Warum Singularität?

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Tetsuo

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Hallo,

warum geht man eigentlich davon aus, dass im inneren eines schwarzen Loches eine Art Singularität herrscht.

Kann ein schwarzes Loch nicht einfach ein "heller" kompakter Körper sein der halt nur eine zu hohe Fluchtgeschwindigkeit hat?

Habe mich gerade mal bei wiki informiert, die Sonne hat eine Fluchtgeschwindigkeit von 617,3 Km/s
Wenn das Licht theoretisch nur 600 km/s schnell wäre, wäre die Sonne doch auch ein schwarzes Loch aber trotzdem ein ganz normaler fester "anfassbarer" warmer Körper (?)

Gruß
 
J

jonas

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Kann ein schwarzes Loch nicht einfach ein "heller" kompakter Körper sein der halt nur eine zu hohe Fluchtgeschwindigkeit hat?
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Im ersten Ansatz: ja. Man kann einen Körper konstruieren, der z.B. die Dichte von Wasser hat, aber groß genug ist, damit an seiner Oberfläche die Fluchtgeschwindigkeit gleich c ist. Schliesslich steigt die Masse mit mit der dritten Potenz des Radius während die Gravitation an der Oberfläche nur mit dem Quadrat des Radius abnimmt.

Nur, und jetzt kommt das Aber: In einem solchen Körper herrschen im Inneren derart hohe Drücke, daß die Materie ihre Form (also Atome mit Elektronenhülle) nicht mehr aufrecherhalten kann. Man weiß, daß es solche Grenzdrücke gibt und kann sie für ein solches schwarzes Loch aus Wasser berechnen.

Der Druck in einem Körper, der kleiner als sein Schwarzschildradius ist, ist immer höher als alles, was Materie noch aushalten kann.

Wenn das Licht theoretisch nur 600 km/s schnell wäre, wäre die Sonne doch auch ein schwarzes Loch aber trotzdem ein ganz normaler fester "anfassbarer" warmer Körper (?)
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Das ist richtig, wäre also die Lichtgeschwindigkeit geringer, so könnte es schwarze Löcher geben, deren Materie stabil ist. Aber in unserem Universum ist c nunmal so hoch wie es ist, genauso wie die Materie eben so stabil ist wie sie nunmal ist.

Aber es gibt Spekulationen, daß sich im Inneren eines SL statt einer Singularität ein Kern aus Quarks bildet. Nur wird man das nie nachweisen können, da man nicht in ein SL blicken kann. Und wenn man jemanden oder etwas (Sonde) dort hinschickt, kann dieses nicht mehr davon berichten.
 
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Orbit

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tetsuo schrieb:
warum geht man eigentlich davon aus, dass im inneren eines schwarzen Loches eine Art Singularität herrscht.
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Weil man weder hinter den EH des SL gucken noch physikalische beschreiben kann, was sich dahinter abspielt.
Kann ein schwarzes Loch nicht einfach ein "heller" kompakter Körper sein der halt nur eine zu hohe Fluchtgeschwindigkeit hat?
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Von einem Körper können wir nur wissen, was uns das Licht, das von ihm ausgeht, erzählt.
Habe mich gerade mal bei wiki informiert, die Sonne hat eine Fluchtgeschwindigkeit von 617,3 Km/s
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Das ist die Fluchtgeschwindigkeit, die ein Testkörper erreichen muss, um die Sonnenoberfläche zu verlassen.
Wenn das Licht theoretisch nur 600 km/s schnell wäre,... (?)
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Ist sie aber nicht. Übrigens hätten dann auch andere Naturkonstanten völlig andere Werte, und wir würden in einer andern Welt leben. Beispielsweise würde die Erde eben um ein SL kreisen, und es gäbe auf ihr keine Wesen, welche sich darüber Gedanken machen würden, ob das SL im Grunde nicht ein warmer Körper sei. :) In der Physik zählt nur, was ist, was also gemessen wird. Was jenseits dieser Messungen sein könnte, ist irrelevant.

Orbit
 
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Nathan5111

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Orbit schrieb:
In der Physik zählt nur, was ist, was also gemessen wird. Was jenseits dieser Messungen sein könnte, ist irrelevant.
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und daher 'vermeide' ich die ungeliebte Singularität durch die Vorstellung, ein Schwarzes Loch ist nur ein zu schwer geratener Neutronenstern.

