Schwarze Löcher - ein paar Gedanken

[Hermes]

Wäre die benötigte Gegenkraft um nicht 'hinein' zu fallen denn weniger groß? Vielleicht läpische paar Millionen g?!

Wie stellt man sich das eigentlich vor: Die Grenze zum Ereignishorizont? Rassiermesserscharf, von einer Winzigkeit zur nächsten oder eher wie alles in der Natur "ausgefranzt" oder zumindest mit Übergang?

Optisch müßte aber auch alles wie auf dem Bild sein?
Diese Vorstellung ist echt beklemmend faszinierend, meine die Perspektive, absolute Schwärze und weit zurück ein winziges, kleiner werdendes Kügelchen "Restrealität"...Das wirkt bestimmt aufs Gemüt..

[Marco Polo]

Zitat von Hermes

Wäre die benötigte Gegenkraft um nicht 'hinein' zu fallen denn weniger groß? Vielleicht läpische paar Millionen g?!

Wie gross genau, weiss ich auch nicht. Auf jeden Fall deutlich weniger. Ute Kraus aus deinem Link hatte angegeben:

"Um z.B. mit 1 g beim 1,005fachen Schwarzschild-Radius zu verharren (das entspricht oben der letzten Station), braucht man ein Schwarzes Loch mit 20 Billionen Sonnenmassen."

Das hatte ich hier irgendwo auch schon mal geschrieben.

Wie stellt man sich das eigentlich vor: Die Grenze zum Ereignishorizont? Rassiermesserscharf, von einer Winzigkeit zur nächsten oder eher wie alles in der Natur "ausgefranzt" oder zumindest mit Übergang?

Ich würde sagen rasiermesserscharf, von einer Winzigkeit zur nächsten.

Trotzdem bewegt sich der EH schon ab und zu. Nämlich dann, wenn wieder Materie durchgefallen ist.

Optisch müßte aber auch alles wie auf dem Bild sein?

Im Prinzip schon, nur nicht ganz so ausgeprägt. Kleine SL´s verzerren die Raumzeit in ihrer unmittelbaren Nähe stärker als supermassive SL´s. So habe ich es zumindest verstanden.

Diese Vorstellung ist echt beklemmend faszinierend, meine die Perspektive, absolute Schwärze und weit zurück ein winziges, kleiner werdendes Kügelchen "Restrealität"...Das wirkt bestimmt aufs Gemüt..

Einen ähnlichen Effekt hättest du auch, wenn du mit deinem Raumschiff auf nahe c, relativ zu den vor dir liegenden Sternen beschleunigst.

Wegen der Lichtaberration ergibt sich dann eine ausgeprägte Vorwärtsstrahlung. Bei einem Raumschiff mit Rundumpanoramasicht, würde das Licht der dich umgebenden Sterne immer mehr von vorne kommen.

Bei fast c würdest du nur noch Licht von vorne gebündelt wahrnehmen. Links, rechts und hinten wäre alles schwarz. Dieses Licht würde dich aber in Form von tödlicher Gammastrahlung treffen.

Selbst wenn wir Antriebe konstruieren könnten, die uns auf nahe c beschleunigen, hätten wir wegen der o.a. Gammastrahlung nichts davon. Wir würden zum Strahlungsopfer werden, noch bevor wir in die unmittelbare Nähe von c kommen.

Gruss, Marco Polo

[Sino]

Zitat von JGC

SL?

In meinen Augen kein Beweiß, das es sich wirklich um ein "Objekt" handelt...

Naja, man beobachtet die gravitative Wirkung auf Himmelskörper in seiner Umgebung, man beobachtet den Gravitationslinseneffekt, man beobachtet die Rotverschiebung und das verblassen von Dingen, die im SL verschwinden. Man beobachtet die Akkretionsscheibe.

