Licht im Schwarzen Loch ?

[Harti]

Hallo Timm,

Zitat von Timm

In Schwarzschild Koordinaten "klebt" der Stein am EH. In seiner Eigenzeit fällt er durch bis zur Singularität. Alles Dinge, die in verständlicher Form sehr leicht nachzulesen sind.

Dies ist für mich leider nicht verständlich, weil ich nicht weiß, was Schwarzschild- Metrik bedeutet. Und dass ein Stein an einer virtuellen Linie "klebt" verstehe ich auch nicht. Der Vergleich(Unterschied) von Schwarzschildmetrik und Eigenzeit scheint mir schief zu sein.

Ich stelle mir die Verhältnisse am Ereignishorizont eines Schwarzen Loch in meiner Parallelwertung in der Laiensphäre schlicht wie folgt vor:

Wie ein Satellit sich im Orbit der Erde im Kräftegleichgewicht befindet, befindet sich die elektromagnetische Strahlung am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs im Kräftegleichgewicht. Sowohl der Orbit der Erde wie der der Ereignishorizont sind virtuelle Linien (idealisierte Linien). Sowohl der Satellit im Orbit wie das Licht am Ereignishorizont bewegen sich auf einer Geodäte der an den genannten Orten unteschiedlich stark gekrümmten Raumzeit.
Wenn das Gleichgewicht gestört wird, elektromagnetische Wellen können langsamer werden, wenn sie Materie durchdringen, Satelliten können langsamer oder schneller werden, stürzt das Licht ins Schwarze Loch und der Satellit auf die Erde; der Satellit kann aber auch in den Weltraum entweichen, wenn er beschleunigt wird.
Problematisch ist es, der Betrachtung der Verhältnisse am Ereignishorizont und dem Verhalten des Lichts dort die absolute Vakuumlichtgeschwindigkeit (c) zugrunde zu legen; denn diese kann weder schneller noch langsamer werden. Dies löst sich allerdings auf, wenn man sich bewußt macht, dass diese Vakuumlichtgeschwindigkeit ebenfalls ein idealisierter ( virtueller)Wert ist. Dies zeigt sich z.B. darin, dass man ihn mit den allgemein verwendeten Einheiten nicht ganz genau messen kann.

Eine eigene Meinung über einen Stoff kann man sich erst bilden, wenn man ihn halbwegs verstanden hat. Dies scheint Dir trotz diverser Hilfestellungen zu entgehen. Schade, denn so kommst Du nicht voran. Vielleicht solltest Du auch bedenken, daß es Leute nicht wirklich beflügelt, wenn Du deren Verständnishilfen ignorierst.

Es ist mir leider nicht möglich, Deine (Eure) Terminlogie, z.B. Schwarzschild-Metrik etc., zu verstehen. Ich habe allerdings Verständnis dafür, dass es Experten nervt, meine Fragen zu beantworten; zumal wenn sie kritisch sind und erkennbar ist, dass mir die mathematischen Grundlagen fehlen. Ich kann allerdings altersbedingt kein Mathematikstudium mehr durchführen.
Mich nervt das in den verschiedensten Formen wiederholte Scheinargument: "Du hast keine Ahnung. Halte deshalb den Mund und informiere Dich (lerne) erst mal".
Ich habe dabei immer das Gefühl, der Antwortgeber kann oder will meine Frage nicht beantworten.

Ich werde mich in meiner Außenseiterrolle in Zukunft zurückhalten und nicht mit Zwischenfragen, das Niveau der Diskussionen stören.

MfG
Harti

[JoAx]

Zitat von Harti

Ich habe dabei immer das Gefühl, der Antwortgeber kann oder will meine Frage nicht beantworten.

Dieses Gefühl ist richtig. Das heißt aber nicht, dass du keine Schuld daran trägst. Viele Sachen lassen sich auf dem "Hausfrauen"-Niveau nicht korrekt beschreiben. Das ist Fakt. Und wenn du das Niveau nicht ändern willst (oder kannst), dann musst du in Kauf nehmen, die Dinger schlicht nicht zu verstehen. Nie.

