nicht angemeldet Marc Reichelt
Der Martin
Marc Reichelt
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MudGuard
Marc Reichelt
Marc Reichelt
MudGuard
Hi !
Also das Prinzip der Entstehung eines schwarzen Loches ist mir im Internet klar geworden. Nur folgende Frage ist noch offen:
Wenn das schwarze Loch nach dem Zusammenbruch des Sterns massig viel Anziehungskraft hat, dann muss es das doch schon als "normaler" Stern gehabt haben, oder ? Oder "schnitzt" sich das schwarze Loch während seiner Umwandlung die Masse ?
Gruß
Hans
Hallo Hans,
Also das Prinzip der Entstehung eines schwarzen Loches ist mir im Internet klar geworden. Nur folgende Frage ist noch offen:
Wenn das schwarze Loch nach dem Zusammenbruch des Sterns massig viel Anziehungskraft hat, dann muss es das doch schon als "normaler" Stern gehabt haben, oder ? Oder "schnitzt" sich das schwarze Loch während seiner Umwandlung die Masse ?
Exakt: Massen- und der Energieerhaltungssatz müssen erfüllt bleiben.
Also hat der Stern genauso viel Masse vorher wie das schwarze Loch hinterher.
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hallo Marc,
wahrscheinlich können wir alle nicht mit Einsteins Physikkenntnissen mithalten - ich auf jeden Fall nicht. Aber zumindest habe ich sowohl von relativistischer Physik als auch von Kosmologie schon mal was gehört.
Exakt: Massen- und der Energieerhaltungssatz müssen erfüllt bleiben.
Also hat der Stern genauso viel Masse vorher wie das schwarze Loch hinterher.
Nun hat aber doch der schlaue Albert festgestellt, dass Masse und Energie äquivalent sind. Da aber in einem schwarzen Loch die Gravitation so hoch ist, dass nicht einmal das Licht (also Energie) ihm entkommen kann, andererseits kontinuierlich Masse und Energie durch das schwarze Loch absorbiert wird, muss seine eigene Masse doch stetig zunehmen. Denn in welcher anderen Form könnte sich die Energie sonst noch manifestieren, wenn nicht durch Massenzunahme?
Ciao,
Martin
Hallo Der,
wahrscheinlich können wir alle nicht mit Einsteins Physikkenntnissen mithalten - ich auf jeden Fall nicht. Aber zumindest habe ich sowohl von relativistischer Physik als auch von Kosmologie schon mal was gehört.
Exakt: Massen- und der Energieerhaltungssatz müssen erfüllt bleiben.
Also hat der Stern genauso viel Masse vorher wie das schwarze Loch hinterher.Nun hat aber doch der schlaue Albert festgestellt, dass Masse und Energie äquivalent sind. Da aber in einem schwarzen Loch die Gravitation so hoch ist, dass nicht einmal das Licht (also Energie) ihm entkommen kann, andererseits kontinuierlich Masse und Energie durch das schwarze Loch absorbiert wird, muss seine eigene Masse doch stetig zunehmen. Denn in welcher anderen Form könnte sich die Energie sonst noch manifestieren, wenn nicht durch Massenzunahme?
Natürlich kann man Masse und Energie beliebig ineinander umwandeln, das hat die Formel [latex]E = m c^2[/latex] ja eindrucksvoll gezeigt.
Es ging jetzt allerdings nur um die Berechnung eines schwarzen Lochs anhand einer Masse, und nicht die zunehmende Energie/Masse durch die vorhandene Materie. In der Realität ist die Energie eines Sternes hoch, sodass sie dann garantiert noch eine kleine Rolle spielen wird - die Berechnung ist dann aber garantiert nicht mehr so trivial.
Außerdem zeigt Einsteins Formel, dass schon wenig Masse in sehr viel Energie gewandelt werden kann (was leider gerne für Atomwaffen missbraucht wird).
Also wird umgekehrt viel Energie nur sehr wenig Masse produzieren. Aus diesem Grund lässt man die Berechnung der Energie auch meistens weg - zumindest aber in der Schule. ;-)
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hi,
Nun hat aber doch der schlaue Albert festgestellt, dass Masse und Energie äquivalent sind. Da aber in einem schwarzen Loch die Gravitation so hoch ist, dass nicht einmal das Licht (also Energie) ihm entkommen kann, andererseits kontinuierlich Masse und Energie durch das schwarze Loch absorbiert wird, muss seine eigene Masse doch stetig zunehmen. Denn in welcher anderen Form könnte sich die Energie sonst noch manifestieren, wenn nicht durch Massenzunahme?
Natürlich kann man Masse und Energie beliebig ineinander umwandeln, das hat die Formel [latex]E = m c^2[/latex] ja eindrucksvoll gezeigt.
Es ging jetzt allerdings nur um die Berechnung eines schwarzen Lochs anhand einer Masse, und nicht die zunehmende Energie/Masse durch die vorhandene Materie. In der Realität ist die Energie eines Sternes hoch, sodass sie dann garantiert noch eine kleine Rolle spielen wird - die Berechnung ist dann aber garantiert nicht mehr so trivial.
Außerdem zeigt Einsteins Formel, dass schon wenig Masse in sehr viel Energie gewandelt werden kann (was leider gerne für Atomwaffen missbraucht wird).