Damit steht für mich eigentlich unstrittig fest, dass es sich bei diesen Dingern genauso um Objekte handelt, wie beim Mond, der Sonne oder den Sternen. Und zwar um Objekte mit extrem hohen Massen.
Was dieses Objekt physikalisch jetzt genau ist, also wie es im Innern "funktioniert" dazu gibts halt verschiedene Meinungen. Das Ding verhält sich von aussen betrachtet gravitativ aber zumindest so, dass es in Übereinstimmung mit den Vorhersagen der Relativitätstheorie ist.

edit: Da fällt mir immer der Spruch ein, den Prof. Lesch glaube ich mal so in der Art gebracht hat: "Wenn Theorien wie die Relativitätstheorie oder die Quantenmechanik komplett falsch sind, dann sind sie verdammt gut falsch."

[EMI]

Wie ich oben gezeigt habe, hat die Schwarzschild-Metrik am EH eine Koordinatensingularität.

Zitat von EMI

Schon ein flüchtiger Blick auf die Schwarzschild-Metrik
ds² = (dr²/(1-(SR/r))) + (r²(dß²+sin²ßdw²)) - ((1-(SR/r))c²dt²)
zeigt, dass bei r=SR eine Singularität des metrischen Tensors vorhanden ist. Es liegt also bei r=SR eine Singularität der Metrik vor!

Im Prinzip folgt das Gleiche wenn man ein Loch in die Welt schneidet, dessen Rand erscheint dann singulär.
Natürlich kann man einen solchen Schaden durch Wiedereinsetzen eines Stückes Welt reparieren.
Dies wurde z.B. mit der Lemeitrischen-Metrik oder auch Eddington-Finkelstein-Metrik getan.
Der Anschluß dieser Metriken an den Rand der singulären Schwarzschild-Metrik ist so zu verstehen, als ob das Loch in der Welt "zugewebt" wird.
Bei dieser Vorgehensweise verschwindet die Koordinaten-Singularität am EH dafür erscheint dann eine Punktsingularität unter dem "zugewebten" Loch.
Diese Punktsingularität bezeichnet man als verborgene(zugewebte) Singularität.

Bei der Kerr-Metrik(rotierendes SL) ergibt sich keine verborgene Punktsingularität.
Hier folgt eine ringförmige Singularität die mit der Koordinatensingularität der Schwarzschild-Metrik zusammenfällt und nicht verborgen ist.
Man spricht hier auch von nackter Singularität(nicht zugewebt).
Da SL's mit ziemlicher Sicherheit rotieren(Drehimpulserhaltung) kommt die Kerr-Metrik der Realität wohl am nächsten.

Die Raumzeitkrümmung folgt nicht aus der Gezeitenwirkung am SL. Es ist umgekehrt.
Die Raumzeitkrümmung ist bei allen SL's am EH/SR unendlich. Diese flacht aber, je nach Masse des SL, unterschiedlich schnell ab.
Bei SL's mit geringer Masse(riesiger Dichte) wird die Krümmung schon in geringer Entfernung zum EH schnell flach.
Das heist ein Hineinfallender befindet sich z.B. mit den Füßen schon nahe der unendlichen Krümmung und mit dem Kopf noch im flachen Raum.
Dieser riesige Unterschied der Krümmung(zwischen Füßen und Kopf) auf kurze Distanz bewirkt die riesige Gezeitenwirkung welche den Hineinfallenden zerreist.

Bei SL's mit gigantischer Masse(geringe Dichte, z.B. wie Wasser) wird die Krümmung erst in erheblicher Entfernung zum EH flacher.
Das heist ein Hineinfallender befindet sich z.B. mit den Füßen schon nahe der unendlichen Krümmung und mit dem Kopf aber auch schon nahe der unendlichen Krümmung.
Dieser sehr kleine Unterschied der Krümmung(zwischen Füßen und Kopf) bewirkt eine geringe Gezeitenwirkung die den Hineinfallenden nicht zerreissen kann.

