Schwarze Löcher, die dunklen Sonnen

[Dgoe]

Wenn Interesse besteht, kann man in der kommenden Nacht die ISS über Deutschland sehen. Von meiner Position (Nähe Osnabrück) um 2:33 Uhr und um 4:10 Uhr.

Hallo Nathan,
hier kann jeder seinen eigenen Ort eintragen und bekommt dann einen Kalender mit Uhrzeiten und Himmelsrichtung zu sehen. Man kann sich auch E-Mails zusenden lassen, wann die ISS zuhause sichtbar ist. http://spotthestation.nasa.gov/

@Mac und Kibo:
Danke für die zahlreichen Hinweise & Korrekturen, sehr lehrreich. In der Mitte des Artikels http://en.wikipedia.org/wiki/Galaxy_rotation_curve ist auch eine Animation mit A-B-Vergleich der Rotation. Ebenso als Pünktchen-Simulation hier.

Übrigens vorhin entdeckt:
Vielleicht hat sich Tethys aus solchen Quellen inspirieren lassen, wie hier beschrieben:

... "Alldruck" (nach Harald Maurer) z.B. ist treffender, wobei Gravitation der Druckschatten ist. Mit einem Druckmodell lassen sich auch die Spiralformen (Galaxie=Tiefdruckgebiet) gut erklären.

Gruß,
Dgoe

 

[ralfkannenberg]

Ein schwarzes Loch schluckt Masse, ist aber kein Staubsauger, darauf wurde hingewiesen, der Ereignishorizont ist nicht beliebig groß. Nun, damit ist folgendes gemeint: Dazu ausholend, betrachten wir erst einmal unsere eigene Sonne.

Hallo Dgoe,

ein insgesamt sehr gelungender Beitrag, mein Kompliment.

An dieser Stelle einige kleine Ergänzungen:

Die Sonne ist zumindest während ihrer nicht-entarteten Ära, d.h. solange sie noch scheint, schlimmer als ein Schwarzes Loch. Davon kann Dir jeder genügend sonnennahe Komet ein Liedchen singen - würde der Halley'sche Komet um ein vergleichbares Schwaezes Loch wandern, so hätte er eine bei weitem höhere Lebensdauer, so aber verdampft ihm die Sonne bei jedem Periheldurchgang einen Teil seiner Materie weg. Und der Biela'sche Komet könnte vermutlich noch bewundert werden wie vor 200 Jahren.

Die ist riesig groß im Vergleich zur Erde (etwa große Orange gegen Stecknadelkopf - mindestens).

Das stimmt übrigens - dazu braucht es gar nicht Mac's Riesenstecknadeln: eine normale Stecknadel mag einen Kopf mit einem Durchmesser von 0.5 mm haben, das 100fache davon wären 5 cm - nicht schlecht für eine Apfelsine.

Also kein Problem für die Sonne uns schups die wupps zu schlucken, à la Staubsauger. Noch einen drauf, warum schluckt die Erde nicht sofort alle Satelliten und die ISS? Antwort: Sie alle befinden sich auf einer stabilen Umlaufbahn!

OK, hier muss man auch noch ein bisschen den langfristigen Verlauf berücksichtigen: ohne den woher auch immer erhaltenen Drehimpuls (und der Drehimpulserhaltung) sowie Effekten des Strahlungsdruckes einer Sonne - letztere hat ein Schwarzes Loch allerdings nicht mehr) würden die umlaufenden Objekte Energie verlieren und in ferner Zukunft einmal abstürzen.

Was aber heißt stabile Umlaufbahn? Nun, ganz einfach eigentlich, Fallschirmspringer könne sich eigentlich frei bewegen im freien Fall, unterliegen nur dem Luftwiderstand (bevor der Schirm sich öffnet), Flugzeuge, die einen Parabelflug machen schirmen diesen Widerstand ab und man wird für diese kurze Zeit schwerelos - schwebt.

Die Wortwahl "abschirmen" ist zwar umgangssprachlich korrekt, wissenschaftlich liegt hier aber keine Abschirmung vor, da man Gravitation nicht abschirmen kann wie beispielsweise den Elektromagnetismus in einem Faraday'schen Käfig. Was beim Parabelflug gemacht wird: es wird eine weitere Kraft gleicher Grösse in entgegengesetzter Richtung zur Schwerkraft erzeugt und die Summe dieser beiden Kräfte wird dann zu 0.

