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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Warum Singularität?



Tetsuo
18.02.2010, 14:57
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

jonas
18.02.2010, 16:30
Kann ein schwarzes Loch nicht einfach ein "heller" kompakter Körper sein der halt nur eine zu hohe Fluchtgeschwindigkeit hat?
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 (?)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.

Orbit
18.02.2010, 16:43
warum geht man eigentlich davon aus, dass im inneren eines schwarzen Loches eine Art Singularität herrscht.
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?
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
Das ist die Fluchtgeschwindigkeit, die ein Testkörper erreichen muss, um die Sonnenoberfläche zu verlassen.

Wenn das Licht theoretisch nur 600 km/s schnell wäre,... (?)
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

Nathan5111
18.02.2010, 19:39
In der Physik zählt nur, was ist, was also gemessen wird. Was jenseits dieser Messungen sein könnte, ist irrelevant.

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.

Tetsuo
18.02.2010, 20:15
und daher 'vermeide' ich die ungeliebte Singularität durch die Vorstellung, ein Schwarzes Loch ist nur ein zu schwer geratener Neutronenstern.


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
18.02.2010, 21:10
Darauf wollte ich hinaus. Bin also nicht der Einzige, der das für wesentlich wahrscheinlicher hält ^^
Hallo Tetsuo,

ehe hier Missverständnisse auftreten: Nathan5111 hat das Wort "vielleicht" und nicht das Wort "wesentlich wahrscheinlicher" verwendet.


Freundliche Grüsse, Ralf

ralfkannenberg
18.02.2010, 21:16
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 (?)

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 (http://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung)) 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

Schmidts Katze
18.02.2010, 21:35
Und ähm, ja also "anfassen" würde ich die Sonne auch nicht,

Mathematiker! *kopfschüttel*

"Anfassbar" ist ein Skorpion oder ein Liter Schwefelsäure auch nicht.

Tetsuo meint wohl eine Masse, die einen definierten Raum einnimmt.

Grüße
SK

Nathan5111
19.02.2010, 00:40
Hätte, wenn und aber sollte man in der Astronomie vermeiden.

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
19.02.2010, 00:47
Hallo Tetsuo,

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

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 (?)
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.

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.
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 (http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_g03.html#grava) vor. Das Konzept ist umstritten, hat aber den Vorteil, dass es prinzipiell beobachtbare Unterschiede voraussagt:

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.

Grüsse galileo2609

Nathan5111
19.02.2010, 01:23
Hallo galileo,


das ist eine Annahme, die sich zwingend aus der ART ergibt.
das ist exakt ein Beispiel für eine Aussage, die mich kribbelig werden lässt.

Warum gibt es 'Abschätzungen' für die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze (http://de.wikipedia.org/wiki/Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze), wenn die ART hier "zwingende" Ergebnisse liefert?

Isso (Ist es so)? Keinesfalls!

Aber ich lasse mich belehren
Nathan

galileo2609
19.02.2010, 01:38
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

TiloS
19.02.2010, 11:08
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

Orbit
19.02.2010, 12:09
Oder, was ich für am wahrscheinlichsten halte, es ist ganau ein hochenergetisches Teilchen, welches die Masse des SL besitzt.
Die Teilchenmasse hat eine theoretische Obergrenze: Das schwerste denkbare Teilchen wäre ein Teilchen mit Planck-Masse: 2.176E-8 kg.

Orbit

TiloS
19.02.2010, 13:03
Oder, was ich für am wahrscheinlichsten halte, es ist ganau ein hochenergetisches Teilchen, welches die Masse des SL besitzt.

Die Teilchenmasse hat eine theoretische Obergrenze: Das schwerste denkbare Teilchen wäre ein Teilchen mit Planck-Masse: 2.176E-8 kg.
Orbit

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

Nathan5111
19.02.2010, 13:15
Das heißt aber nicht, dass es womöglich doch ein Teilchen ist.