Also wird umgekehrt viel Energie nur sehr wenig Masse produzieren. Aus diesem Grund lässt man die Berechnung der Energie auch meistens weg - zumindest aber in der Schule. ;-)
Man lässt sie hauptsächlich weg, weil man kein zuverlässiges Modell für das Weltsystem *im* Schwarzschildt-Radius hat. Es gibt viele Theorien dafür, was da "drin" passiert, immerhin gilt kaum eines der uns bekannten und einigermaßen intuitiven Gesetze der Standardphysik.
Grüße aus Barsinghausen,
Fabian
Hallo Fabian,
Außerdem zeigt Einsteins Formel, dass schon wenig Masse in sehr viel Energie gewandelt werden kann (was leider gerne für Atomwaffen missbraucht wird).
Also wird umgekehrt viel Energie nur sehr wenig Masse produzieren. Aus diesem Grund lässt man die Berechnung der Energie auch meistens weg - zumindest aber in der Schule. ;-)Man lässt sie hauptsächlich weg, weil man kein zuverlässiges Modell für das Weltsystem *im* Schwarzschildt-Radius hat. Es gibt viele Theorien dafür, was da "drin" passiert, immerhin gilt kaum eines der uns bekannten und einigermaßen intuitiven Gesetze der Standardphysik.
Nun ja, wenn das schwarze Loch vorher ein Stern gewesen ist und man dessen Daten kennt (insbesondere die von der Masse und der Energie), so muss sich diese Masse und die Energie später innerhalb des Schwarzschildt-Radius befinden. Was das System innen drin macht habe ich damit nicht erwähnt, aber von außen gesehen hat ein schwarzes Loch zunächst (da es ja über die Zeit weitere Materie aufnimmt und Energie abgibt) die Masse und Energie, die zuvor der Stern gehabt hat.
Man kann jetzt natürlich sinnieren, was "da drin" passiert - ich werde das nicht machen, zumal ich gerade einmal eine Spur von der Materie verstehe. Da gibt es wesentlich intelligentere Köpfe als mich! :-D
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hallo Marc,
Nun ja, wenn das schwarze Loch vorher ein Stern gewesen ist und man dessen Daten kennt (insbesondere die von der Masse und der Energie), so muss sich diese Masse und die Energie später innerhalb des Schwarzschildt-Radius befinden. Was das System innen drin macht habe ich damit nicht erwähnt, aber von außen gesehen hat ein schwarzes Loch zunächst (da es ja über die Zeit weitere Materie aufnimmt und Energie abgibt) die Masse und Energie, die zuvor der Stern gehabt hat.
Eben nicht. Wenn wir von einem Stellaren Schwarzen Loch sprechen, das durch einen in einer Supernova explodierten Stern entstanden ist, wird dieses bedeutend weniger Masse als der vorhergehende Stern habe, das eine ganze Menge Materie während der Explosion fortgeschleudert worden ist.
Schöne Grüße,
Johannes
Hallo Johannes,
Nun ja, wenn das schwarze Loch vorher ein Stern gewesen ist und man dessen Daten kennt (insbesondere die von der Masse und der Energie), so muss sich diese Masse und die Energie später innerhalb des Schwarzschildt-Radius befinden. Was das System innen drin macht habe ich damit nicht erwähnt, aber von außen gesehen hat ein schwarzes Loch zunächst (da es ja über die Zeit weitere Materie aufnimmt und Energie abgibt) die Masse und Energie, die zuvor der Stern gehabt hat.
Eben nicht. Wenn wir von einem Stellaren Schwarzen Loch sprechen, das durch einen in einer Supernova explodierten Stern entstanden ist, wird dieses bedeutend weniger Masse als der vorhergehende Stern habe, das eine ganze Menge Materie während der Explosion fortgeschleudert worden ist.
Stimmt, von der Seite habe ich es noch gar nicht betrachtet. Aber darum ging es in meinem Post an Fabian gar nicht, sondern eher darum was mit der Energie innerhalb des Schwarzschildt-Radius passiert. Da hatte ich gesagt, dass mir das egal sein kann was mit der Energie im Inneren passiert, denn ich betrachte das System ja nur von außen. :-)
Aber deine Anmerkung hierzu ist natürlich vollkommen richtig, bei einem extremen Massenverlust wie bei einer Supernova hat das schwarze Loch wesentlich weniger Masse als der Stern vorher hatte.
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hi,
Stimmt, von der Seite habe ich es noch gar nicht betrachtet. Aber darum ging es in meinem Post an Fabian gar nicht, sondern eher darum was mit der Energie innerhalb des Schwarzschildt-Radius passiert. Da hatte ich gesagt, dass mir das egal sein kann was mit der Energie im Inneren passiert, denn ich betrachte das System ja nur von außen. :-)
Und das stellt ein Problem dar. Denn wenn wir nicht wissen, was "drinnen" passiert, dann wird zwangsläufig auch das umgebende Weltsystem undefiniert, da wir die Auswirkungen nicht kennen: Beispielsweise können wir die Gravitation der Singularität nur berechnen, wenn wir Festlegungen treffen (etwa wie viel der [bekannten] Energie der Singularität als Materie vorliegt), über deren "wirklichen" Zustand wir jedoch keine Informationen haben. Da die Singularität allerdings üblicherweise Einfluss auf den umgebenden Bereich nimmt, siehst du, dass es eben nicht einfach "auszublenden" ist.
