Tod von Schwarzen Löchern ?

Emily

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Hallo alle,

letzte Woche war wieder mal so eine Doku im TV über Schwarze Löcher.

Stirbt so ein Schwarzes Loch eigentlich irgendwann ? Nach Hawking verliert es ja dauernd Strahlungsenergie, aber bis dahin sollte doch schon längst das gesamte Universum implodiert oder geplatzt sein, je nach Theorie ?

In der Doku war dann noch, dass mit dem Tod der Schwarzen Löcher auch das gesamte Universum verschwindet aber weitere Begründung dazu habe ich nicht gefunden. Irgendwie müssten dann ja die Schwarzen Löcher alle umgebenden Galaxien mit sich reissen, verschlingen oder sonst was :confused:



****Planetariumswitz: Da.. ich habe eine Supernova Mann ist das hell das muss eine Supernova sein !!!

Schwätz net und dreh das Fernrohr hoch, das ist die Strassenlampe :cool:****
 

mac

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Hallo Emily,

Stirbt so ein Schwarzes Loch eigentlich irgendwann ? Nach Hawking verliert es ja dauernd Strahlungsenergie, aber bis dahin sollte doch schon längst das gesamte Universum implodiert oder geplatzt sein, je nach Theorie ?
Wenn ihm das Universum (je nach Theorie ;) ) die Zeit dazu läßt, dann wird es nach wirklich sehr langer Zeit (>10^60 Jahre) ‚verdampft‘ sein
Große Schwarze Löcher, wie sie aus Supernovae entstehen, haben eine so geringe Strahlung (überwiegend Photonen), dass diese im Universum nicht nachweisbar ist. Kleine Schwarze Löcher haben dagegen nach dieser Theorie eine deutliche Wärmestrahlung, was dazu führt, dass ihre Masse rasch abnimmt. So hat ein Schwarzes Loch der Masse 10^12 Kilogramm – der Masse eines Berges – eine Temperatur von etwa 10^11 Kelvin, so dass neben Photonen auch massebehaftete Teilchen wie Elektronen und Positronen emittiert werden. Dadurch steigt die Strahlung weiter an, sodass so ein kleines Schwarzes Loch in relativ kurzer Zeit völlig zerstrahlt (verdampft). Sinkt die Masse unter 1000 Tonnen, so explodiert das Schwarze Loch mit der Energie mehrerer Millionen Mega-, bzw. Teratonnen TNT-Äquivalent.[5] Die Lebensdauer eines Schwarzen Loches ist proportional zur dritten Potenz seiner ursprünglichen Masse und beträgt bei einem Schwarzen Loch mit der Masse unserer Sonne ungefähr 10^64 Jahre. Sie liegt damit jenseits sämtlicher Beobachtungsgrenzen.
aus: https://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung#Anschauliche_Interpretation



In der Doku war dann noch, dass mit dem Tod der Schwarzen Löcher auch das gesamte Universum verschwindet aber weitere Begründung dazu habe ich nicht gefunden. Irgendwie müssten dann ja die Schwarzen Löcher alle umgebenden Galaxien mit sich reissen, verschlingen oder sonst was :confused:
auch hier hängt das Schicksal der Sterne --> weißen Zwerge --> schwarzen Zwerge vom weiteren Verlauf der Expansion des Kosmos ab. Zur Zeit sieht es so aus, als würde sich das Universum (Kosmos) immer schneller werdend ausdehnen. Das könnte dazu führen daß sich irgendwann einmal auch die Galaxien ausdehnen und damit der Abstand zwischen den Sternen größer und größer wird. Bis dahin werden aber (wahrscheinlich) nur noch wenige braunen Zwerge (etwas) Wärme spenden oder auch schon nicht mehr.

Mit den heutigen Meßmöglichkeiten kann man den Expansionsverlauf in der Vergangenheit noch nicht so gut messen, daß man die zukünftige Entwicklung so genau vorhersagen könnte. So haben wir halt immer noch die (scheinbare) Freiheit uns mit verschiedenen Abläufen zu beschäftigen. Allerdings ist ‚heute‘ schon klar (beinahe sicher) daß das Universum nicht wieder kollabieren wird. Es wird sich also (nach heutiger Auffassung) bis in alle Ewigkeit ausdehnen. Das ist eine verdammt lange Zeit und deshalb dann auch ein verdammt großes Volumen, auf daß sich die vorhandene Masse und Energie verteilen wird. Am Ende so groß und so dünn daß man nirgendwo noch etwas davon finden kann. (Abgesehen davon, daß dann und schon fast 'unendlich lange' vorher keiner mehr da ist, der was finden könnte.)