Und ich schlage hier und jetzt schon einen Namen für dieses Teilchen vor:

Spekulatius! :)

Sorry
Nathan

TiloS
19.02.2010, 13:24
Und ich schlage hier und jetzt schon einen Namen für dieses Teilchen vor:
Spekulatius! :)
Sorry
Nathan
Kein Problem. Es ist eben aus unserer Alltagserfahrung schwer vorstellbar, dass ein Teilchen eine millionenfache Sonnenmasse besitzen soll.
Sorry
Tilo

Orbit
19.02.2010, 13:29
Wie es dann im SL aussieht ist derzeit nicht definiert.
Nicht nur derzeit. Das wird so bleiben, und deshalb macht Deine Aussage...

...was ich für am wahrscheinlichsten halte...
...keinen Sinn.

Orbit

TiloS
19.02.2010, 13:38
Nicht nur derzeit. Das wird so bleiben...
Orbit
Ja wenn Du das sagst. Dann können wir auch gleich alle Forschung einstellen. Alles Definierte wissen wir ja schon und alles Undefinierte bleibt auch undefiniert.

Tilo

Orbit
19.02.2010, 13:58
Dann können wir auch gleich alle Forschung einstellen.
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

TiloS
19.02.2010, 14:09
Natürlich wird man innerhalb des EH nie messen können. Aber man könnte es mit Modellen erklären (was man auch bei anderen Dingen macht, ohne es genau zu sehen). Das Modell RT kommt aber genau hier an seine Grenze. Da müssen eben andere Modelle her, welche natürlich die RT beinhalten müssen.

Tilo

Orbit
19.02.2010, 14:31
Das Modell RT kommt aber genau hier an ihre Grenze.
Die RT definiert diese Grenze. Der Schwarzschildradius ist die Lösung einer Einstein-Gleichung.

Da müssen eben andere Modelle her, welche natürlich die RT beinhalten müssen.
Meinetwegen. Man theoretisiert auch rund um dieses Thema:
http://de.wikipedia.org/wiki/Randall-Sundrum-Modell
Aber der praktische Nutzen dieser Spekulationen erschliesst sich mir nicht.
Was auch nichts heissen will; denn ich bin Physik-Laie. :)

Orbit

Nathan5111
19.02.2010, 15:51
Da müssen eben andere Modelle her, welche natürlich die RT beinhalten müssen.

Sehe ich genau so, warten wir also auf Fortschritte aus der "Quanten-Ecke".

ralfkannenberg
20.02.2010, 23:56
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.
Hallo TiloS,

eine Singularität (http://de.wikipedia.org/wiki/Singularit%C3%A4t_(Mathematik)) ist einfach nur ein undefinierter "Punkt". Singularitäten ergeben sich beispielsweise dann, wenn ein Nenner gegen 0 strebt und der Zähler von 0 verschieden bleibt.

Es mag pedantisch tönen, aber bitte ersetze das Wort "unbekannt" durch "nicht definiert": Einen unbekannten Punkt könnte man durch bessere Forschung ausfindig machen, für einen nicht-definierten Punkt indes benötigst Du eine andere Theorie.


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.
Im zweiteren Fall handelt es sich auch um ein unbekanntes Teilchen, so dass Deine entweder-oder-Unterscheidung unzutreffend ist. Ganz zu schweigen davon, dass Du beispielsweise den Fall, dass bislang unbekannte Gesetze zur Anwendung kommen könnten, in Deiner entweder-oder-Unterscheidung gar nicht angesprochen hast.

Du hälst eine der Varianten für "am wahrscheinlichsten". Wie begründest Du das ?


Freundliche Grüsse, Ralf

TiloS
21.02.2010, 10:14
Hallo Ralf,


Im zweiteren Fall handelt es sich auch um ein unbekanntes Teilchen, so dass Deine entweder-oder-Unterscheidung unzutreffend ist. Ganz zu schweigen davon, dass Du beispielsweise den Fall, dass bislang unbekannte Gesetze zur Anwendung kommen könnten, in Deiner entweder-oder-Unterscheidung gar nicht angesprochen hast.

Du hälst eine der Varianten für "am wahrscheinlichsten". Wie begründest Du das ?
Ok, Du hast Recht, es wäre auch ein unbekanntes Teilchen.
Etwas ganz anderes bei unbekannten Gesetzen wäre dann die 3. Möglichkeit.

Am wahrscheinlichsten halte ich ein Teilchen, weil z.B. auf mehrere unbekannte Teilchen auch eine immer größere Kraft wirken würde, weswegen die Kräfte zwischen diesen Teilchen auch irgendwann überwunden werden. Letztendlich bleibt dann nur ein Teilchen übrig, welches nicht weiter komprimierbar ist.