Grüße aus Barsinghausen,
Fabian
Hi,
Natürlich kann man Masse und Energie beliebig ineinander umwandeln,
Wenn das so beliebig machbar wäre, hätten wir keine Energieversorgungs- und kein Sondermüllentsorgungs-Probleme mehr - man könnte ja beliebig Sondermüll-Masse in Energie umwandeln …
;-)
cu,
Andreas
Hallo MudGuard,
Natürlich kann man Masse und Energie beliebig ineinander umwandeln,
Wenn das so beliebig machbar wäre, hätten wir keine Energieversorgungs- und kein Sondermüllentsorgungs-Probleme mehr - man könnte ja beliebig Sondermüll-Masse in Energie umwandeln …
Nun, so einfach ist das dann doch nicht. *lol*
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hi,
man könnte ja beliebig Sondermüll-Masse in Energie umwandeln …
und aus dieser Energie z.B. Kaffetassen oder sonst irgendetwas
herstellen. ich glaub ich wechsel meinen studiengang und studier ab
jetzt physik um alle probleme zu lösen.
MfG
Hi,
man könnte ja beliebig Sondermüll-Masse in Energie umwandeln …
und aus dieser Energie z.B. Kaffetassen oder sonst irgendetwas
herstellen.
Replikator-Technologie - Grüße von Gene Roddenberry
cu,
Andreas
Hi,
Replikator-Technologie - Grüße von Gene Roddenberry
zuviel Stargate geguckt? naja, am das prinzip ist ja ziemlich inteligent,
aber eine KI sollte man da dann aber nicht noch mit ins spiel bringen.
ich liebe SciFi und bei vielen filmen ist es theoretisch nach unseren
Physikkentnissen möglich. und da irgendwo auch hier mal zum thema kam
das das Vakuum doch nicht leer ist (bestes bsp. sind wohl die planten im
Universum) kann es dort doch schall geben. also man könnte außerhalb was
hören.
MfG
Hi,
Replikator-Technologie - Grüße von Gene Roddenberry
zuviel Stargate geguckt?
Nö, fand ich nicht so toll.
Ist das auch von Gene Roddenberry?
cu,
Andreas
Tach,
zuviel Stargate geguckt?
Ist das auch von Gene Roddenberry?
nein damit hatte "The Great Bird of the Galaxy" nichts zu tun.
mfg
Woodfighter
Hallo.
ich glaub ich wechsel meinen studiengang und studier ab
jetzt physik um alle probleme zu lösen.
Die wirklichen Probleme löst die Physik nicht, sondern verschiebt sie zu den technischen Disziplinen.
MfG, at
Hi !
Also das Prinzip der Entstehung eines schwarzen Loches ist mir im Internet klar geworden. Nur folgende Frage ist noch offen:
Wenn das schwarze Loch nach dem Zusammenbruch des Sterns massig viel Anziehungskraft hat, dann muss es das doch schon als "normaler" Stern gehabt haben, oder ? Oder "schnitzt" sich das schwarze Loch während seiner Umwandlung die Masse ?
Gruß
Hans
kenn mich zwar net so ganz aus aba würde sagen ein schwarzesloch hat extrem viel mehr masse pro cm³ darum die anziehungskraft
zB stern von 1000000cm³ volumen und 1000000000000 kilotonnen masse hat als schwarzes loch das gleiche gewicht is aba meinetwegen nurnoch 10cm³ gross .... ^^
Hi!
kenn mich zwar net so ganz aus aba würde sagen ein schwarzesloch hat extrem viel mehr masse pro cm³ darum die anziehungskraft
in der Gravitationsformel F=G * m1m2/R² (kann mal jemand die Formel hier in Latex-Version reinschreiben, ich raff das nicht...) ist keinerlei Dichte zu finden. Also müsste das schwarze Loch dieselbe Anziehungskraft haben wie der Stern vor dem Kollaps.
Gruß
Martin
Hi,
in der Gravitationsformel F=G * m1m2/R² (kann mal jemand die Formel
hier in Latex-Version reinschreiben, ich raff das nicht...) ist
keinerlei Dichte zu finden. Also müsste das schwarze Loch dieselbe
Anziehungskraft haben wie der Stern vor dem Kollaps.
also meine letzte Physik-stunde ist schon ne weile her und ich habe
meine Formelsamlung gerade nicht zu hand, aber ich nimm mal an das
heißt:
Kraft = Gravitationskonstante * Masse1*Masse2/Radius hoch 2
ist diese formel überhaupt korekt? fehlt da nicht etwas?
MfG
in der Gravitationsformel F=G * m1m2/R² (kann mal jemand die Formel hier in Latex-Version reinschreiben, ich raff das nicht...) ist keinerlei Dichte zu finden. Also müsste das schwarze Loch dieselbe Anziehungskraft haben wie der Stern vor dem Kollaps.
Eine Million Kubikzentimeter für einen Stern? Ist das nicht _ein wenig_ unrealistisch?
das war ne fiktive angabe wie gesagt ich hab da nicht viel plan von hatte das nie in physik ;)
wollt nurmal mitklugscheissern ... oda wenigstens so tun ;)
Hallo Martin!
in der Gravitationsformel
[latex]F = G \cdot {m_1 \cdot m_2 \over R^2}[/latex]
kann mal jemand die Formel hier in Latex-Version reinschreiben, ich
raff das nicht...)
So schwer ist es doch nicht.
℆, ℒacℎgas
Hallo chaos,
zB stern von 1000000cm³ volumen und 1000000000000 kilotonnen masse hat als schwarzes loch das gleiche gewicht is aba meinetwegen nurnoch 10cm³ gross .... ^^
Eine Million Kubikzentimeter für einen Stern? Ist das nicht _ein wenig_ unrealistisch?