Denn schon auf dem Weg zur Entstehung eines Neutronensterns sind, wie ich schon vor längerer Zeit sagte, diverse Entartungsdrücke zu überwinden. Ich sehe daher nicht ein, dass hier schon das Ende der Fahnenstange erreicht sein soll. Vielleicht hält Mutter Natur noch einige (Entartungs-)Stufen in petto.
 
T

Tetsuo

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Nathan5111 schrieb:
und daher 'vermeide' ich die ungeliebte Singularität durch die Vorstellung, ein Schwarzes Loch ist nur ein zu schwer geratener Neutronenstern.
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Darauf wollte ich hinaus. Bin also nicht der Einzige, der das für wesentlich wahrscheinlicher hält ^^


@ Orbit
Natürlich ist das, wenn man weiter denkt Quatsch was ich geschrieben habe. Hätte, wenn und aber sollte man in der Astronomie vermeiden. Es ging mir nur ganz grob um eine Verdeutlichung um es besser erklären zu können was ich meine.
 
ralfkannenberg

ralfkannenberg

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Tetsuo schrieb:
Habe mich gerade mal bei wiki informiert, die Sonne hat eine Fluchtgeschwindigkeit von 617,3 Km/s
Wenn das Licht theoretisch nur 600 km/s schnell wäre, wäre die Sonne doch auch ein schwarzes Loch aber trotzdem ein ganz normaler fester "anfassbarer" warmer Körper (?)
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Hallo Tetsuo,

das ist mir nicht ganz klar: Wieso meinst Du, dass unsere Sonne dann ein "warmer" Körper sei ?

Ok, Du könntest über die Hawkingstrahlung (genauer: die Hawking-Entropie) eine Temperatur definieren, diese dürfte aber mit der derzeitigen Temperatur unserer Sonne reichlich wenig zu tun haben.

Und ähm, ja also "anfassen" würde ich die Sonne auch nicht, weder als G2-Hauptreihenstern noch als Schwarzes Loch. Kommt im letzteren Fall dazu, dass Du sie - auch wenn es Dir perfekt gelingt, Verbrennungen zu vermeiden - nicht mehr loslassen könntest .......


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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Nathan5111

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Tetsuo schrieb:
Hätte, wenn und aber sollte man in der Astronomie vermeiden.
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Eben nicht!

Ich werde immer kribbelig, wenn hier jemand in der Astronomie sagt: "Es ist so und nicht anders!".

Wenn Du hier (und in anderen, ernst zu nehmenden Plattformen) Artikel liest, findest Du immer wieder Formulierungen, die ich einmal 'eventuell möglichen Konjunktiv' genannt habe.

Und wie sagte 'Wowi' Wowereit: "Und das ist auch gut so.".
 
galileo2609

galileo2609

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Hallo Tetsuo,
Tetsuo schrieb:
warum geht man eigentlich davon aus, dass im inneren eines schwarzen Loches eine Art Singularität herrscht.
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das ist eine Annahme, die sich zwingend aus der ART ergibt. Bei extremen Massekonzentrationen wird die Krümmung der Raumzeit unendlich und eine nicht behebbare instrinsische Singularität entsteht, in der die betroffene Masse in einem Punkt ohne Ausdehnung zusammenfällt. Alle Geodäten enden in in diesem Punkt. Die klassische theoretische Physik versagt in diesem Punkt, er lässt sich nicht mehr naturwissenschaftlich beschreiben.
Tetsuo schrieb:
Wenn das Licht theoretisch nur 600 km/s schnell wäre, wäre die Sonne doch auch ein schwarzes Loch aber trotzdem ein ganz normaler fester "anfassbarer" warmer Körper (?)
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Abgesehen davon, dass c nicht zusammenhanglos zu anderen physikalischen Konstanten steht, wie hier schon angesagt wurde. Deine Betrachtung ist in der Newtonschen Mechanik verhaftet, die vor langer Zeit John Michell und Pierre Simon Laplace über 'dunkle Sterne' spekulieren liessen. Das war die Phase, als man dem Licht klassische Teilcheneigenschaften zugedacht hatte. Die ART erklärt die Gravitation als geometrisches Phänomen der Raumzeit. Um die Geodäten soweit zu krümmen, dass einer Massekonzentration Licht nicht mehr entkommen kann, hat Einfluss auf den Zustand der Materie. Diese ist in einem Schwarzen Loch so verdichtet, dass die Materie nicht mehr in Formen existiert, die wir theoretisch beschreiben können. In der klassischen Annahme existiert kein 'Gegendruck' mehr (auch nicht durch die bekannten 'Entartungen'), der den kontinuierlichen Kollaps aufhalten könnte.
Nathan5111 schrieb:
und daher 'vermeide' ich die ungeliebte Singularität durch die Vorstellung, ein Schwarzes Loch ist nur ein zu schwer geratener Neutronenstern.