Nicht weiter komprimierbar u.a. deshalb, weil Energie gequantelt ist (meiner Meinung inclusive dem Raum) und die Planck-Länge, die kleinste mögliche Länge ist.

Gruß
Tilo

Frankie
21.02.2010, 12:50
Hallo Ralf,

(...)Letztendlich bleibt dann nur ein Teilchen übrig, welches nicht weiter komprimierbar ist.(...)
Gruß
Tilo

Es kann doch sein daß eben kein Teilchen übrig bleibt, oder? Zum Beispiel weil ein unbekanntes Gesetz die Existenz von Teilchen über einer bestimmten (Energie - ?) Konzentration verbietet...

Grüße,
Frankie

Bernhard
21.02.2010, 13:14
Es kann doch sein daß eben kein Teilchen übrig bleibt, oder?


Hallo Frankie,

das würde doch der Energieerhaltung widersprechen und die kannst Du dann nur noch über ein Paralleluniversum oder ähnlich exotische Ansätze retten.
MfG

Orbit
21.02.2010, 15:10
Letztendlich bleibt dann nur ein Teilchen übrig, welches nicht weiter komprimierbar ist.
TiloS
Ich bleibe dabei: Ein Teilchen ist nicht möglich. Die Obergrenze für die Teilchenmasse ist die Planckmasse. Eigentlich sagst du das ja selbst:

Nicht weiter komprimierbar u.a. deshalb, weil ... die Planck-Länge, die kleinste mögliche Länge ist.
Die kleinstmögliche Wellenlänge entspricht der grösstmöglichen Ruheenergie eines Teilchen.
Die oben ausgeschnittene erste Begründung

...weil Energie gequantelt ist ...
trifft aber nicht zu; denn gequantelt ist zwar das Wirkungsquantum h (Einheit Js), nicht aber die Energie. Die ist kontinuierlich; denn es gibt keine längste em-Welle.

Vielleicht meinst du mit 'ein Teilchen' dies:
http://de.wikipedia.org/wiki/Bose-Einstein-Kondensat
Das Bose-Einstein-Kondensat ist aber nicht ein Teilchen, sondern

ein extremer Aggregatzustand eines Systems ununterscheidbarer Teilchen, in dem sich der überwiegende Anteil der Teilchen im selben quantenmechanischen Zustand befindet.

Orbit

TiloS
21.02.2010, 17:12
Ein Teilchen ist nicht möglich. Die Obergrenze für die Teilchenmasse ist die Planckmasse.
Wie gesagt, das ist eine Definitionssache.


Eigentlich sagst du das ja selbst:
...die Planck-Länge, die kleinste mögliche Länge ist.
Das würde dem aber nicht wiedersprechen. Das Teilchen hätte dann die Größe der Planck-Länge.


Die oben ausgeschnittene erste Begründung
trifft aber nicht zu; denn gequantelt ist zwar das Wirkungsquantum h (Einheit Js), nicht aber die Energie. Die ist kontinuierlich; denn es gibt keine längste em-Welle.
Nach meinem Wissen ist die Energie gequantelt. Angenommen nur das Wirkungsquantum wäre gequantelt, das Wirkungsquantum = Energie mal Zeit, dann müsste auf jeden Fall die Zeit gequantelt sein, sprich auch die Raumzeit. Das würde dann zum selben Ergebnis führen.


Vielleicht meinst du mit 'ein Teilchen' dies:
http://de.wikipedia.org/wiki/Bose-Einstein-Kondensat
Das Bose-Einstein-Kondensat ist aber nicht ein Teilchen
Das ist möglich, damit hatte ich mich noch nicht befasst. Wie ich das aber überblicke
wikipedia: Die Wahrscheinlichkeit jedes Bosons, es an einem bestimmten Punkt anzutreffen, ist also überall innerhalb des Kondensates gleich., ist es auch möglich, dass zu einem Zeitpunkt alle Bosonen in einem Ort existieren.
Das Bose-Einstein-Kondensat komprimiert auf die Planck-Länge wäre dann der Zustand. Ob man das dann als Teilchen sieht, oder als n Bosonen, ist dann wieder eine Definitionsfrage.