Vielleicht sollte man sich aber mal an der Erde orientieren: Wäre sie ein schwarzes Loch, wäre dieses nur etwa erbsengroß. Ich glaube das bietet eine gewisse Vorstellung von der Dichte der Materie in einem schwarzen Loch.
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hi,
Wenn das schwarze Loch nach dem Zusammenbruch des Sterns massig viel Anziehungskraft hat,
die gleiche wie vorher - was ja schon geklärt ist. Der Unterschied: Man kommt viel dichter dran, hat also ein kleineres r. Das Problem an der genannten Formel ist, dass sich die Masse nicht an einem Punkt befindet, sondern verteilt ist. Wenn ich also auf dem Erdboden stehe, habe ich ein r=0 zu verhältnismäßig wenig Masse, und ein r=12.000km (oder so) zu ebenso wenig Masse, nebst diversen r dazwischen zu diversen anderen Massen. Wäre die Erde ein schwarzes Loch (und ich stünde noch immer darauf), hätte ich einige r zwischen 0 und einem Zentimeter, die zu einer Masse von sechs Trilliarden Tonnen führen. Meine Körpergröße ignoriere ich dabei, weil sie sich recht flott auf ein überschaubares Maß reduzieren würde ;-)
Cheatah
Hi Cheatah,
Wäre die Erde ein schwarzes Loch (und ich stünde noch immer darauf),
da hättest du aber Probleme drauf zu stehen :-) Die Erde wäre dann ja ein Kerr-Newmansches Schwarzes Loch (wenn ich den Namen richtig in Erinnerung habe), also ziemlich klein. Und mit einer minimalen Lebensdauer.
Gruß,
Martin
Hi,
Wäre die Erde ein schwarzes Loch (und ich stünde noch immer darauf),
da hättest du aber Probleme drauf zu stehen :-) Die Erde wäre dann ja ein Kerr-Newmansches Schwarzes Loch (wenn ich den Namen richtig in Erinnerung habe), also ziemlich klein. Und mit einer minimalen Lebensdauer.
hey, ist hier der aktuelle low level-Bereich? Also, waere ich ein Weltsystem wuerde ich mich hoellisch von schwarzen Loechern und so fernhalten. Wuerde ich einfach nicht benoetigen, so eine komplexe Struktur.
Gruss,
Ludger
Hi,
hey, ist hier der aktuelle low level-Bereich? Also, waere ich ein Weltsystem wuerde ich mich hoellisch von schwarzen Loechern und so fernhalten. Wuerde ich einfach nicht benoetigen, so eine komplexe Struktur.
Da die schwarzen Löcher, und hier meine ich das eigentliche "Loch" innendrin, in allen Dimensionen unterhalb des Meßbaren liegen (vid. Planck-Dimensionen) ist es vom restlichem Weltsstem komplett getrennt und selbiges Weltsystem hat seine Ordnung gerettet: sowas Komplexes hat es nicht nötig und wird daher sofort entsorgt.
so short
Christoph Zurnieden
Hi,
hey, ist hier der aktuelle low level-Bereich? Also, waere ich ein Weltsystem wuerde ich mich hoellisch von schwarzen Loechern und so fernhalten. Wuerde ich einfach nicht benoetigen, so eine komplexe Struktur.
Da die schwarzen Löcher, und hier meine ich das eigentliche "Loch" innendrin, in allen Dimensionen unterhalb des Meßbaren liegen (vid. Planck-Dimensionen) ist es vom restlichem Weltsstem komplett getrennt und selbiges Weltsystem hat seine Ordnung gerettet: sowas Komplexes hat es nicht nötig und wird daher sofort entsorgt.
danke fuer Deinen dem bisherigen Niveau entsprechenden Beitrag. Spekulatives ist immer willkommen.
Gruss,
Ludger
Hallo Ludger,
hey, ist hier der aktuelle low level-Bereich? Also, waere ich ein Weltsystem wuerde ich mich hoellisch von schwarzen Loechern und so fernhalten. Wuerde ich einfach nicht benoetigen, so eine komplexe Struktur.
Da die schwarzen Löcher, und hier meine ich das eigentliche "Loch" innendrin, in allen Dimensionen unterhalb des Meßbaren liegen (vid. Planck-Dimensionen) ist es vom restlichem Weltsstem komplett getrennt und selbiges Weltsystem hat seine Ordnung gerettet: sowas Komplexes hat es nicht nötig und wird daher sofort entsorgt.
danke fuer Deinen dem bisherigen Niveau entsprechenden Beitrag. Spekulatives ist immer willkommen.
Wenn *du* mehr Einsicht in die bisher dem Menschen nicht tatsächlich (im Wortsinne, falls das nicht mein virtuelles Niveau übersteigt) illustrierbaren Vorgänge hast, so teile sie doch bitte. Niemand von uns hat den Physik-Nobelpreis, also hör doch bitte auf ihn vor dir her zu tragen. Danke.
Grüße aus Barsinghausen,
Fabian
Hi,
Wenn *du* mehr Einsicht in die bisher dem Menschen nicht tatsächlich (im Wortsinne, falls das nicht mein virtuelles Niveau übersteigt) illustrierbaren Vorgänge hast, so teile sie doch bitte. Niemand von uns hat den Physik-Nobelpreis, also hör doch bitte auf ihn vor dir her zu tragen. Danke.
ich sehe mich ja auch mehr als Anti-Physiker. Das heisst ich tendiere dazu zu ueberlegen wie man eine Welt programmieren koennte, statt ueber Messresultate und Theorien nachzudenken.