Denn schon auf dem Weg zur Entstehung eines Neutronensterns sind, wie ich schon vor längerer Zeit sagte, diverse Entartungsdrücke zu überwinden. Ich sehe daher nicht ein, dass hier schon das Ende der Fahnenstange erreicht sein soll. Vielleicht hält Mutter Natur noch einige (Entartungs-)Stufen in petto.
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Es gibt andere theoretische Vorstellungen, z. B. den Gravastar, die auf die Vermeidung der Singularitäten abzielen. Einen guten Einführungstext hält Andreas Müller in seinem Lexikon vor. Das Konzept ist umstritten, hat aber den Vorteil, dass es prinzipiell beobachtbare Unterschiede voraussagt:
Andreas Müller schrieb:
Nur sind Schwarze Löcher absolut schwarz und Gravasterne 'grau'. Ausgedrückt in relativistisch verallgemeinerten Dopplerfaktoren gilt für ein Schwarzschild-Loch g(RS) ≡ 0 und für einen Gravastern dagegen nur g(RS) ~ 0.
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Grüsse galileo2609
 
galileo2609

galileo2609

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Hallo Nathan,

du weisst selbst, dass die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze auf einem vereinfachten Modell beruht. Neuere Modelle kommen auf ein Masseregime von Neutronensternen, das auch mit den Beobachtungen besser übereinstimmt. Das alles ist Gegenstand aktueller Forschung, sowohl in der theoretischen Physik wie in der astronomischen Praxis.

Alle diese Modelle gehen aber davon aus, das oberhalb einer bestimmten Massegrenze der Gravitationskollaps unvermeidlich weiter geht.

Grüsse galileo2609
 
T

TiloS

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Was ist denn eine Singularität? Eigentlich nur ein anderer Ausdruck für - unbekannt, bzw. dafür, dass ein Modell an seine Grenzen gerät, und keine sinnvollen Ergebnisse mehr liefert.

Ein kompakter Neutronenstern, Quarkstern oder andere Materieansammlung aus bekannten Teilchen kann es aber nicht sein, da man ja die Kräfte berechnet hat, bei dem solch ein Konstrukt noch existieren kann. Die Kräfte sind einfach zu groß, um bekannte Teilchen noch existieren zu lassen.

Es gibt jetzt 2 Möglichkeiten. Entweder es ist ein Kostrukt aus bisher unbekannten Teilchen. Oder, was ich für am wahrscheinlichsten halte, es ist ganau ein hochenergetisches Teilchen, welches die Masse des SL besitzt.

Gruß
Tilo
 
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Orbit

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TiloS schrieb:
Oder, was ich für am wahrscheinlichsten halte, es ist ganau ein hochenergetisches Teilchen, welches die Masse des SL besitzt.
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Die Teilchenmasse hat eine theoretische Obergrenze: Das schwerste denkbare Teilchen wäre ein Teilchen mit Planck-Masse: 2.176E-8 kg.

Orbit
 
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TiloS

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Oder, was ich für am wahrscheinlichsten halte, es ist ganau ein hochenergetisches Teilchen, welches die Masse des SL besitzt.
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Orbit schrieb:
Die Teilchenmasse hat eine theoretische Obergrenze: Das schwerste denkbare Teilchen wäre ein Teilchen mit Planck-Masse: 2.176E-8 kg.
Orbit
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Aber nur deshalb, weil es oberhalb der Planck-Masse ein Schwarzes Loch ist.
Die Planck-Masse ist die Grenze von dem schwersten vorstellbaren Elementarteilchen und dem leichtesten vorstellbaren Schwarzen Loch (Teilchengröße=Schwarzschildradius). Man hat halt das Elementarteilchen bis zur min.SL-Masse definiert. Wie es dann im SL aussieht ist derzeit nicht definiert. Das heißt aber nicht, dass es womöglich doch ein Teilchen ist.

Gruß
Tilo
 
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Orbit

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Dann können wir auch gleich alle Forschung einstellen.
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Nein. Alles, was zwischen einem EH und deiner Nasenspitze liegt ist prinzipiell erforschbar, und da ist noch viel zu definieren. Aber der EH ist eine prinzipielle Grenze.

Orbit
 
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