Bei einer Abschirmung indes gäbe es keine Kraft, weil diese ja abgeschirmt würde.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[ralfkannenberg]

das ist leicht missverständlich. In unserer Milchstrasse wird die Masse ihres zentralen schwarzen Loches bereits im Abstand von 10 Lichtjahren von der Masse der Sterne, die sich innerhalb dieser ersten 10 Lichtjahre Radius befinden, deutlich übertroffen, so daß man eigentlich nicht sagen kann daß unsere Sonne das zentrale schwarze Loch umkreist, sie fällt viel mehr um die gesamte Masse der Milchstraße herum, die sich innerhalb ihrer Umlaufbahn mehr oder minder mit ihr gemeinsam mitbewegt. Das sind auch keine Umlaufbahnen wie bei den Planeten um unsere Sonne. Sie sind viel unregelmäßiger. Auf dieser Seite http://de.wikipedia.org/wiki/Galaktisches_Jahr kannst Du eine kurze Animation eines galaktischen Jahres sehen (ich sehe sie auf meinem Rechner mit umgekehrtem Zeitablauf)

Hallo Dgoe, hallo Mac,

wenn ich mich hier nicht irre ist das eine Folge des wohlbekannten Birkhoff-Theorems.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[ralfkannenberg]

schau Dir mal das erste Bild hier http://de.wikipedia.org/wiki/Stecknadel#Stecknadel an. Solche Stecknadelköpfe haben einen Durchmesser von rund 1,5 bis 2 mm. Wenn Du das hoch rechnest, dann ist es sogar noch 'schlimmer'

Hallo Mac,

Du hast übrigens noch mehr recht, denn auch bei einer normalen Stecknadel mit 0.5 mm Durchmesser kommt bei einem guten Faktor 100 der Durchmesser einer Apfelsine heraus.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[mac]

Hallo Ralf,

wenn ich mich hier nicht irre ist das eine Folge des wohlbekannten Birkhoff-Theorems.

ich nehme an, Du beziehst Dich dabei auf den ersten Teil des Zitates aus meinem Beitrag. Ja. Da es aber hier und nicht nur hier, (von Laien) schon öfter so dargestellt wurde, als wäre das zentrale schwarze Loch sowas wie die Sonne im Planetensystem, um die herum sich alles dreht, war es mir wichtig, das deutlich herauszustellen, daß eine Galaxis sich gravitationstechnisch deutlich von einem Sonnensystem unterscheidet.

Bei einem anderen Aspekt dagegen spielt das zentrale schwarze Loch aber, wie man in den letzten gut fünf, sechs, sieben... Jahren lesen konnte, eine überaus dominate Rolle. Es regelt sozusagen den Gashaushalt 'seiner' Galaxis und damit die Sternentstehungsrate in ihr.

Herzliche Grüße

MAC

 

[ralfkannenberg]

ich nehme an, Du beziehst Dich dabei auf den ersten Teil des Zitates aus meinem Beitrag.

Hallo Mac,

ja, aber es ist leider trotzdem falsch, da sich das Birkhoff-Theorem nur auf sphärische Masseverteilungen bezieht und das ist im Falle der Sterne unserer Milchstrasse nicht der Fall. Ich meine aber mich zu erinnern, dass man da mit dem Schwerpunkt aller dieser Sternmassen - zumindest denen, die "weit genug" von der Sonne entfernt sind, das rechnen kann.

Und natürlich wie Du geschrieben hast - die Masse vom zentralen Schwarzen Loch ist Verhältnis der Masse der Milchstrasse vernachlässigbar. Das sind diese S-Sterne in der Nähe vom Zentrum der Milchstrasse, z.B. S2 oder S0-102, die vom zentralen Schwarzen Loch beeinflusst werden.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[mac]

Hallo Ralf,

ja, aber es ist leider trotzdem falsch, da sich das Birkhoff-Theorem nur auf sphärische Masseverteilungen bezieht

mathematisch hast Du recht, praktisch ist der Unterschied aber nicht allzu groß. In einigen Abstandsbereichen kann es vorkommen, daß eine weiter außen liegende Massenkonzentration der galaktischen Scheibe soviel der von innen kommenden Schwerkraft kompensiert, daß es hier zu einer 'Delle' im Geschwindigkeitsprofil kommt, was bei einer kugelsymmetrischen Massenverteilung so nicht möglich wäre, aber diese 'Dellen' sind, zumindest in der Milchstrasse, nur schwach ausgeprägt (sieht man auch ganz gut in der (blauen) Messkurve des DPG-Links). Wenn die mittlere Dichte einigermaßen stetig nach außen abnimmt, dann unterscheiden sich die Ergebnisse einer exakteren Rechnung und die Rechnung mit einer kugelsymmetrischen Massenverteilung nur sehr wenig voneinander.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Dgoe]

Hallo Ralf,

vielen Dank für dein Kompliment!

bei dem Folgenden habe ich mich etwas missverständlich ausgedrückt, glaube ich.