BTW - auf die o.g. Art und Weise kann man auch interessante Hypothesen zu sozialwissenschaftlichen Fragen bereitstellen. Viele "meiner" Hypothesen werden von den Soziologen mittlerweile anerkannt. (Als ich klein war, wurden ja noch ganz merkwuerdige Aussagen bzgl. des menschlichen Zusammenlebens getroffen.)
;-)
Gruss,
Ludger
Hallo Ludger,
hey, ist hier der aktuelle low level-Bereich? Also, waere ich ein Weltsystem wuerde ich mich hoellisch von schwarzen Loechern und so fernhalten. Wuerde ich einfach nicht benoetigen, so eine komplexe Struktur.
Im Fernsehen auf einem öffentlich-rechtlichen Kanal gab es hierzu neulich eine sehr interessante Sendung, in der insbesondere die Theorie vertreten wurde, dass die schwarzen Löcher mit zur Entstehung neuer Galaxien beitragen.
Es ist mittlerweile erwiesen, dass schwarze Löcher nur bis zu einem gewissen Punkt Materie aufnehmen - diese Grenze ist von der Größe der Massen in der Umgebung abhängig.
Angenommen, zwei Galaxien mit je einem schwarzen Loch im Mittelpunkt bewegen sich aufeinander zu, und beide schwarze Löcher haben ihr Wachstum eingestellt gehabt. Bei der Kollision beginnt eines der beiden schwarzen Löcher wieder damit, die umgehende Materie aufzusaugen - bis das System wieder einen stabilen Zustand erreicht hat.
Schwarze Löcher senden auch hochenergetische Strahlen aus, und diese können - wenn man die Theorie ernst nimmt - irgendwann wieder auf Teilchenansammlungen treffen und so neue Sterne erzeugen. Diesen letzten Punkt muss ich mir nochmal genauer anschauen, da ich das leider nicht mehr so gut in Erinnerung habe.
Ach, Physik kann so schön sein - ohne die komplexen Berechnungen jedenfalls... *rotfl*
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hallo,
Ach, Physik kann so schön sein - ohne die komplexen Berechnungen jedenfalls... *rotfl*
hehe, was hat mei Physiklehrer immer gesagt: "in Physik seid Ihr ja ganz gut, aber in Mathe hapert's bei Euch..." ;-)
Gruß, Andreas
Hallo.
Es ist mittlerweile erwiesen, dass schwarze Löcher nur bis zu einem gewissen Punkt Materie aufnehmen - diese Grenze ist von der Größe der Massen in der Umgebung abhängig.
Galaktische Osmose?
MfG, at
Hallo at,
Es ist mittlerweile erwiesen, dass schwarze Löcher nur bis zu einem gewissen Punkt Materie aufnehmen - diese Grenze ist von der Größe der Massen in der Umgebung abhängig.
Galaktische Osmose?
So etwas in dieser Richtung - mit Ausgleich hat es auf jeden Fall etwas zu tun. :-)
Bis dann!
Marc Reichelt || http://www.marcreichelt.de/
Hi,
Wäre die Erde ein schwarzes Loch (und ich stünde noch immer darauf),
da hättest du aber Probleme drauf zu stehen :-)
ich weiß nicht, ob die wesentlich höher wären, als z.B. die beim Installieren zweier Fahrstühle auf der Sonne ;-)
Cheatah
Hallo,
hier in Latex-Version reinschreiben, ich raff das nicht...) ist keinerlei Dichte zu finden. Also müsste das schwarze Loch dieselbe Anziehungskraft haben wie der Stern vor dem Kollaps.
Hier ein Zitat aus Wikipedia.de / Schwarzes Loch:
Dabei wird die Dichte des neuen Körpers extrem erhöht und die Anziehungskraft (Gravitation) steigt dermaßen an, dass die Fluchtgeschwindigkeit, die ein Körper aufbringen müsste, um das Gravitationsfeld dieses Objekts zu überwinden, größer als die Lichtgeschwindigkeit wäre
Die Fluchtgeschwindigkeit ist:
[latex]v = \sqrt{2GM \over r} [/latex]
Da aber bei einem schwarzen Loch der Radius fast Null ist, bzw. extrem viel kleiner als bei dem Stern, ist die Fluchtgeschwindigkeit größer als Lichtgeschwindigkeit.
Quellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch
http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit
MFG
Andavos
Hallo Andavos,
Da aber bei einem schwarzen Loch der Radius fast Null ist, bzw. extrem viel kleiner als bei dem Stern, ist die Fluchtgeschwindigkeit größer als Lichtgeschwindigkeit.