Es gibt Leute (meine Frau z.B.) für die solche Aussagen irgendwie beunruhigend sind. Ich vermute mal, daß das daran liegt, daß man sich sogar den geradezu unendlich kurzen Augenblick von knapp 14 Milliarden Jahren den das Universum bisher existiert, nicht mehr wirklich vorstellen kann und daher irgendwo tief drinnen glaubt, daß einen das irgendwie (wie auch immer) vielleicht doch irgendwann und seien es die Kindes-kindes-kindes ... Kinder betreffen könnte?

Ehrlich gesagt könnte ich mir für mich selber nichts entsetzlicheres vorstellen, als ewig (und ich meine wirklich ewig) zu leben.

Das was dort berichtet wird ist, selbst auf die bisherige Lebenszeit unseres Universums bezogen, so unvorstellbar weit weg, daß es nichts, aber auch Garnichts mit der Existenz, selbst der Menschheit, zu tun hat.

Herzliche Grüße

MAC
 
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ralfkannenberg

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Wenn ihm das Universum (je nach Theorie ;) ) die Zeit dazu läßt, dann wird es nach wirklich sehr langer Zeit (>10^60 Jahre) ‚verdampft‘ sein
Hallo zusammen,

hier sollte man bitte noch ergänzen, dass diese Angabe für stellare Schwarze Löcher gilt.

Mini-Schwarze Löcher, wie sie von einigen String-Theorien vorhergesagt werden, zerstrahlen extrem schnell, noch einmal deutlich schneller (Faktor 10000 ?) als sich Teilchen und Antiteilchen aufgrund der Quantenfluktuation spontan bilden und wieder vernichten. Die Zerstrahlungs-Geschwindigkeit Schwarzer Löcher aufgrund der Hawking-Strahlung hängt also ganz wesentlich von der Masse des Schwarzen Löches ab.


Das steht so auch noch viel genauer in Mac's Zitat drin, allerdings hat die Foren-Formattierung das Exponent-Zeichen weggenommen:

statt 1012 Kilogramm (Masse eines Berges) sollte es 10**12 kg heissen, die Temperatur von etwa 1011 Kelvin natürlich 10**11 Kelvin; die 1000 Tonnen, unter die die Masse sinkt, sind wirklich 1000 Tonnen, und die Lebensdauer eines Schwarzen Loches mit der Masse unserer Sonne nicht ungefähr 1064 Jahre, sondern 10**64 Jahre.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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TomS

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Die Zerstrahlungs-Geschwindigkeit Schwarzer Löcher aufgrund der Hawking-Strahlung hängt also ganz wesentlich von der Masse des Schwarzen Löches ab.
der wesentliche Punkt ist - und das würde hier noch überhaupt nicht angesprochen - dass die von Hawking verwendete Näherung kleiner Krümmung für mikroskopische Schwarze Löcher wohl nicht mehr gültig ist. Andere Theorien liefern jedoch noch keine verlässlichen Aussagen über die Strahlung mikroskopischer Schwarzen Löcher.

Außerdem führt die Hawkingstrahlung auf das sogenannte Informationsparadoxon, d.h. letztlich einem Verstoß gegen die Grundgesetze der Quantenmechanik, nämlich die Verletzung der Unitarität. Düs ist ein weiteres Indiz - wovon vielen Wussenschaftlern inkl. Hawking auch anerkannt - dass die Hawkingstrahlung in der von ihm berechneten Form nicht gültig sein kann. Aus anderen Theorien (LQG) folgen Quantenkorrekturen des Spektrums der Hawkingstrahlung.

Zuletzt muss bemerkt werden, dass diese Quantenkorrekturen in gewisser Weise nicht "klein" sind. Der Quantenzustand eines Schwarzen Lochs muss stattdessen ein makroskopischer Zustand von der Größe des Ereignishorizontes sein, um die notwendigen Quantenkorrekturen erzeugen zu können, die das Informationsparadoxon verhindern. Ansätze dazu liefert die LQG sowie die Stringtheorie (Fuzzballs). Damit ist der Ansatz einer klassischen Geometrie in der Umgebung des Ereignishorizontes evtl. ebenfalls nicht gültig; (das Firewall-Paradoxon ist ein Beispiel; es zeigt nicht zwingend, wie es da aussieht, es zeigt jedoch, dass die naive Kombination verschiedener Theorien schief geht).

Schlussfolgerung: Da die verwendeten Näherungen zumindest für mikroskopische Schwarze Löcher versagen, können wir auf Basis der heute bekannten Ansätze nicht sagen, was mit mikroskopischen Schwarzen Löchern geschieht. Wir benötigen dazu eine abgeschlossene Theorie der Quantengravitation inkl. Kopplung an Materie und Strahlung, oder eine Vereinheitlichung wie die Stringtheorie, die Gravitation, Materie und Strahlung umfasst. Davon sind wir jedoch noch sehr weit entfernt.
 

mac

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Hallo Ralf,

Ja, im Wiki-Artikel war die Formatierung richtig, wurde aber leider nicht richtig übernommen. Ich war zu der Zeit auch schon auf dem Nachhauseweg, sozusagen und hab' den Text nicht nochmal gelesen. Danke für die Ergänzungen!