[Harti]

Hallo JoAx,
ich werde mal ne Nacht darüber schlafen und dann entscheiden, ob ich Deine Äußerung der Hausfrauendiskriminierungsvermeidungs-Stelle melde.
Übrigens gibt es Hausfrauen, die haben eine höchst praktische Intelligenz. Da könnte sich so mancher Professor eine Scheibe von abschneiden.
MfG
Harti

[Marco Polo]

Hallo Harti,

vielleicht kann man das mit der Schwarzschildmetrik so erklären, dass auch ein Laie den ungefähren Sachverhalt erkennt.

Stell dir einen Schwarzes Loch (im folgenden SL genannt) und zwei Raumfahrer vor, die sich in quasi unendlicher Entfernung zu diesem SL im feldfreien Raum befinden und deren Entfernung zum Schwarzen Loch konstant ist.

Jetzt bewegt sich einer der beiden Raumfahrer auf das SL zu, der andere bleibt wo er ist.

Aus Sicht des zurückbleibenden Raumfahrers nähert sich der auf das SL zufliegende Raumfahrer dem Ereignishorizont (EH) lediglich asymptotisch an. Er wird das SL aus Sicht des zurückgebliebenen Raumfahres nie ganz erreichen (oder erst nach unendlich langer Zeit). Überqueren wird er den EH aus Sicht des zurückgebliebenen Raumfahrers also nie. Das ist das, was Timm mit "er klebt am EH" meint. Und zwar gemäß der stationären Koordinatenzeit des zurückgebliebenen Raumfahrers.

Anders sieht das aus Sicht des sich auf das SL zubewegenden Raumfahres aus. Wir haben jetzt keine stationären Koordinaten mehr, sondern mitbewegte Koordinaten. Er wird also den EH in endlicher Eigenzeit durchqueren. Eigenzeit ist die Zeit, die dieser Raumfahrer auf seiner Uhr abliest.

Wir haben hier also so eine Art Widerspruch, könnte man meinen.

Daran sieht man, dass für dieses Beispiel stationäre Koordinaten (die des fernen Beobachters) nicht geeignet sind, um die tatsächliche Physik am Ort des Geschehens (das Durchschreiten des EH in endlicher Eigenzeit des Reise-Raumfahres) angemessen zu beschreiben.

Deswegen muss man eben in der ART strikt zwischen stationären und mitbewegten Koordinaten unterscheiden.

So in etwa habe ich es zumindest verstanden.

[Eyk van Bommel]

Hmm. Die Wellenlänge sagt ja zunächst nichts über die räumliche Ausdehnung senkrecht zur Bewegungsrichtung aus. Gibt es hierzu überhaupt eine Aussage? Eigentlich wäre es ja doch die Intensität das „Maß der Auslenkung“. Sicherlich ist das Licht „einfallende“ Licht für einen Beobachter in der Nähe des EH nicht nur sehr Energiereich sondern zudem sehr intensiv. Da Licht einer Glühbirne von der Erde würde ihm vorkommen wir Supernova. Aber welchen Einfluss hat die Amplitude* einer Transversalwelle auf die „Stabilität der Umlaufbahn/lichtartige 3D-Fläche“. Aus dieser Betrachtung heraus (Beobachter am EH) kann sich das Licht dort nicht halten und „fällt“ mit ihm?

*Ich frage mich aber auch, ob es überhaupt eine klassische Betrachtung der Amplitudenhöhe senkrecht zur Bewegungsrichtung bei dieser Frage geben kann.

[Timm]

Zitat von Marco Polo

Aus Sicht des zurückbleibenden Raumfahrers nähert sich der auf das SL zufliegende Raumfahrer dem Ereignishorizont (EH) lediglich asymptotisch an. Er wird das SL aus Sicht des zurückgebliebenen Raumfahres nie ganz erreichen (oder erst nach unendlich langer Zeit). Überqueren wird er den EH aus Sicht des zurückgebliebenen Raumfahrers also nie.