Gruß
Tilo

Orbit
21.02.2010, 18:24
Wie gesagt, das ist eine Definitionssache.
Wenn das so wäre, müsste aber noch geklärt werden, auf welcher Basis definiert wird. Versuchst du das auf der Basis von Teilchengrössen...

Das würde dem aber nicht wiedersprechen. Das Teilchen hätte dann die Größe der Planck-Länge.
...ist der Schiffbruch vorprogrammiert.


Nach meinem Wissen ist die Energie gequantelt.
Da liegst du halt falsch, glaub es mir.

Angenommen nur das Wirkungsquantum wäre gequantelt, das Wirkungsquantum = Energie mal Zeit, dann müsste auf jeden Fall die Zeit gequantelt sein, sprich auch die Raumzeit.
Die Zeit in Js kommt von der Frequenz:
h =E/f
Und weil die Energie proportional zur Frequenz ist, ist der Quotient daraus eine Konstante.

Zum Bose-Einstein-Kondensat sagst du...

Das ist möglich, damit hatte ich mich noch nicht befasst.
...glaubst aber trotzdem bereits den Überblick zu haben:

Wie ich das aber überblicke , ist es auch möglich, dass zu einem Zeitpunkt alle Bosonen in einem Ort existieren.
Das Bose-Einstein-Kondensat komprimiert auf die Planck-Länge wäre dann der Zustand.
Ich denke nicht, dass das so zutrifft.

Ob man das dann als Teilchen sieht, oder als n Bosonen, ist dann wieder eine Definitionsfrage.
Und auch hier gilt wie oben: Deine vagen Vorstellungen sind wohl keine geeignete Basis für eine brauchbare Definition.

Orbit

jonas
21.02.2010, 20:01
@TiloS

Irgendwie streitest Du hier um des Kaisers Bart ;) Also ein Streit, der zu nichts führt, denn des Kaisers Bart ist des Kaisers und wird von keinem der streitenden jemals erlangt :D

Du sagtest ja schon weiter oben:

Natürlich wird man innerhalb des EH nie messen können. (...) Das Modell RT kommt aber genau hier an seine Grenze. Da müssen eben andere Modelle her, welche natürlich die RT beinhalten müssen.
Natürlich ist es in der Physik unbefriedigend, wenn eine Lösung in einer Singularität endet, so wie es in der RT bei den schwarzen Löchern passiert.

Ob im Kern eines SL nun ein nicht kompressives Einzelteilchen ist, eine Ansammlung von Quarks, von schwingenden Strings oder reiner Energie (also Bosonen), ist gegenwärtig mangels einer geeigneten Theorie, die das Allerkleinste (Quantenphysik) mit dem Makrokosmos (RT) verbindet, eben noch unklar.

Es gibt Ansätze, wie z.B. die Stringtheorie, die versuchen eine solche Verbindung zu schaffen. Nur hat sich noch keine dieser Theorien richtig durchgesetzt. Wohl auch deswegen, weil ein experimenteller Nachweis noch nicht realisierbar ist.

Ich spekuliere jetzt mal ins Blaue hinein: Wenn am LHC wirklich mini-SL erzeugt werden können, und diese nach einer Nanosekunde wieder zerstrahlen, vielleicht fängt dann einer der Detektoren etwas auf, was Rückschlüsse auf das Innere des schwarzen Lochs zulässt. Warten wir mal den Gang der weiteren Forschung ab, vielleicht zeigt sich ja was überraschendes.

galileo2609
21.02.2010, 20:13
Ob im Kern eines SL nun ein nicht kompressives Einzelteilchen ist, eine Ansammlung von Quarks, von schwingenden Strings oder reiner Energie (also Bosonen), ist gegenwärtig mangels einer geeigneten Theorie, die das Allerkleinste (Quantenphysik) mit dem Makrokosmos (RT) verbindet, eben noch unklar.
Und aufgrund der kosmischen Zensur (http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_s03.html#sing) auf Dauer nicht beobachtbar. Alternativkonzepte zu instrinsischen Singularitäten, wie der Gravastar, müssen sich zwar noch an den Singularitätstheoremen abarbeiten, zielen aber, wenn auch deutlich fundierter als die oben stehenden Spekulationen, auf denselben Sachverhalt.