Gruß EMI

PS: siehe auch: http://www.quanten.de/forum/showpost...&postcount=121

[Marco Polo]

Zitat von EMI

Die Raumkrümmung folgt nicht aus der Gezeitenwirkung am SL. Es ist umgekehrt.

Das leuchtet ein.

Bei SL's mit gigantischer Masse(geringe Dichte, z.B. wie Wasser) wird die Krümmung erst in erheblicher Entfernung zum EH flacher. Das heist ein Hineinfallender befindet sich mit den Füßen schon Nahe der unendlichen Krümmung und mit dem Kopf aber auch schon Nahe der unendlichen Krümmung. Dieser zu kleine Unterschied der Krümmung bewirkt eine geringe Gezeitenwirkung die den Hineinfallenden nicht zerreissen kann.

Jetzt hab auch ich es geschnallt *Licht aufgeh*. Starke Raumzeitkrümmung muss daher nicht automatisch mit starker Gezeitenkraft einhergehen, wenn diese Raumzeitkrümmung nur langsam abflacht:

Diese flacht aber, je nach Masse des SL, unterschiedlich schnell ab.

Ist ja auch logisch. Wenn an 2 Orten im Gravitationsfeld eine fast identische Raumkrümmung vorliegt, dann ist die Gezeitenwirkung zwischen diesen beiden Punkten trotz evtl. extremer Raumzeitkrümmung nur gering.

Man kann sagen, das Gravitationfeld wäre in dieser Region annähernd homogen. Je größer das SL, desto homogener das Gravitationsfeld.

Der Wert der Gezeitenkräfte ist demnach ein Maß für die Inhomogenität eines Gravitationsfeldes.

Vielen Dank für die Aufklärung. Das hatte mir nämlich keine Ruhe gelassen.


Gruss, Marco Polo

[EMI]

Noch mal zu Neutonensternen und ob deren Entwicklung nicht im SL enden.

Die untere Massegrenze von 1,2 Sonnenmassen für Neutronensterne habe ich mit Marco Polo schon ausführlich diskutiert.
Eine obere Massegrenze gibt es theoretisch noch nicht, alle Beobachtungen finden bisher nur Neutronensterne mit max 1,4 Sonnenmassen.

Es könnte sein, das größere Sterne(größer 1,4 Sonnenmassen) an ihrem Lebensende zum SL zusammenstürzen.
Es könnte aber auch sein, das diese alle Materie(über 1,4 Sonnenmassen) bei der Supernova in den Raum befördern.
Wieso aber immer genau alles was über 1,4 Sonnenmassen ist?

Eine Antwort könnte der Drehimpuls liefern, den hatte Marco Polo und ich bei unserer Diskusion unberechtigter Weise außen vor gelassen.

Der Drehimpuls eines Riesensternes bleibt auch bei dessen Kollaps erhalten!
Das was da im inneren kollabiert nimmt erheblich an Drehspeed zu. Erheblich!
Gut, unser eins hat Hände und Muskeln, könnte sich also irgend wie festklammern. Auf Dauer bestimmt sehr anstrengend!
Aber normale Materie kann sich bei diesem Drehspeed nicht mehr halten!
Vielleicht liegt die Grenze zwischen Gravitationkraft und Fliehkraft bei ca.1,4 Sonnenmassen? Könnte sein, oder?

Ist das der Grund warum keine Neutronensterne über 1,4 Sonnenmassen beobachtet werden?
Sturz zum SL oder per Fliehkraft ab in den Raum, alles über 1,4 Sonnenmassen. Das ist hier die Frage.
Und dann noch das Pauliprinzip.

Gruß EMI

[Uranor]

Zitat von EMI

Aber normale Materie kann sich bei diesem Drehspeed nicht mehr halten!
Vielleicht liegt die Grenze zwischen Gravitationkraft und Fliehkraft bei ca.1,4 Sonnenmassen? Könnte sein, oder?