Vielleicht noch die kleine Ergänzung:
Aus der Sicht des zurückbleibenden Raumfahrers geht die Uhr des zum SL fliegenden Raumfahrers immer langsamer und bleibt in ferner Zukunft stehen. Wie, eine Uhr kann doch nicht stehen bleiben und anderswo weiterticken? Die Antwort macht klar, um was es geht. Marc hat es schon erwähnt.

Und nun komme ich zu Deinem Punkt, Harti. Wenn Du Dir hier die Gleichung für die gravitative Zeitdilatation bei "Outside a non-rotating sphere" ansiehst, bekommst Du zumindest ein Gefühl für die Zusammenhänge und siehst, was passiert, wenn r gegen r_s geht. Dazu braucht man nun wirklich keine besonderen Mathematik Kenntnisse.

Es geht also am Ende darum, ob Dich das interessiert oder ob Du es stattdessen vorziehst, die Leute mit unsubstantiierten Parallelmeinungen zu langweilen.

[Harti]

Hallo Marco Polo,
vielen Dank für Deine Erklärungen, sie sind für mich sehr gut verständlich.

Zitat von Marco Polo

Aus Sicht des zurückbleibenden Raumfahrers nähert sich der auf das SL zufliegende Raumfahrer dem Ereignishorizont (EH) lediglich asymptotisch an. Er wird das SL aus Sicht des zurückgebliebenen Raumfahres nie ganz erreichen (oder erst nach unendlich langer Zeit). Überqueren wird er den EH aus Sicht des zurückgebliebenen Raumfahrers also nie. Das ist das, was Timm mit "er klebt am EH" meint. Und zwar gemäß der stationären Koordinatenzeit des zurückgebliebenen Raumfahrers.

Dazu habe ich allerdings noch Fragen. Handelt es sich bei dieser Betrachtung aus der Position des zurückgebliebenen Raumfahrers eventuell um eine rein theoretische Sichtweise auf der Grundlage des von mir bereits erwähnten absoluten (virtuellen) Wertes von c und eines entsprechenden Ereignishorizonts ? Verdächtig ist für mich insoweit, wenn von nie (unendlich langer Zeit) als Ergebnis der Betrachtung die Rede ist. Möglicherweise kann man nicht davon ausgehen, dass die Zeit gegen Null strebt; denn dies liefe auf die Annahme einer unendlich hohen Geschwindigkeit des Lichts hinaus.

Anders sieht das aus Sicht des sich auf das SL zubewegenden Raumfahres aus. Wir haben jetzt keine stationären Koordinaten mehr, sondern mitbewegte Koordinaten. Er wird also den EH in endlicher Eigenzeit durchqueren. Eigenzeit ist die Zeit, die dieser Raumfahrer auf seiner Uhr abliest.

Wir haben hier also so eine Art Widerspruch, könnte man meinen.

Die Betrachtung beruht augenscheinlich auf einem relativistischen Modell, bei dem die im Verhältnis zueinander bewegten Raumfahrer jeweils mit einem Koordinatensystem verbunden und wechselseitig als Bezugssysteme betrachtet werden. Wie stellt sich die Sache in einem Raumzeitmodell dar ? Könnte man die Sache eventuell so sehen, dass der Beobachter mit dem Raumzeitkoordinatensystem verbunden ist (als darin ruhend betrachtet wird) und mein Vergleich mit dem Satelliten im Orbit brauchbar ist ?

@Timm Ich konnte die mit dem link angegebene Seite leider nicht aufrufen.

MfG
Harti

[Timm]

Zitat von Harti

@Timm Ich konnte die mit dem link angegebene Seite leider nicht aufrufen.

Er sollte jetzt funktionieren, Harti.

[Marco Polo]

Zitat von Harti

Hallo Marco Polo,
vielen Dank für Deine Erklärungen, sie sind für mich sehr gut verständlich.

Ja danke. Wichtig erscheint mir aber mitzuteilen, dass ich auf diesem Gebiet lediglich rudimentäre Kenntnisse habe.