Grüsse galileo2609

Nathan5111
22.02.2010, 01:55
Und aufgrund der kosmischen Zensur (http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_s03.html#sing) auf Dauer nicht beobachtbar.

Schöner Satz bei A. Müller:

Die nahe Zukunft wird in dieser Hinsicht sehr spannend!

Bis zum Quark-Gluonen-Plasma gehe ich mit, danach setze ich mich gemütlich an den Straßenrand und harre der Dinge, die da kommen.

Entspannt
Nathan

Frankie
22.02.2010, 10:18
Hallo Frankie,

das würde doch der Energieerhaltung widersprechen und die kannst Du dann nur noch über ein Paralleluniversum oder ähnlich exotische Ansätze retten.
MfG

Nun, prinzipiell sind ja nach Einstein Energie und Masse äquivalent - warum also nicht postulieren daß (Teilchen-) Massen über einer gewissen Grenze nicht existieren können und dann nur noch Energie in entsprechender "Konzentration" existieren kann? Die Energie bliebe ja erhalten, oder... ?

Übrigens mal nebenbei: Kann Gravitation auch an Energie gebunden sein? Anders herum: Angenommen die gesamte Masse der Sonne würde sich spontan in Energie verwandeln, aber diese Energie könnte aus irgendeinem Grund nicht abstrahlen - wäre dann noch Gravitation da? Immerhin hat ja auch ein Photon eine gewisse wenn auch geringe Ruhemasse... das müßte man doch berechnen können... ?

Grüße,
Frankie

FrankSpecht
22.02.2010, 11:05
Moin, Frankie,

Immerhin hat ja auch ein Photon eine gewisse wenn auch geringe Ruhemasse
Ui, jetzt wird's spannend! :eek:

Frankie
22.02.2010, 11:12
Mist jetzt muß ich ganz schnell zurückrudern:

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

(...) Im Standardmodell der Elementarteilchenphysik wird für die Ruhemasse m0 eines Photons der Wert Null angenommen. (...)

Ich frage mich wie ich auf das schiefe Brett kommen konnte... -100 Punkte...

:D

Ruhemasse also vergessen, die Frage war eh widersprücklich formuliert, denn das Photon ist ja auch ein Teilchen... also: gibt es Gravitation ohne die uns bekannten klassischen Teilchen?

Grüße,
Frankie

PS: Danke für den schnellen Hinweis, Frank.

Orbit
22.02.2010, 11:16
Nun, prinzipiell sind ja nach Einstein Energie und Masse äquivalent - warum also nicht postulieren daß (Teilchen-) Massen über einer gewissen Grenze nicht existieren können und dann nur noch Energie in entsprechender "Konzentration" existieren kann?
Die Obergrenze für die Energie eines Teilchens ist h mal Planckfrequenz:
Ep = hfp = hc/Lambdap = mpc^2

Übrigens mal nebenbei: Kann Gravitation auch an Energie gebunden sein?
Ja.

Anders herum: Angenommen die gesamte Masse der Sonne würde sich spontan in Energie verwandeln, aber diese Energie könnte aus irgendeinem Grund nicht abstrahlen - wäre dann noch Gravitation da?
Es würde zwar auf der Erde ziemlich kalt; aber sie verliesse ihre Bahn nicht.

Immerhin hat ja auch ein Photon eine gewisse wenn auch geringe Ruhemasse... das müßte man doch berechnen können... ?
Die 1e-18 eV sind lediglich eine Obergrenze. Ob das Photon eine kleine Ruhemasse hat oder nicht, ist bis heute nicht entschieden. Aber das spielt für deine Überlegungen hier keine Rolle. Gravitation entsteht durch Masse oder Energie, nicht nur durch Ruhemasse.

Orbit

Frankie
22.02.2010, 12:44
Also wäre denkbar, daß Teilchen ab einem bestimmten (Gravitations-) Druck in reine Energie übergehen, und daß diese Energie beliebig komprimierbar ist (also keinen "Entartungsdruck" wie z.B. durch das Pauliprinzip kennt)? Das wäre dann ja eine schöne Veranschaulichung einer Singularität, zusammen mit der in der Stringtheorie postulierten Quantelung des Raumes... eine Singularität wäre dann, wenn auf einem Knoten das Energieäquivalent mehr als eines Teilchens sitzen würde, was außerdem den Effekt hätte, daß jedes Teilchen innerhalb des Ereignishorizontes zu diesem Knoten gezogen und wegen o.g. Voraussetzung in Energie umgewandelt wird.