Naja, nicht ganz. Die Fluchtgeschwindigkeit leitet sich ja aus der Energieerhaltung her: Die Gravitationskraft ist ja
[latex]F_G = \gamma \frac{m_1\cdot m_2}{r^2}[/latex]
Damit ist die potentielle Energie an einem bestimmten Punkt in einem Gravitationsfeld (wenn [latex]E_{\mbox{pot}}(\infty) = 0[/latex] gesetzt wird):
[latex]E_{\mbox{pot}}(R) = \int_{\infty}^R \gamma\frac{m_1\cdot m_2}{r^2} dr = -\gamma\frac{m_1\cdot m_2}{R}[/latex]. Nun wird für die kinetische Energie [latex]E_{\mbox{kin}} = \frac{1}{2}m_2\cdot v^2[/latex] gewählt. Für den Grenzfall, dass die Energie gerade ausreicht, um das Gravitationsfeld zu verlassen, gilt dann eben [latex]E_{\mbox{kin}} + E_{\mbox{pot}} = 0[/latex] und damit [latex]E_{\mbox{kin}} = -E_{\mbox{pot}}[/latex]. Das fliehende Objekt muss also _mindetens_ die Enerige [latex]-E_{\mbox{pot}}[/latex] besitzen, damit es das Gravitationsfeld des Objekts verlassen kann. Somit gilt: [latex]\frac{1}{2}m_2\cdot v^2 = \gamma\frac{m_1\cdot m_2}{r}[/latex] Wenn man dies umformt, ergibt sich eben die Formel für die Fluchtgeschwindigkeit [latex]v = \sqrt{\frac{2\gamma\cdot m_1}{r}}[/latex] (das ist auch die Formel, die bei Wikipedia steht, dort nehmen sie allerdings [latex]G[/latex] für die Gravitationskonstante und nicht [latex]\gamma[/latex] (ich hatte in der Vorlesung [latex]\gamma[/latex], daher schreibe ich's lieber so).
Diese ganze Herleitung hat jedoch zwei Haken:
1. Die Gleichung [latex]E_{\mbox{kin}} = \frac{1}{2}m_2\cdot v^2[/latex] gilt nur für Geschwindigkeiten, die wesentlich kleiner als die Lichtgeschwindigkeit sind. Sobald man sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, gilt die Gleichung nicht mehr, sondern man muss mit der _speziellen_ Relativitätstheorie rechnen.
2. Schwarze Löcher sind _das_ Paradebeispiel für die _allgemeine_ Relativitätstheorie. In ihrer Nähe erreicht die Raum- und die Zeitkrümmung nämlich derartige Ausmaße, dass die Newton'sche Gravitationstheorie auch nicht mehr gilt, d.h. die Gleichung für die Gravitationskraft, die wir verwendet haben, gilt auch nicht mehr.
Alles, was wir hier also zur Fluchtgeschwindigkeit berechnet haben, löst sich in Nichts auf, sobald wir mit schwarzen Löchern kommen. ;-)
Nun zur Lösung des Problems bei schwarzen Löchern: Wenn man sich in der allgemeinen Relativitätstheorie ein schwarzes Loch so vorstellt, dass alle Masse auf einen einzigen Punkt konzentriert ist, so stellt man fest, dass - wenn man sich diesem Punkt nähert - die Raum- und vor allem aber die Zeitkrümmung immer stärker wird. Ab einem gewissen Abstand von diesem Massepunkt (dem sog. Schwarzschild-Radius) wird die Zeitkrümmung unendlich. Betrachten wir nun erst einmal, was passiert, wenn man sich knapp außerhalb des Schwarzschild-Radius befindet: Die Zeit vergeht sehr langsam (von außen betrachtet - von der eigenen Warte aus gesehen vergeht die Zeit außen sehr schnell). Allerdings ist es immer noch möglich, mit endlicher Energie dem schwarzen Loch zu entkommen (Beachte: man hat bereits - da man sich in einem gewissen Abstand befindet, bereits eine gewisse potentielle Energie, so dass die Geschwindigkeit, die man braucht, um von Knapp außerhalb wegzukommen, nicht die Fluchtgeschwindigkeit ist!). Wenn man sich nun immer weiter dem Schwarzschild-Radius nähert, dann wird die Energiemenge, die nötig ist, um von diesem Radius wegzukommen, immer größer. Genau ab diesem Radius ist die Energiemenge, die nötig ist, um von dem schwarzen Loch wegzukommen, unendlich groß (womit sich keine Fluchtgeschwindigkeit ausrechnen lässt - es gibt schlichtweg keine). Gleichungsmäßig dürfte das nicht wirklich einfach zu zeigen sein - ich hatte es jedenfalls noch nicht im Studium. ;-)
Zu der Geschichte mit der Fluchtgeschwindigkeit größer als Lichtgeschwindigkeit: Das ist durchaus eine brauchbare Vorstellung, um sich klar zu machen, was in der Nähe eines schwarzen Lochs passiert. Allerdings - und das ist wichtig - sollte man sich dies eben *nicht* mittels der Formel klar machen, da diese eben nicht mehr gilt. Was allerdings der Fall ist: es lässt sich kein Körper konstruieren, bei dem die Fluchtgeschwindigkeit schon nach Newton größer wäre, als die Lichtgeschwindigkeit, da der Schwarzschild-Radius genau [latex]R_s = \frac{2\gamma m_1}{c^2}[/latex] ist und somit genau beim Schwarzschild-Radius c (Lichtgeschwindigkeit) als Fluchtgeschwindigkeit nach Newton herauskäme. Dies ist anscheinend einer der wenigen Fälle, in der man ausnahmsweise doch etwas sinnvolles bekommt, wenn man Newton auf ein relativistisches Problem anwendet (war mir aber auch neu, bis ich das jetzt gerade mal durchgerechnet habe).
Viele Grüße,
Christian
Hallo Christian!
[...]
Respekt und Danke für die ausführliche Darstellung; sehr bereichernd!
(Zumal ich gleich nächste Woche eine Klausur zum Thema schreibe.)
℆, ℒacℎgas
Hallo Christian,
danke für den ausführlichen Beitrag.
Was mir gerade noch eingefallen ist als ich deinen Beitrag gelesen habe, ist sich dies etwas "Bildlicher" vorzustellen:
Man stelle sich den Raum als straffgespanntes Tuch vor. Jede Masse, die wir uns jetzt als (kleine) Kugel auf dem Tuch vorstellen, bewirkt eine bestimmte Krümmung/Delle in dem Tuch. Dies nennt man auch die 'Raumkrümmung'.