Zitat von Harti

Dazu habe ich allerdings noch Fragen. Handelt es sich bei dieser Betrachtung aus der Position des zurückgebliebenen Raumfahrers eventuell um eine rein theoretische Sichtweise auf der Grundlage des von mir bereits erwähnten absoluten (virtuellen) Wertes von c und eines entsprechenden Ereignishorizonts ?

Keine Ahnung, was du mit absolutem (virtuellen) Wert von c meinst.
Das müsstest du erst mal klarstellen, bevor ich darauf eingehen kann.

Vielleicht hilft dir folgendes weiter: c ist lokal immer konstant, nämlich c. Bekannt unter dem "Prinzip der Konstanz der Lichgeschwindigkeit".

Es ist aber wichtig bei c zwischen lokal und nicht-lokal zu unterscheiden. Nicht-lokal ist die LG nämlich variabel. Das ist ein scheinbarer Effekt, der nichts mit der lokalen LG zu tun hat.

Dieser beschreibt die Lichtgeschwindigkeit in einem entfernten Punkt im nicht-lokalen Koordinatensystem des Beobachters.

Zitat von Harti

Verdächtig ist für mich insoweit, wenn von nie (unendlich langer Zeit) als Ergebnis der Betrachtung die Rede ist. Möglicherweise kann man nicht davon ausgehen, dass die Zeit gegen Null strebt; denn dies liefe auf die Annahme einer unendlich hohen Geschwindigkeit des Lichts hinaus.

Doch. Die stationäre Koordinatenzeit aus Sicht des entfernten Beobachters strebt für ein frei fallendes Testpartikel, das sich dem EH nähert gegen Null. Einfach deswegen, weil wir am EH gemäß Schwarzschildmetrik eine sogenannte Koordinatensingularität berücksichtigen müssen.

Zitat von Harti

Die Betrachtung beruht augenscheinlich auf einem relativistischen Modell, bei dem die im Verhältnis zueinander bewegten Raumfahrer jeweils mit einem Koordinatensystem verbunden und wechselseitig als Bezugssysteme betrachtet werden.

Das dürfte nach meiner möglicherweise naiven Vorstellung hinkommen.

Zitat von Harti

Wie stellt sich die Sache in einem Raumzeitmodell dar?

Ist das etwa nicht ein Raumzeitmodell, von dem wir die ganze Zeit sprechen?

Zitat von Harti

Könnte man die Sache eventuell so sehen, dass der Beobachter mit dem Raumzeitkoordinatensystem verbunden ist (als darin ruhend betrachtet wird) und mein Vergleich mit dem Satelliten im Orbit brauchbar ist ?

Ich kenne deinen Vergleich mit dem Satelliten im Orbit nicht.

[Harti]

Hallo Marco Polo,
schön dass Du dich mit mir unterhältst und nicht sofort abblockst. Ich habe aber auch Verständnis dafür, wenn Du dazu keine Lust mehr hast. Lass es mich nur wissen.

Zitat von Marco Polo

Keine Ahnung, was du mit absolutem (virtuellen) Wert von c meinst.
Das müsstest du erst mal klarstellen, bevor ich darauf eingehen kann