Zitat Wikipedia: Schleifenquantengravitation (http://de.wikipedia.org/wiki/Schleifenquantengravitation)

Ein Quantenzustand des Raumes wird dabei durch ein Netz von Knoten beschrieben, die mit Linien verbunden sind. Den Knoten werden bestimmte Eigenschaften zugeordnet, die mathematisch denen des Spins von Elementarteilchen ähneln. Jedem Knoten lässt sich in gewissem Sinne ein Elementarvolumen zuordnen. Die Knotenabstände entsprechen der Planck-Länge. Damit enthält ein Kubikzentimeter 10^99 Knoten.

Interessant: Zitat Wikipedia: Atom (http://de.wikipedia.org/wiki/Atom)
Der Durchmesser eines Heliumatoms (gerechnet Wahrscheinlichkeit des Aufenthalts der Elektronen) beträgt
einem Ångström, was 10^−10 m oder 0,1 nm entspricht.
Auf dem Durchmesser eines Heliumatoms hätten also ca. 5*10^29 Knoten nebeneinander Platz (Planck-Länge).

Hm. Kann ein Teilchen auch zwischen den Knoten existieren oder manifestiert es sich nur genau auf dem Knoten?

Orbit
22.02.2010, 13:07
und daß diese Energie beliebig komprimierbar ist (also keinen "Entartungsdruck" wie z.B. durch das Pauliprinzip kennt)?
Hallo Frankie
'Beliebig komprimierbar' würde ich nicht sagen. Photonen sind Bosonen und können sich grundsätzlich überlagern; aber die Beobachtung der hochenergetischen Höhenstrahlung zeigt, dass das bei Energien > 1e20 eV nicht mehr uneingeschränkt gilt. Bei hohen Energien beginnen die Unterschiede zwischen Fermionen und Bosonen zu verwischen. Ich nehme an, dass diese Unterscheidung spätestens bei der Planckmasse eines Teilchens nicht mehr gilt.

Orbit

MGZ
22.02.2010, 14:02
Und aufgrund der kosmischen Zensur (http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_s03.html#sing) auf Dauer nicht beobachtbar.

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

Es gab auch in einer der letzten Ausgaben vom SdW einen Artikel, der behauptete, dass reale Sterne im Einklang mit der ART in Computersimulationen so kollabieren können, dass eine nackte Singularität auftritt.

Ganz ehrlich - ich würde nicht anfangen, Töne über die tiefere Natur Schwarzer Löcher auszuspucken. Viel zu viele Dinge liegen noch im Argen, zB.

-Minimalgröße und Vernichtung. Wir haben das Gravitationsgesetz noch nicht auf Abständen von wenger als einem Millimeter vermessen. Da werden mögliche Extradimensionen interessant.

-Informationsbilanz der Hawking-Strahlung - Bleibt die Information erhalten oder schafft sie es irgendwie aus dem Loch heraus? Die bisherige Erklärung für den Erhalt ist noch auf sehr wackligen Beinen

-Wie verhält sich ein Schwarzes Loch in Bezug auf Dunkle Materie? Offenbar gibt es fast keine Schwarzen Löcher mit mehr als 10^10 Sonnenmassen. Warum saugen sie sich nicht mit Dunkler Materie voll?

-Existieren lokale Big-Rip-Ereignisse und können sie ein Schwarzes Loch zerstören?

Fragen über Fragen.

Orbit
22.02.2010, 17:15
Frankie
Anstatt auf meinen für dich geschriebenen Beitrag zu antworten, änderst du eine Stunde später deinen Beitrag, auf den ich schon geantwortet habe, ab und erweckst so (absichtlich oder nicht?) den Eindruck, ich hätte dich nicht ganz verstanden und meine Antwort sei doch eher eine ziemlich oberflächliche Reaktion auf dein gescheites Statement.

