holes. Da muss ich irgendwas durcheinander gebracht haben.
Der Alzheimer schreitet wohl fort.

Sorry für die Konfusion und Danke an Timm für die Anmerkungen!

Geändert von Hawkwind (19.09.19 um 14:12 Uhr)
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  #7  
Alt 19.09.19, 15:30
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Du willst eigentlich sagen, es gibt keine Neutrino Akkretionsscheiben?
Ja, das wollte ich sagen. Ich denke, daß wegen der fehlenden Friktion schlicht der Bahndrehimpuls erhalten bleibt und daß Neutrinos entweder in das SL einfallen oder mehr oder weniger abgelenkt vorbei fallen.
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  #8  
Alt 19.09.19, 15:57
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Zitat:
Zitat von Gryswold Beitrag anzeigen
Was passiert, wenn Neutrinos auf ein Schwarzes Loch treffen? Um wieviel wird ein Schwarzes Loch grösser dadurch?
Die Masse eines einfallenden Objekts addiert sich zur Masse des Schwarzen Loches. Im Falle eines relativistischen Teilchens ist das anders, s. die Antwort von Hawkwind. Auch ein einfallendes Photon (keine Ruhemasse) erhöht die Masse eines Schwarzen Loches.

Ich habe deine Rechnung nicht nachvollzogen, aber vom Ansatz her sollte sie richtig sein.
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Geändert von Timm (19.09.19 um 16:36 Uhr)
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  #9  
Alt 20.09.19, 09:30
Timm Timm ist offline
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Registriert seit: 26.03.2009
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Beiträge: 2.637
Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Vielleicht noch ganz interessant, wenn auch nicht unerwartet:

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1108/1108.3593.pdf

Nach Fig. 1 liegt der Neutrino Orbit bei einem ungeladenen statischen Sl bei
r = 3M, was dem Photonenorbit gleichkommt.
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  #10  
Alt 20.09.19, 11:11
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.765
Standard AW: Neutrinos und Schwarzes Loch

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Nach Fig. 1 liegt der Neutrino Orbit bei einem ungeladenen statischen Sl bei
r = 3M, was dem Photonenorbit gleichkommt.
Besonders relevant ist der kritische Streuparameter, der für Licht (und schnelle Neutrinos) bei 3*sqrt(3)*M liegt, also beim 2,6 fachen des Schwarzschildradius. Jedes Neutrino, das in dieses Gebiet zielt, wird absorbiert, alles anderen nicht.
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