Ist das der Grund warum keine Neutronensterne über 1,4 Sonnenmassen beobachtet werden?
Sturz zum SL oder per Fliehkraft ab in den Raum, alles über 1,4 Sonnenmassen. Das ist hier die Frage.
Und dann noch das Pauliprinzip.

Und noch was: Wir sehen ja die Burst der Quasare in enorm kurzen Abständen. Bei derartig enormem Drehspeed nach der Supernova kann das Objekt offenbar gar nicht zum SL zusammenstürzen. Es müsste dazu erst mal einiges an Drehimpuls loswerden können.

Nun bleibt die Frage: Wie soll jemals etwas zum SL zusammenstürzen? Ankommende Massen würden in den Jets wieder davongeschleudert. Offenbar zehrt die dauernde Arbeit den Drehimpuls nicht auf. Quasare sind die ältesten beobachteten Objekte. Sie könen nicht zu SL werden, müssen Karussells bleiben?

Gruß Uranor

[JGC]

Zitat von Uranor

Nun bleibt die Frage: Wie soll jemals etwas zum SL zusammenstürzen? Ankommende Massen würden in den Jets wieder davongeschleudert. Offenbar zehrt die dauernde Arbeit den Drehimpuls nicht auf. Quasare sind die ältesten beobachteten Objekte. Sie könen nicht zu SL werden, müssen Karussells bleiben?

Gruß Uranor

Zeigt das nicht überdeutlich, das die Gravitation eine Leistung erbringt, die sie zu jeder Sekunde erbringen muss?

Gravitationsdruck macht doch erst die Drehung, also muss "verbrauchte Energie sofort zurück" gebracht werden.

JGC

[EMI]

Zitat von EMI

Der Drehimpuls eines Riesensternes bleibt auch bei dessen Kollaps erhalten!
Das was da im inneren kollabiert nimmt erheblich an Drehspeed zu.
Aber normale Materie kann sich bei diesem Drehspeed nicht mehr halten!
Vielleicht liegt die Grenze zwischen Gravitationkraft und Fliehkraft bei ca.1,4 Sonnenmassen? Könnte sein, oder?

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

Fliehkraft=Schwerkraft
r*w² = g*m/4Pi*r² mit w=Winkelgeschwindigkeit und g=grav.Konstante(Newton)

Das umgestellt erhalten wir für die maximale Rotationsfrequenz fR

fR(max) = (1/2Pi) * sqrt(g*D/3) mit D=Dichte

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

Das heist im Klartext:

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.

Deshalb haben Neutronensterne immer ~ 1,4 Sonnenmassen.
Nur Sterne die nicht rotieren können zu einem SL zusammenstürzen.(Pauliprinzip mal nicht berücksichtigt)
Könnte das stimmen??

Gruß EMI

PS: 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. Schön festhalten wenn es dazu kommt!

[Marco Polo]

Auszug aus der Fachliteratur:

"Massive Sterne können die quantenmechanische Entartung der Elektronen mühelos durchschreiten. Supernovae (Aufbrechen beim explosiven Freiwerden gravitativer Energie) entstehen, und der ursprüngliche Kern kann als Neutronenstern enden.

Hier wird der Druck durch nicht-relativistische Neutronen geliefert. Massendichten von 10^14 bis 10^17 kg/m³ können auftreten. Temperaturen von 10^8 K sind typisch (trotz Entartung).

Radien bewegen sich in der Grössenordnung von 17 km. Ähnlich wie bei weissen Zwergen gibt es auch für Neutronensterne eine obere Masse von drei Sonnenmassen.

Für grosse Massen werden die entarteten Neutronen ultra-relativistisch und das hydrostatische Gleichgewicht wird fragil.

Wenn nicht durch eine Supernovae-Explosion die Masse vorher aufbricht, entsteht ein SL."

Gruss, Marco Polo