Orbit

Frankie
22.02.2010, 17:44
Ah, sorry... es sollte kein Eindruck erweckt werden ich wollte einfach meinen Gedanken weiterspinnen. Aber als Antwort auf Deinen Beitrag: inwiefern verschwimmen die Eigenschaften von Bosonen und Fermionen in der Höhenstrahlung? Und was bedeutet das für die maximale Packungsdichte pro Volumen der entsprechenden Teilchen?

Grüße,
Frankie

Webmaster
23.02.2010, 09:04
Die sich hier anschließende Diskussion über das Ändern von Beiträgen wurde ausgelagert. Siehe: http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=4213

Orbit
23.02.2010, 13:15
Hallo Frankie
Ich bin leider wieder in derselben Sackgasse meiner offenbar unzutreffenden Vorstellung über Fermionen und Bosonen gelandet wie hier...
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?p=42558&highlight=Gammastrahlung#post42558
...wo mich die beiden Teilchenphysiker Joachim und nomad eines besseren belehrt hatten. Sorry.

Orbit

Frankie
23.02.2010, 15:37
Kein Problem, aber noch mal zurück zur Grundfrage des Threads - und unabhängig von Beobachtbarkeit - nämlich ob das Zentrum eines schwarzen Lochs eine endliche Ausdehnung haben kann (also ein Körper keine Singularität ist):

Welche mathematischen Folgen hat es, wenn im Gegensatz dazu (sehr laienhaft) postuliert wird:

(1) es existiert kein Teilchen oberhalb einer bestimmten Energiekonzentration in einem kleinen Raumbereich.

(2) hinzukommende Teilchen werden in Energie verwandelt.

(3) diese Energie kann (sehr oder sogar unendlich) dicht gepackt werden, jedenfalls deutlich mehr als es die entsprechenden Teilchen / Quarks erlauben würden.

... zu welcher derzeitigen wissenschaftlichen Erkenntnis stünde das im Widerspruch? Mir erscheint das immer noch absolut schlüssig...

Grüße,
Frankie

DELTA3
24.02.2010, 13:38
Hallo Frankie,



... zu welcher derzeitigen wissenschaftlichen Erkenntnis stünde das im Widerspruch? Mir erscheint das immer noch absolut schlüssig...

Ich glaube nicht, dass das zu irgendeiner wissenschaftlichen Erkenntnis im Widerspruch steht. Zu ähnlichen Überlegungen bin ich auch schon im Zusammenhang mit der Urknall-Theorie gekommen. Danach gibt es ja auch zwischen der Plankzeit von 10e-43s und dem Beginn der Inflation 10e35s keine Teilchen. Diese sind ja erst nach oder während der Inflationsphase entstanden (Baryogenese), vorher kann also die Gesamtmasse des Universums nur in Form von Energie vorgelegen haben.

http://de.wikipedia.org/wiki/Urknall#Planck-.C3.84ra_und_Beginn_der_GUT-.C3.84ra
Der Zustand im Zentrum eines SL unterscheidet sich vom Zustand nach dem Urknall hauptsächlich dadurch, dass der Zustand im SL statisch ist, weil keine Expansion stattfindet.

Deine Annahme:

(1) es existiert kein Teilchen oberhalb einer bestimmten Energiekonzentration in einem kleinen Raumbereich.

könnte demnach durchaus zutreffen, die Frage ist nur, welchen Wert diese "bestimmte Energiekonzentration" hat. Es könnte ja auch sein, dass es ausser Quarks und Gluonen noch weitere unbekannte Materiezustände gibt (vielleicht Strings oder dergl.) die bei Energiekonzentrationen wie sie in SLs herrschen, noch eine räumliche Ausdehnung erlauben.

Gruss, Delta3.

Frankie
25.02.2010, 03:19
(....)Deine Annahme:

könnte demnach durchaus zutreffen, die Frage ist nur, welchen Wert diese "bestimmte Energiekonzentration" hat. Es könnte ja auch sein, dass es ausser Quarks und Gluonen noch weitere unbekannte Materiezustände gibt (vielleicht Strings oder dergl.) die bei Energiekonzentrationen wie sie in SLs herrschen, noch eine räumliche Ausdehnung erlauben.

Gruss, Delta3.

Angenommen es gibt das Netz, >1 Teilchen auf einem Knoten. Meine Idee ist, daß sie KEINE Ausdehnung haben können...