Herzliche Grüße

MAC
 

ralfkannenberg

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Ja, im Wiki-Artikel war die Formatierung richtig, wurde aber leider nicht richtig übernommen. Ich war zu der Zeit auch schon auf dem Nachhauseweg, sozusagen und hab' den Text nicht nochmal gelesen. Danke für die Ergänzungen!
Hallo Mac,

ich hatte es eben auch zuerst nicht gesehen, es war aber auch schon sehr spät. Zwar war ich schon ausnahmsweise zuhause, aber vorgängig in eine andere Diskussion involviert, die mir zuviel Kraft (und auch Zeit) absaugt.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

ralfkannenberg

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der wesentliche Punkt ist - und das würde hier noch überhaupt nicht angesprochen - dass die von Hawking verwendete Näherung kleiner Krümmung für mikroskopische Schwarze Löcher wohl nicht mehr gültig ist. Andere Theorien liefern jedoch noch keine verlässlichen Aussagen über die Strahlung mikroskopischer Schwarzen Löcher.

(...)

Schlussfolgerung: Da die verwendeten Näherungen zumindest für mikroskopische Schwarze Löcher versagen, können wir auf Basis der heute bekannten Ansätze nicht sagen, was mit mikroskopischen Schwarzen Löchern geschieht. Wir benötigen dazu eine abgeschlossene Theorie der Quantengravitation inkl. Kopplung an Materie und Strahlung, oder eine Vereinheitlichung wie die Stringtheorie, die Gravitation, Materie und Strahlung umfasst. Davon sind wir jedoch noch sehr weit entfernt.
Hallo Tom,

da wird sich Professor Rössler aber freuen. Zum Glück aber hat man beim CERN auf die Voraussetzung zerstrahlender Mini-Schwarzer Löcher verzichtet und die Sicherheitsanalysen anhand anderer, robuster Kriterien vorgenommen, nämlich der beobachtbaren Lebensdauer von hinreichend schweren Weissen Zwergen sowie von Neutronensternen, so dass Professor Rössler's Einwand dennoch nicht hält.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Alex74

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Hm, ist damit nicht ein wesentliches Argument wieso Minilöcher die vom CERN erzeugt würden ungefährlich seien nicht mehr gültig?

PS.: Ah, OK, irgendwie wurde mir Ralfs Beitrag gerade nicht angezeigt oder ich war blind.
 

TomS

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Ein wesentliches Argument war, dass wenn derartige Minilöcher existieren würden und wenn sie bei am LHC erreichbaren Energien erzeugbar wären (weil es große Extradimensionen gäbe), dass dann diese Erzeugungsprozesse ohnehin in der Höhenstrahlung vorkommen müssten. D.h. entweder gibt es diese Minilöcher, dann sind sie ungefährlich; oder die Voraussetzungen für ihre Entstehung existieren nicht.

Mit dem Zerstrahlen hat das m.W.n. alles nichts zu tun.
 

Emily

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Ich denke auch, dass solche Überlegungen nicht sinnvoll sind was in x-Milliarden und noch mehr Jahren passiert. Die Gefahren lauern doch schon jetzt vor der Haustür, Asteroideneinschlag, der Yellowstone geht hoch usw.
Auch die Theorie einer Auswanderung zum Mars wenn die Sonne zum Roten Riesen expandiert. Angenommen man kann dort wirklich hin aber ist dann ein Leben möglich ohne Sonne ?
Bis dahin gibt es schon lange keine Menschen mehr , soweit meine Theorie :cool:
 

mac

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Hallo Dgoe,

Zum Glück nur eine Theorie :D
Kennst Du eine heute noch lebende Säugetierart, die älter als 100 Millionen Jahre ist?

Bis zur Unbewohnbarkeit der natürlichen Erde wird es noch weniger als 5 mal so lange dauern und Emily schreibt von einem 50 mal längeren Zeitraum (ohne Sonne).

Ich denke, daß da jede andere Theorie, nach den bisherigen Erfahrungen zur Lebenszeit von Säugetieren, wesentlich unwahrscheinlicher ist - zumindest solange man von Menschen spricht.

Herzliche Grüße

MAC
 

Dgoe

Gesperrt
Hallo Mac,

zugegeben, die Aussichten sind relativ düster.

Es hat aber auch noch nie eine so intelligente Spezies gegeben - die in Folge dessen vielleicht Auswege findet. Gut, zur Zeit sieht es eher so aus, dass die Intelligenz kaum reicht einer Selbstvernichtung* zu entgehen, bestenfalls mit mehr Glück als Verstand, wenn überhaupt.

