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Thema: Gravitationswellen von kollabierenden Schwarze Löcher

  1. #1
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    Beitrag Gravitationswellen von kollabierenden Schwarze Löcher

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    Wenn man die Vorstellung zulässt, dass ein Schwarzes Loch aus einem dichten Kern und einer weniger dichten Hülle besteht (Vorschlag von Bernhard vom 6.6. 2017 (21), siehe Diskussion im Forum zu „Schwarzen Löchern“), so lässt sich in Analogie zur Situation in einem Weißen Zwerg die Bedingung für einen Kern-Kollaps abschätzen. Dieser Überlegung liegt der Gedanke zu Grunde, dass die Chandrasekhar-Grenze ein Maß für die kritische Masse ist, bei der die Gesamtgravitationsenergie eines Weißen Zwerges die Gesamtteilchenenergie der kondensierten Elektronen übersteigt. Deren Raumbedarf ist auf Grund des Comptondurchmessers dicht gepackter Elektronen gegeben. Jenseits der kritischen Gravitation verlieren die Elektronen ihre Identität und verschmelzen mit den Nukleonen zum Neutronenstern. Ähnlich lässt sich eine durch die Comptonlänge der Nukleonen bestimmte Massengrenze für die Stabilität des Kerns abschätzen: Übersteigt die Gesamtgravitationsenergie die Gesamt-Teilchenenergie der in einem Nukleonenkondensat vereinigten Teilchen im Zentrum eines Schwarzen Loches, so sollte dieses ebenfalls in einen engeren Raumbereich kollabieren.
    Bei einem solchen Kollaps würden sehr große Energiemengen frei werden, weil zum einen die Ausgangsmasse sehr groß wäre, zum anderen nach dem Kollaps ein superdichter Materiezustand zu erwarten wäre. Der Betrag der frei werdenden Energie würde stark von der Dichte nach dem Kollaps, d.h. dem dann erreichten Materiezustand abhängen. Der aus dieser Aufheizung aus der potentiellen Energie gewonnene Energiezuwachs („zunehmende Gesamtmasse“) müsste sich in einer außen spürbaren Erhöhung der Gravitations-Wirkung des Schwarzen Loches und einer Ausdehnung des Ereignishorizontes bemerkbar machen.
    Ließen sich mit einem Gravitationswellendetektor derartige Ereignisse von Verschmelzungsereignissen Schwarzer Löcher unterscheiden?

  2. #2
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    Zitat Zitat von Jomi Beitrag anzeigen
    Ließen sich mit einem Gravitationswellendetektor derartige Ereignisse von Verschmelzungsereignissen Schwarzer Löcher unterscheiden?
    Bei LIGO wird auch die Form des Signales ausgewertet. Ich denke, dass man hier zwischen einer Verschmelzung und einem Kollaps (Supernova) unterscheiden können müsste, da bei einer Verschmelzung ja sogar die Ausgangsmassen der beiden Komponenten berechnet werden.
    Freundliche Grüße, B.

  3. #3
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    Das Hauptunterscheidungsmerkmal ist, dass ein symmetrischer Kollaps überhaupt keine Gravitationswellen aussendet. Das bedeutet zugleich, dass sich die Gravitationswirkung beim Kollaps nicht ändert. Da die freiwerdende Energie aus (negativer) gravitativer Bindungsenergie stammt, ändert sich in Summe nach außen nichts. Ich darf an Birkhoff erinnern: jede sphärisch symmetrische Vakuumlösung der Feldgleichungen ist nowendigerweise statisch.

  4. #4
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    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Das Hauptunterscheidungsmerkmal ist, dass ein symmetrischer Kollaps überhaupt keine Gravitationswellen aussendet..
    Ganz sicher bewiesen??
    Raum IST, Zeit IST.

  5. #5
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    Zitat Zitat von Nathan5111 Beitrag anzeigen
    Ganz sicher bewiesen??
    Ich habe nie etwas gegenteiliges oder einschränkendes dazu gelesen.
    Gruß
    Tom

    Ἓν οἶδα, ὅτι οὐδὲν οἶδα.
    Sokrates

  6. #6
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    Zitat Zitat von Nathan5111 Beitrag anzeigen
    Ganz sicher bewiesen??
    Im Rahmen der ART ja, das ist ein mathematisches Theorem.
    "Eine unmittelbare Konsequenz des Birkhoff-Theorems ist, dass eine sphärisch symmetrische Massenverteilung, die sphärisch symmetrische Schwingungen ausführt, im Außenbereich trotzdem wie eine konstante Punktmasse wirkt. Die Schwingungen haben keine Auswirkungen auf die Raumzeit und können insbesondere keine Gravitationswellen aussenden."

  7. #7
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    Hallo Nathan,

    Zitat Zitat von Nathan5111 Beitrag anzeigen
    Ganz sicher bewiesen??
    in der, inzwischen vielfach bestätigten Theorie, ja.

    Es ist aber eine ganz andere Frage, ob z.B. ein Stern, der, wenn seine Zeit gekommen ist, zu einem schwarzen Loch kollabiert, das auch immer sphärisch symmetrisch tun muß.
    Zumindest der Kollaps zu einem Neutronenstern macht das häufig nicht.

    Herzliche Grüße

    MAC

  8. #8
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  9. #9
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    Aufgrund von Drehimpulserhaltung wird der Kollaps eigentlich immer deutlich nichtsphärisch verlaufen. Meine Antwort bezog sich auf die im OP geäußerte Vermutung "Der aus dieser Aufheizung aus der potentiellen Energie gewonnene Energiezuwachs („zunehmende Gesamtmasse“) müsste sich in einer außen spürbaren Erhöhung der Gravitations-Wirkung des Schwarzen Loches und einer Ausdehnung des Ereignishorizontes bemerkbar machen."

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