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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Herstellung eines Schwarzen Lochs?



FUNtastic
04.08.2007, 17:40
Hallo liebe "Astronews-Gemeinde",

beim Durchstöbern des Internets bin ich auf diverse Artikel gestoßen, nach denen es Überlegungen gibt, am CERN-Forschungszentrum evtl. ein künstliches Schwarzes Loch erzeugen zu können. Das Thema finde ich äußerst interessant, jedoch habe ich einige Verständnisprobleme. Eigentlich habe ich ein grundsätzliches Verständnisproblem, vielleicht kann ja jemand etwas "Licht ins Dunkle bringen".

Auslöser war diese, schon etwas ältere, News:

Physiker wollen Schwarze Löcher herstellen (http://hera.ph1.uni-koeln.de/~heintzma/Sp_Art2/S109.htm)

Habe dann bei Wikipedia folgenden Artikel gefunden:

Schwarzes Mini-Loch (http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Mini-Loch)

Zuerst einmal würde mich der Mechanismus Interessieren, nach dem die Erzeugung eines Schwarzen Loches theoretisch möglich sein soll. Die bei Wikipedia verlinkten Artikel habe ich mir durchgelesen, als Physik- und Mathematikidiot habe ich jedoch leider nur "Bahnhof verstanden". Es wäre schön wenn jemand veruchen könnte, mir dies, zumindest auf grundsätzlicher Ebene, plausibel zu machen.

Das erzeugte Schwarze Loch soll, aufgrund der Hawking-Strahlung, nur sehr kurz existieren. Ist es nicht so, dass die Hawking-Strahlung bisher noch nicht nachgewiesen wurde und es auch keinerlei Beobachtungen gibt, die diese Theorie stützen können?

Des Weiteren ist im Wiki-Artikel zur Hawking-Strahlung folgender Satz zu lesen:


Schwarze Löcher stellaren Ursprungs haben jedoch aufgrund ihrer großen Masse eine geringere Temperatur als die kosmische Hintergrundstrahlung, weshalb diese Schwarzen Löcher thermische Energie aus ihrer Umgebung aufnehmen.

Zum Einen verstehe ich den Zusammenhang zwischen Masse und Temperatur nicht. Was ich mir vorstellen könnte wäre, dass aufgrund der Kompaktheit des SL, sich so gut wie keine Teilchen bewegen und somit die Temperatur sehr niedrig ist... richtig oder Blödsinn?

Zum Anderen verstehe ich die Interaktion des SL mit der Umgebung nicht so recht. Nach meiner bisherigen Auffassung existiert ein SL, aufgrund der Krümmung der Raum-Zeit, sozusagen außerhalb unseres Universums. Wie kann das SL dann thermische Energie aufnehmen? Nach meinem Verständnis hat diese Interaktion auch nichts mit der Absorbation von Materie zu tun.

Ihr seht, dass ich keine Ahnung, aber viele Fragen habe. Auch über Hinweise zu (vorrangig deutschprachigen) Quellen, bei denen ich mich etwas einlesen kann, würde ich mich sehr freuen.

Bereits vielen Dank!

Grüße
Matthias

pauli
04.08.2007, 19:52
Das erzeugte Schwarze Loch soll, aufgrund der Hawking-Strahlung, nur sehr kurz existieren. Ist es nicht so, dass die Hawking-Strahlung bisher noch nicht nachgewiesen wurde und es auch keinerlei Beobachtungen gibt, die diese Theorie stützen können?
"Echte" (die nicht mal Licht verlassen kann) Schwarze Löcher sind meiner Meinung nach auch noch nicht wirklich nachgewiesen worden

Zum Einen verstehe ich den Zusammenhang zwischen Masse und Temperatur nicht. Was ich mir vorstellen könnte wäre, dass aufgrund der Kompaktheit des SL, sich so gut wie keine Teilchen bewegen und somit die Temperatur sehr niedrig ist... richtig oder Blödsinn?
halte ich für richtig, anders kann man die angenommene niedrige Temperatur wohl nicht erklären

Zum Anderen verstehe ich die Interaktion des SL mit der Umgebung nicht so recht. Nach meiner bisherigen Auffassung existiert ein SL, aufgrund der Krümmung der Raum-Zeit, sozusagen außerhalb unseres Universums. Wie kann das SL dann thermische Energie aufnehmen? Nach meinem Verständnis hat diese Interaktion auch nichts mit der Absorbation von Materie zu tun.
Ich verstehe ein SL als Einbahnstraße ins Nichts, man kann etwas "reinwerfen", man kann es mit einem Wärmestrahler bestrahlen, unglückliche Astronauten oder Raumschiffe können reinstürzen, es saugt sichtbar Materie aus der Umgebung auf.
Es gibt nur keinen Weg raus. Die einzige Wirkung nach Draussen ist die Gravitation.