Aber noch ist ja nicht aller Tage Abend.

Gruß,
Dgoe

*: Ich meine nicht miniSLs, der ganz normale Wahnsinn reicht vollauf.
 
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Herr Senf

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Zuerst müssen sie aber geboren werden

Erstmalig wurde am 20. Okt 2009 der Kollaps eines Sternes zu einem SL beobachtet, wie jetzt veröffentlicht:

preprint vom 5. Sep 2016 http://arxiv.org/abs/1609.01283

Jill Gerke et al (Ohio) haben in ihrem Beobachtungsprogramm nach "verhinderten Supernovae" gesucht.
Bisher war bekannt, daß SN bei < 20 und > 40 Sonnenmassen entstehen, die Lücke von 20-40 müßten dann SL füllen.

Im 20. Okt. 2009 war der leuchtstarke Stern N6946-BH1 mit 25 Mo (NGC-Galaxie im Schwan in 22 Mio Lj) verschwunden.
Einen "optischen Nachfolger" gab es nicht. Deswegen wurde ältere Hubble-Aufnahmen ausgewertet und Nachbeobachtungen
gemacht. Vor dem Verschwinden wurde ab März 2009 eine schwache Aufhellung festgestellt. Ab Okt 2009 wurde anstelle
des Vorläufersternes nur ein IR-Nachleuchten bis Okt 2015 beobachtet, das offensichtlich von "erwärmten" Staub ausging.

Grüße Senf
 

ralfkannenberg

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Es gefällt mir sehr gut, dass die Autorenschaft auch Alternativen prüft und im Schlusswort (Summary and Conclusions) auf die Notwendigkeit weiterer Beobachtungen hinweist, einerseits, um einige der verbleibenden Alternativen besser ausschliessen zu können und andererseits für den Fall, dass der Stern wider Erwarten wieder heller wird.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Alex74

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Es freut mich dass meine Kritik an der oft genannten popularwissenschaftlichen Darstellung "Große Sterne explodieren zu Supernovae und werden dann Neutronensterne oder Schwarze Löcher" tatsächlich berechtigt ist. Entweder Supernova oder Schwarzes Loch. ;-)
 

ralfkannenberg

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Es freut mich dass meine Kritik an der oft genannten popularwissenschaftlichen Darstellung "Große Sterne explodieren zu Supernovae und werden dann Neutronensterne oder Schwarze Löcher" tatsächlich berechtigt ist. Entweder Supernova oder Schwarzes Loch. ;-)
Hallo Alex,

was genau war hier Dein Kritikpunkt: dass ein Stern nicht gleichzeitig ein Neutronenstern und ein Schwarzes Loch sein kann dürfte ja hinreichend klar sein.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Alex74

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Der Kritikpunkt ist, dass es in vielen Nichtprimärquellen immer wieder so dargestellt wird dass Schwarze Löcher aus Supernovae hervorgehen.
Mit den Erkenntnissen aus Simulationen der letzten Jahre (und älter), ist aber schon lange klar dass das so nicht stimmen kann. Ohne Echo an einem "harten" Zentralbereich keine Supernova. Und ein SL im Innern bietet das nunmal nicht.
 

ralfkannenberg

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Der Kritikpunkt ist, dass es in vielen Nichtprimärquellen immer wieder so dargestellt wird dass Schwarze Löcher aus Supernovae hervorgehen.
Mit den Erkenntnissen aus Simulationen der letzten Jahre (und älter), ist aber schon lange klar dass das so nicht stimmen kann. Ohne Echo an einem "harten" Zentralbereich keine Supernova. Und ein SL im Innern bietet das nunmal nicht.
Hallo Alex,

ich bin mir nicht sicher, ob das so stimmt: ein gewisser Prozentsatz sind solche failed Supernovae, aus denen dann Schwarze Löcher hervorgehen, aber es ist nicht gesagt, dass alle Schwarzen Löcher aus solchen failed Supernovae hervorgehen.

Zudem müsste es auch Neutronensterne hart am oberen Massenlimit geben, auf die weitere Masse (z.B. von einem Partnerstern) drauffällt und die dann zum Schwarzen Loch kollabieren.

Im Gegensatz zu Wolf-Rayet-Sternen <-> Weissen Zwergen, wo das Phänomen der PG1159-Sterne auftreten kann, kann ein Schwarzes Loch nicht wieder kurzfristig "zurück" zum Neutronenstern "schwingen", d.h. im Massengrenzbereich ist anzunehmen, dass es Übergänge von Neutronensternen zu Schwarzen Löchern geben wird, die nur wenig Zeit in Anspruch nehmen werden. Dann hast Du eine Supernova, für sehr kurze Zeit einen Neutronenstern und schliesslich ein Schwarzes Loch.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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