Es wird allgemein gesagt, Licht hat keine Ruhemasse. Wie kommt dann die Tatsache zustande, dass bewegtes Licht doch Masse hat ?
Für mich wäre die Aussage verständlicher: "Licht kann nicht ruhen", weil es eine Wechselwirkung von elektrischer und magnetischer Wirkung ist und diese ist ruhend nicht vorstellbar.
Auf der Grundlage der von uns willkürlich festgesetzten Einheiten wird eine Lichtgeschwindigkeit von rund 300000 km/sec gemessen. Geschwindigkeit ist eine Beziehung zwischen Raum (Strecke) und Zeit, die willkürlich aus der Sicht des Raumes definiert wird (Strecke/Zeit). Es ist meines Erachtens zum Verständnis der Dinge sinnvoller, bei der Anwendung der Kategorien Raum und Zeit auf die Bewegung elektromagnetischer Wellen Raum und Zeit als gleichwertig zu behandeln, z.B. mit Einheiten wie Lichtsekunde und Sekunde, weil die elektrische und die magnetische Wirkung in ihrer räumlichen und zeitlichen Veränderung nicht zu unterscheiden sind. Es ergibt sich dann für die Lichtgeschwindigkeit ein Wert 1. Dies ist nicht nur ein Wert der der Vereinfachung dient, wie es von Physikern allgemein angenommen wird, sondern er entspricht der Natur der elektromagnetischen Wechselwirkung und macht das Wesen der Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante aus.
Als virtuell bezeichne ich die Vakuumlichtgeschwindigkeit aufgrund dieser Gegebenheiten und weil es kein absolutes Vakuum gibt.

Es ist aber wichtig bei c zwischen lokal und nicht-lokal zu unterscheiden. Nicht-lokal ist die LG nämlich variabel. Das ist ein scheinbarer Effekt, der nichts mit der lokalen LG zu tun hat.

Das verstehe ich nicht.
Aus den zuvor genennten Überlegungen bewegt sich Licht immer gleichförmig im Verhältnis zum Koordinatensystem, mit dem man es betrachtet. Das Koordinatensystem kann geradlinig sein oder gekrümmt wie die Raumzeit.

Die stationäre Koordinatenzeit aus Sicht des entfernten Beobachters strebt für ein frei fallendes Testpartikel, das sich dem EH nähert gegen Null. Einfach deswegen, weil wir am EH gemäß Schwarzschildmetrik eine sogenannte Koordinatensingularität berücksichtigen müssen.

Diese Betrachtung ist m.E. keine raumzeitliche. In der Raumzeit sind Raum und Zeit vereinheitlicht und es gibt nur ein Koordinatensystem, die Raumzeit. Veränderungen werden mit Koordinaten (Weltpunkte) oder mit Vektoren (Raumzeitintervalle,Weltlinien) dargestellt.

Ist das etwa nicht ein Raumzeitmodell, von dem wir die ganze Zeit sprechen?

Ich meine man sollte zwischen zwei Modellen unterscheiden:

1. Es werden zwei im Verhältnis zueinander Bewegte Objekte jeweils mit einem Koordinatensystem verbunden. Ein Objekt wird als ruhend betrachtet und auf diese Weise zum Bezugssystem gemacht. Raum- und Zeitmaßstäbe des bewegten Objektes/Systems erscheinen im ruhenden System perspektivisch verzerrt ( Längenkontraktion, Zeitdilatation).

2. In einem Raumzeitmodell sind Raum und Zeit vereinheitlicht. Es gibt nur ein Koordinatensystem, das mit dem Beobachter verbunden wird. Veränderungen (Bewegungen) können unmittelbar, ohne relativistsiche Effekte mit Hilfe von Vektoren dargestellt werden.

Nur zur Klarstellung. Was ich hier schreibe, entspricht meinen Überlegungen. Es kann falsch sein. Für Richtigstellungen bin ich jederezeit dankbar.

Ich kenne deinen Vergleich mit dem Satelliten im Orbit nicht.

Ich stelle mir vor, dass sich Licht zunächst wie ein Satellit im Orbit, am Ereignishorizont um ein Schwarzes Loch bewegt, und dann, wenn es durch Kollision mit anderer Materie verlangsamt wird, in das Schwarze Loch gerät.
Das Licht befindet sich nur so lange im "freien Fall" um das Schwarze Loch, wie die Lichtgeschwindigkeit (c) der Krümmung der Raumzeit entspricht.
Anders ausgedrückt: Licht bewegt sich am Ereignishorizont nur solange auf einer Geodäte der Raumzeit, bis es durch Kollision mit Materie gebremst wird, aus dem Gleichgewicht gebracht wird und ins Schwarze Loch gerät; wie ein abstürzender Satellit.

MfG
Harti