Klaus
05.08.2007, 12:11
Zum Einen verstehe ich den Zusammenhang zwischen Masse und Temperatur nicht. Was ich mir vorstellen könnte wäre, dass aufgrund der Kompaktheit des SL, sich so gut wie keine Teilchen bewegen und somit die Temperatur sehr niedrig ist... richtig oder Blödsinn?
Ursache ist vielmehr der postulierte Stillstand der Zeit am Schwarzschildradius und die Unmöglichkeits es Entweichens ab diesem.


Zum Anderen verstehe ich die Interaktion des SL mit der Umgebung nicht so recht. Nach meiner bisherigen Auffassung existiert ein SL, aufgrund der Krümmung der Raum-Zeit, sozusagen außerhalb unseres Universums.
Nein, so es denn existiert, tut es dieses natürlich innerhalb des Universums.


Das erzeugte Schwarze Loch soll, aufgrund der Hawking-Strahlung, nur sehr kurz existieren. Ist es nicht so, dass die Hawking-Strahlung bisher noch nicht nachgewiesen wurde und es auch keinerlei Beobachtungen gibt, die diese Theorie stützen können?
Nein - es ist schlimmer. Es gibt bislang kein schwarzes Loch, das als ein solches je beobachtet wurde, sondern nur diverse kosmische Objekte von denen angenommen wird, daß es sich bei ihnen um schwarze Löcher handelt. Schwarze Löcher sind bislang rein theoretische Gebilde und setzen voraus, daß die Allgemeine Relativitätstheorie bis zu einer unendlichen Dehnung des Raumes hin uneingeschränkt gilt. So es jedoch gelingt schwarze Löcher zu erzeugen und diese auch noch stabil sind und keine Hawkingstrahlung aufweisen, dann werden wir recht schnell die Milchstraße verlassen. :D


Wie kann das SL dann thermische Energie aufnehmen?
Die bleibt einfach stecken und verleiht dem SL etwas zusätzliche Masse.

Die Frage bleibt jedoch, wie ein SL überhaupt entstehen können soll, wenn am Schwarzschildradius die Zeit stillsteht und es somit keine Bewegung in diesen hinein gibt.

mac
05.08.2007, 13:50
Hallo Klaus,


So es jedoch gelingt schwarze Löcher zu erzeugen und diese auch noch stabil sind und keine Hawkingstrahlung aufweisen, dann werden wir recht schnell die Milchstraße verlassen. :Dda wir schon immer von Teilchen getroffen werden, die alle möglichen Energien (Geschwindigkeiten) haben, auch viel energiereicher als die im LHC erzeugbaren, wird es entweder nicht gelingen ein SL zu erzeugen, oder wenn sie sich so erzeugen lassen, können sie nicht stabil sein. Anders wäre nämlich keine Gelegenheit diese Frage überhaupt zu stellen. :D

Herzliche Grüße

MAC

Mat1i
05.08.2007, 17:57
Die Frage bleibt jedoch, wie ein SL überhaupt entstehen können soll, wenn am Schwarzschildradius die Zeit stillsteht und es somit keine Bewegung in diesen hinein gibt.

Hallo Klaus,

die Zeit steht nach meinem Verständnis nur für den Beobachter von Außerhalb still. Aus Sicht des unvorsichtigen Raumfahrers dürfte es da mit Realtime und nahe der Lichtgeschwindigkeit reingehen.

Gruß Mat1i

Klaus
05.08.2007, 19:18
Aus Sicht des unvorsichtigen Raumfahrers dürfte es da mit Realtime und nahe der Lichtgeschwindigkeit reingehen.
Dessen Sicht ist irrelevant. Ein Schwarzes Loch wird erst dann ein solches, wenn sich innerhalb des Schwarzschildradius hinreichend Masse angesammelt hat. Was die hineinfallende Masse für ein Zeitempfinden entwickelt, spielt dafür keine Rolle.