Fallschirmspringer könne sich eigentlich frei bewegen im freien Fall, unterliegen nur dem Luftwiderstand (bevor der Schirm sich öffnet), Flugzeuge, die einen Parabelflug machen schirmen diesen Widerstand ab und man wird für diese kurze Zeit schwerelos - schwebt.

Denn

Die Wortwahl "abschirmen" ist zwar umgangssprachlich korrekt, wissenschaftlich liegt hier aber keine Abschirmung vor, da man Gravitation nicht abschirmen kann wie beispielsweise den Elektromagnetismus in einem Faraday'schen Käfig. Was beim Parabelflug gemacht wird: es wird eine weitere Kraft gleicher Grösse in entgegengesetzter Richtung zur Schwerkraft erzeugt und die Summe dieser beiden Kräfte wird dann zu 0.

Bei einer Abschirmung indes gäbe es keine Kraft, weil diese ja abgeschirmt würde.

Ich meinte damit, dass das Flugzeug (die Flugzeug-Hülle) während des Sturzfluges (Parabelflug, 2te Hälfte) den Luftwiderstand von Besatzung und Passagiere abschirmt, so dass sie innen frei schweben können - im Unterschied zum Fallschirmspringer.

Deine Kräfterechnung habe ich nicht ganz verstanden.

Im freien Fall wirkt im Vakuum keine Kraft der Gravitation entgegen (hier ohne Eigengeschwindigkeit/Impuls betrachtet). Der fallende Körper "spürt" insofern nichts - genauso schwerelos wie weit ab jeglicher Schwerkraft - außer dass er vielleicht sehen kann, dass er sich einer deutlich größeren Masse nähert. Und just genau dann, wenn er diese Masse erreicht, spürt er erst aufgrund der Kollision "wo der Hammer hängt". Die abgestufte "weiche" Kollision mit der Erd-Atmosphäre, beispielsweise, verursacht eine abbremsende Reibung (viele Kollisionen mit Luftmolekülen), die zum Glühen bis Verglühen führen kann, spätestens beim Aufschlag auf soliden Grund, hat die Reibung dann 100% erreicht, bildlich gesprochen.
Einen solchen Vorgang kann man mit verschiedenen Mitteln an verschiedenen Stellen abmildern und entgegenwirken, mit anderen Kräften, Bremsdüsen zum Beispiel (Rückstoß-Kraft, Impulserhaltung). Beim Parabelflug fängt der Fall ja erst am Scheitelpunkt der Parabel* an und wird nach kurzem Sturzflug langsam abgefangen, indem der Pilot die Nase wieder hochzieht - regelmäßig so berechnet - bevor die Maschine auf dem Boden aufschlagen würde. Für die Flugzeuginsassen steigt deren Körper-Schwere durch die entstehende Fliehkraft dabei temporär an, die "Quittung" für die Schwerelosigkeit zuvor, wenn man so will.

Gruß,
Dgoe

* Edit: - innerhalb der Atmosphäre -

 

[TomS]

)Beim Parabelflug fängt der Fall ja erst am Scheitelpunkt der Parabel an ...

Die Phase der Schwerelosigkeit beginnt in dem Moment, wo der Pilot im Steigflug den Schub abschaltet, d.h. dass bereits der letzte Teil des Steigfluges wie bei eine Wurfparabel kräftefrei erfolgt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Parabelflug

 

[Dgoe]

Die Phase der Schwerelosigkeit beginnt in dem Moment, wo der Pilot im Steigflug den Schub abschaltet, d.h. dass bereits der letzte Teil des Steigfluges wie bei eine Wurfparabel kräftefrei erfolgt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Parabelflug

Oh ja,

Danke Tom! Das leuchtet mir auch sofort ein. Beispielsweise auch beim Sprungbrett (Schwimmbad), schon während man nach oben katapultiert wird, fühlt man sich schwerelos sobald die Füße sich lösen...

Gruß,
Dgoe

 

[Kibo]

Noch zur Ergänzung, ein Raumschiff heizt sich beim Eintritt in die Atmosphäre vor allem durch die Kompression der Luft am Buk auf, nicht durch die Reibung.

Hier mal noch ein schöner Artikel dazu.

mfg