Eine weitere Masse, also eine weitere Kugel (z.B. die Erde) könnte jetzt in dieser Delle sich um die erste Masse (Sonne) drehen/rollen. Je geringer die Delle ist, oder je weiter wir weg sind, desto kleiner muss die Bahngeschwindigkeit (Rotationskraft) sein.
Eine große Masse, mit einem großen Volumen würde unser Tuch jetzt entsprechend dehnen.
Komprimieren wir aber die Kugel, so dass diese extrem viel kleiner ist, aber die gleiche Masse behält, dann wäre die Delle entsprechend größer in dem Tuch und die Rotationskraft, und damit auch die Bahngeschwindigkeit (bei gleichem Abstand) müsste größer sein, damit wir uns weder wegbewegen noch von der Masse angezogen werden.
Bei einem schwarzen Loch wird es oft so dargestellt, dass diese Masse das Tuch sehr extrem Dehnen würde, so dass es für uns wie ein Loch aussieht. Eine weitere Masse/Kugel, die in die Nähe des "Loches im Tuch" kommt, könnte die benötigte Geschwindigkeit um diese zu Umrunden nicht mehr aufbringen, und würde im Loch verschwinden.
Das gleiche gilt für das Licht.
MFG
Andavos
Moin!
Wenn das schwarze Loch nach dem Zusammenbruch des Sterns massig viel Anziehungskraft hat, dann muss es das doch schon als "normaler" Stern gehabt haben, oder ? Oder "schnitzt" sich das schwarze Loch während seiner Umwandlung die Masse ?
Es gibt in der Theorie unterschiedliche Formen von schwarzen Löchern.
Das klassische schwarze Loch, entstanden durch eine Supernova-Explosion, verliert durch diese Explosion einen ganz erheblichen Teil der ursprünglichen Sternenmasse, aber die Komprimierung der Materie sorgt trotzdem dafür, dass der Sternenrest so klein und gleichzeitig so schwer ist, dass seine Anziehungskraft größer ist, als man ihr mit Lichtgeschwindigkeit entfliehen kann. Die wichtigen Punkte hierbei sind also "Komprimierung der Masse" und "Größe der Masse". Zu wenig Masse oder zu geringe Kompression führen zu keinem schwarzen Loch - wobei die Kompression des Sternenrestes letztendlich doch wieder nur von seiner Masse abhängt, denn die Supernova-Explosion sorgt für so hohe Drücke, dass sich Elektronen und Protonen vereinigen und zu Neutronen werden. Zu kleine Sterne mit zu wenig Masse werden also nicht zu schwarzen Löchern, sondern "nur" zu Neutronensternen.
Es gibt aber (zumindest theoretisch, denn die tatsächliche Entstehungsgeschichte eines schwarzen Lochs kann man ja nicht mehr wirklich feststellen) auch schwarze Löcher, die aus extrem riesigen Sternen entstanden sind, die einfach nur ausreichend Masse hatten. Je mehr Masse ein Stern hat, desto größer ist die erforderliche Fluchtgeschwindigkeit. Wenn ein Stern soviel Masse hat, dass die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, ist er auch ganz ohne Supernova-Explosion einfach ein schwarzes Loch. Man hat aber derartig riesige Sterne noch nicht wirklich gefunden, sie müßten aber wenigstens einhundert Sonnenmassen aufweisen, um ein schwarzes Loch zu werden.
Und auf der anderen Seite der Skala soll es (zumindest für eine kurze Zeit) auch sehr leichte schwarze Löcher gegeben haben. Wie genau die nun entstanden sind, ist nicht genau bekannt, aber dass man sie heute nicht mehr findet, wird dadurch erklärt, dass diese leichten schwarzen Locher mehr Energie abstrahlen, als sie aufnehmen. Der Grund liegt in der Tscherenkow-Strahlung, den die Masse, die in das Schwarze Loch fällt, abstrahlt. Sofern es also nicht irgendwo im Universum eine Quelle für leichte schwarze Löcher gibt, haben die früher existierenden ihre Masse längst komplett in Tscherenkow-Strahlung umgewandelt und abgestrahlt.
Hi,
Und auf der anderen Seite der Skala soll es (zumindest für eine kurze Zeit) auch sehr leichte schwarze Löcher gegeben haben. Wie genau die nun entstanden sind, ist nicht genau bekannt, aber dass man sie heute nicht mehr findet, wird dadurch erklärt, dass diese leichten schwarzen Locher mehr Energie abstrahlen, als sie aufnehmen.
Hm. Ein schwarzes Loch hat soviel Gravitation, daß die (theoretische) Fluchtgeschwindigkeit höher als die Lichtgeschwindigkeit wäre.
Nichts kann eine höhere Geschwindigkeit haben als die Lichtgeschwindigkeit.
Auch nicht Energie (die ja auch nur eine Form der Masse ist, siehe E=mc²).
Wie kann diese Energie also abgestrahlt werden?
cu,
Andreas
Hallo Andreas,
Wie kann diese Energie also abgestrahlt werden?