Orbit
05.08.2007, 19:24
Ein Schwarzes Loch wird erst dann ein solches, wenn sich innerhalb des Schwarzschildradius hinreichend Masse angesammelt hat.
Das kann man so nicht sagen. Den SR gibt es nicht unabhängig von der Masse. Der SR wächst proportional zur Masse.
Orbit

Klaus
05.08.2007, 20:05
Das kann man so nicht sagen. Den SR gibt es nicht unabhängig von der Masse. Der SR wächst proportional zur Masse.
Sicher, nur ein schwarzes Loch wird es erst ab dann, wenn sich die Masse innerhalb des Schwarzschildradius befindet. ;)

Mat1i
05.08.2007, 21:26
Dessen Sicht ist irrelevant. Ein Schwarzes Loch wird erst dann ein solches, wenn sich innerhalb des Schwarzschildradius hinreichend Masse angesammelt hat. Was die hineinfallende Masse für ein Zeitempfinden entwickelt, spielt dafür keine Rolle.

Die Zeit welche die hereinfallende Masse empfindet ist auch die Zeit die sie real zum erreichen des Ereignishorizonts unabhängig von unserer Beobachtung benötigt.
Es ist nur die Information über den Vorgang die uns als Beobachter durch die starke Gravitation nicht mehr erreicht, so das er scheinbar nie dort ankommt, unser Raumfahrer ist aber schon längst drin und erhöht die Masse des SL.

Gruß Mat1i

galileo2609
05.08.2007, 21:58
Sehr schön beschrieben in Andreas Müllers Astro-Lexikon: Zeitdilatation in der ART (http://www.mpe.mpg.de/~amueller/lexdt_z.html)

Grüsse galileo2609

pauli
06.08.2007, 08:23
Super-Link, galileo2609, das fast 1000-seitige Klasse-Lexikon ist sogar als pdf downloadbar.
Und zum Thema schwarze Löscher können wir ihm wohl vertrauen, bietet Anredas Müller seine Doktorarbeit dazu zum download an.

Klaus
06.08.2007, 22:08
Die Zeit welche die hereinfallende Masse empfindet ist auch die Zeit die sie real zum erreichen des Ereignishorizonts unabhängig von unserer Beobachtung benötigt.
Nur läuft diese Zeit halt langsamer, als die des hinterhergaffenden Beobachters. ;)


Es ist nur die Information über den Vorgang die uns als Beobachter durch die starke Gravitation nicht mehr erreicht, so das er scheinbar nie dort ankommt, unser Raumfahrer ist aber schon längst drin und erhöht die Masse des SL.
Und die empirischen Werte, welche belegen, daß Uhren im Gravitationsfeld ganz real langsamer gehen, sind sicher alle nur darauf zurückzuführen, daß die unteren Atomuhren nur nicht verraten wollten, wie weit sie wirklich waren, oder wie? :D

galileo2609
06.08.2007, 22:57
Nur läuft diese Zeit halt langsamer, als die des hinterhergaffenden Beobachters. ;)

Nur aus der Sicht des aussenstehenden ('gaffenden') Beobachters. So schwer ist der Text doch nicht zu verstehen.

Grüsse galileo2609

FUNtastic
25.03.2008, 21:30
Das Thema der künstlich erzeugten SL möchte ich noch einmal aufgreifen.
Eingangs folgende Frage, die ich sehr gerne beantwortet hätte, um sicher zu sein, dass ich ein grundsätzliches Prinzip richtig verstanden habe, bevor ich weitere Fragen stelle:

Nachdem was ich bisher über den angenommenen Zerfallsprozess von SL gelesen habe, ist es doch so, dass das SL kontinuierlich Hawkingstrahlung abgibt. Die Intensität der Strahlung steigt mit der Massenabnahme des SL an, und es wird weiter angenommen, dass sich das SL nach Unterschreiten einer kritischen Masse mit einem Mini-Gamma-Blitz verabschiedet.

Wenn nun beim Auftreffen von Teilchen, z.B. auf die Erdatmosphäre, fortwährend SL erzeugt werden würden, so sollte es doch möglich sein, die emittierte Strahlung nachzuweisen? Ist die angenommene Intensität derart gering, dass eine Messung schlicht nicht möglich ist?

Viele Grüße
Matthias

DrShmurge
29.03.2008, 20:34
Nachdem was ich bisher über den angenommenen Zerfallsprozess von SL gelesen habe, ist es doch so, dass das SL kontinuierlich Hawkingstrahlung abgibt. Die Intensität der Strahlung steigt mit der Massenabnahme des SL an, und es wird weiter angenommen, dass sich das SL nach Unterschreiten einer kritischen Masse mit einem Mini-Gamma-Blitz verabschiedet. Ja, das habe ich auch gelesen.


Wenn nun beim Auftreffen von Teilchen, z.B. auf die Erdatmosphäre, fortwährend SL erzeugt werden würden, so sollte es doch möglich sein, die emittierte Strahlung nachzuweisen? Ist die angenommene Intensität derart gering, dass eine Messung schlicht nicht möglich ist?

Meinst du mit der emittierten Strahlung die Hawkingstrahlung?

Vorwegs, es ist möglich Schwarze Löcher über die Hawkingstrahlung zu entdecken.

jonas
29.03.2008, 20:50
Meines Wissens nach wurde die Hawkingstrahlung bislang noch nicht gemessen bzw. nachgewiesen. Ich habe irgendwann einmal gelesen, dass sogar Hawking selbst die von ihm postulierte Strahlung möglicherweise als Irrtum bezeichnet.

Hawking ist zweifelsohne ein brillanter Physiker, der es auch versteht komplexe Zusammenhänge einem breiten Publikum verständlich nahe zu bringen (z.B. "Eine kurze Geschichte der Zeit"). Jedoch stehe ich persönlich gerade diesem Physiker ein wenig reserviert gegenüber. Denn einen guten Teil seiner Popularität verdankt er auch dem einzigartigen Verlauf seiner schlimmen Krankheit. Er würde von seinen Fachkollegen sicher nicht so scharf attackiert werden wie z.B. seinerzeit ein Alfred Wegener. Wohingegen er selbst recht unverblümt andere Physikerkollegen angreift: Zitat: "When I hear of Schrödingers cat, I reach for my gun"

Hawking mag recht haben, aber auch nicht. Zur Zeit jedenfalls würde ich die Hawkingstrahlung nicht als gesichertes Faktum annehmen.

Nathan5111
29.03.2008, 22:26
Vorwegs, es ist möglich Schwarze Löcher über die Hawkingstrahlung zu entdecken.

Ach ja? Also, Butter bei die Fische: Belege, Quellen usw.

Gähn
Nathan

fspapst
15.05.2008, 15:36
Vorwegs, es ist möglich Schwarze Löcher über die Hawkingstrahlung zu entdecken.

Es sollte warscheinlich heißen: "es währe möglich Schwarze Löcher über die Hawkingstrahlung zu entdecken" ... wenn es diese gibt und es zusätzlich kleine SL (10^14 KG) in beobachteter Nähe gibt.

Große SL geben nach dem Postulat sogut wie keine Hawkingstrahlung (http://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung) ab. Bei Wicki recht anschaulich dargestellt.


Gruß
FS

Orbit
15.05.2008, 15:55
... wenn es diese gibt
Es gibt sie. Was bringt Dich dazu, dies in Frage zu stellen?

und es zusätzlich kleine SL (10^14 KG) in beobachteter Nähe gibt.
Wozu sollen die gut sein?

fspapst
15.05.2008, 15:59
Es gibt sie. Was bringt Dich dazu, dies in Frage zu stellen?

Ich meinte damit die Hawkingstrahlung, nicht die SL. lol
Und ob es die gibt ist nicht gesichert, soweit ich informiert bin. Hinweis zum Kontext: Wieder nicht die SL!

FS

PS: Folge meinem Link und lese durch was da steht über kleine SL und deren Hwk.-Strahlung.

Orbit
15.05.2008, 16:09
Ach so.
Den Link hab ich schon gelesen. Dass kleine SL stärker straheln wusste ich bereits. Aber ich verstehe Deine Kombination eines grossen mit kleineren SL drum herum trotzdem nicht.
Orbit

fspapst
15.05.2008, 16:21
Aber ich verstehe Deine Kombination eines grossen mit kleineren SL drum herum trotzdem nicht.

ups ... mein Deutsch hat zugeschlagen.
Ich habe geschrieben:
und es zusätzlich kleine SL (10^14 KG) in beobachteter Nähe gibt
Ich wollte aber schreiben:
und es zusätzlich kleine SL (10^14 KG) in beobachtbarer Nähe gibt
... also ohne Bezug zum Großen SL, einfach nur so nah, das wir diese beobachten können.

Sorry :o
FS