Es gibt zwei Arten von Energien, die von einem schwarzen Loch abgestrahlt werden. Die erste Art Strahlung kommt nicht direkt vom schwarzen Loch, sondern von der Materie, die da hineinfällt. Diese wird ja, wenn sie auf das schwarze Loch "zufliegt" beschleunigt, gewinnt also an kinetischer Energie (und verliert potentielle Energie im Feld des schwarzen Lochs) . Diese kinetische Energie wird durch Reibungseffekte (im Endeffekt fällt ja nur Gas in ein schwarzes Loch) teilweise wieder frei - und bei einem schwarzen Loch ist die Menge halt so dermaßen groß, dass es halt dann schon in Röntgen- und Gammastrahlung ausartet. Das heißt: wenn Du in Deinem Zimmer ein schwarzes Loch hättest, könntest Du da Sachen reinschmeißen und würdest einen durchaus ordentlichen Teil davon in Form von Energie zurückbekommen. Wäre ne nette Energiequelle (wenn sie denn nicht alles verschlingen würde ;-)). Allerdings verliert das schwarze Loch diese Energie nicht, die Energie kommt ausschließlich aus der Materie, die in das schwarze Loch hineinfällt, d.h. das schwarze Loch strahlt diese Art von Strahlung nicht direkt ab, d.h. die Masse des schwarzen Lochs nimmt nicht ab.
Dann gibt es noch die Hawking-Strahlung. Dazu ist vorneweg zu sagen, dass in einem Vakuum auf Grund von quantenmechanischer Prozesse ständig Teilchenpaare entstehen und sich gegenseitig kurz darauf wieder vernichten [1] (das Vakuum ist also alles andere, als leer). Wenn Du dazu was lesen willst, ist Dirac-See das Stichwort. Jetzt stell Dir vor, in der Nähe des Ereignishorizonts eines schwarzen Lochs entsteht so ein Teilchenpaar. Dabei fliegt dann ein Teilchen ins schwarze Loch, das andere kann jedoch entkommen. Das Teilchen, das entkommen kann, schafft es sogar noch vom schwarzen Loch weg. Das entkommene Teilchen ist dann real (es kann sich ja nicht mehr mit seinem Partner vernichten) und somit besitzt es eine Masse und eine Energie. Doch die kann ja schlecht aus dem Nichts auftauchen. Das Verrükte ist jetzt, dass das Teilchen, das vom schwarzen Loch geschluckt wurde, eine negative Energie besitzen muss, damit die Energieerhaltung gewahrt bleibt. Somit nimmt durch das Teilchen, das in das schwarze Loch fällt, die Energie des schwarzen Lochs ab, nicht zu. Das Teilchen, das davonfliegt nimmt sich seine Energie sozusagen aus dem schwarzen Loch.
Das Problem bei der Hawking-Strahlung: je größer das schwarze Loch, desto kleiner ist sie. Das heißt: bei einem schwarzen Loch der Größe eines Sterns mit ein paar Sonnenmassen (was noch normal wäre) ist die Hawking-Strahlung geringer als die kosmische Hintergrundstrahlung. Das heißt, erst wenn sich das Universum noch weiter abgekühlt hat und die Hintergrundstrahlung noch weiter abnimmt, fangen diese schwarzen Löcher überhaupt erst an, etwas abzustrahlen. Wenn Du dagegen kleine schwarze Löcher nimmst, dann strahlen diese ganz schön ordentlich etwas ab - teilweise sogar Gammastrahlung mit hoher Intensität. Sobald das "drum herum" um ein schwarzes Loch kalt genug ist, dass das schwarze Loch mehr abstrahlt, als es aufnimmt, wird der Zerfall des schwarzen Lochs mit der Zeit rapide schneller - d.h. je kleiner es wird, desto schneller vernichtet es sich.
Deswegen können sehr kleine schwarze Löcher, die unter Umständen beim Urknall (sofern es den gegeben hat, ist ja immer noch umstritten ;-)) hätten entstehen können, definitiv nicht mehr beobachtet werden, weil es sie schon längst nicht mehr gibt, falls es sie gegeben hat. Allerdings gibt es unterschiedlichste Theorien, warum es vielleicht doch welche geben könnte (die entweder später entstanden sind oder durch andere Umstände erhalten wurden).
Viele Grüße,
Christian
[1] Quantenobjekte können sich Energie kurzzeitig "ausborgen", wenn sie sie rechtzeitig wieder zurückgeben; die Energieerhaltung ist in der Quantenmechanik nur im Mittel gewahrt.
Hallo,
Hm. Ein schwarzes Loch hat soviel Gravitation, daß die (theoretische) Fluchtgeschwindigkeit höher als die Lichtgeschwindigkeit wäre.
Nichts kann eine höhere Geschwindigkeit haben als die Lichtgeschwindigkeit.
Auch nicht Energie (die ja auch nur eine Form der Masse ist, siehe E=mc²).
Wie kann diese Energie also abgestrahlt werden?
Ein weiteres Stichwort zu Christians Erklärungen: "Gamma Ray Burst" z.B.:
http://www.weltderphysik.de/themen/universum/astroteilchen/gamma/nachweis/
Grüße
Thomas
yo,
ich persönlich komme zu ganz einer anderen theorie der schwarzen löcher. es muss eine art universalles finanzamt geben, dass die ursache von schwarzen löchern ist und anstelle von geld materie und energie als zahlungsmittel verlangt. dann ist es auch kein wunder, dass jede galaxie so ein ding hat, dass ähnlich wie in unseren brieftaschen alles verschlingt. einmal in seinen klauen, läßt es einen nie wieder los. und damit niemand licht in das dunkle bringt, um dessen machenschaften aufzudecken, saugt es eben auch das licht aus, ähnlich wie bei uns die steuer-gesetze für einen unüberschaubaren dschungel sorgen.
Ilja
