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Thema: Zeitreisen durch SLs?

  1. #1
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    Rotes Gesicht Zeitreisen durch SLs?

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    Hallo Leute!

    Ich habe erst vor kurzem angefangen, mich für Schwarze Löcher zu interessieren
    und bin also noch ziemlich neu auf dem Gebiet.
    Schwarze Löcher haben ja eine so extreme Anziehungskraft, dass sie Raum und Zeit krümmen. Kann man also theoretisch über ein SL in die Vergangenheit oder Zukunft reisen? Oder sind dazu vielleicht 2 SLs nötig, sodass man durch ein Wurmloch die Zeit "betrügt"??

    Wäre echt nett, wenn mir irgendjemand mehr dazu sagen könnte!
    Schon im Voraus danke für die Antworten!

    interessierter Schüler


    Denken nie gedacht zu haben, denn das Denken der Gedanken ist gedankenloses Denken! Denn wenn du denkst, dass du denkst, denkst du nur du denkst, aber denken tust du nicht!?
    Geändert von interessierter Schüler (08.10.2006 um 14:24 Uhr)

  2. #2
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    Standard

    Nach der Relativitätstheorie ist mathematisch beides möglich, also Reisen in die Zukunft, und auch in die Vergangenheit. Aber nur weil eine Lösung mathematisch möglich ist heisst es noch nicht, dass sie in der Realität auch existiert. Dafür habe ich mal ein sehr schönes Beispiel gehört: Der Satz von Pythagoras sagt a^2 + b^2 = c^2. Misst man die Längen a und b, so erhält man die Länge von c indem man aus dem Ergebnis von a^2+b^2 die Wurzel zieht. So weit, so gut. Mathematisch existieren aber zwei Lösungen, nämlich eine positive und eine negative. Was sollte man sich aber unter einer negativen Länge vorstellen? Es gibt nur positive Längen. Also, nicht alles was mathematisch geht macht für die Physik Sinn. Deswegen ist man sich einig, dass die Uhr nur eine Richtung kenn, nämlich vorwärts.

    Nach der allgemeinen Relativitätstheorie gehen die Uhren umso langsamer, je stärker sie beschleunigt werden, je stärker die Gravitation ist in der sie sich befinden. Fliegt man auf ein schwarzes Loch zu, so vergeht die Zeit langsamer und langsamer, bis sie kurz vor dem Rand des SL nahezu zum Stillstand kommt. Der Raumfahrer reist damit sozusagen in die Zukunft. Kehrt er zur Erde zurück, so sind dort vielleicht Jahrhunderte vergangen, obwohl auf seiner Uhr nur ein paar Stunden vergangen sind.

    Diesen Effekt gibt es in jedem Gravitationsfeld, nicht nur bei schwarzen Löchern. Bergbewohner auf der Erde altern schneller als Menschen an der Küste. Die Küstenbewohner sind näher am Gravitationsfeld der Erde, und deswegen gehen ihre Uhren langsamer. Sie reisen also sozusagen in die Zukunft der Bergvölker. Im Lauf eines Menschenlebens ist dieser Zeitunterschied allerdings nur wenige Sekundenbruchteile.

    Die Zeit mit Hilfe von Wurmlöcher zu betrügen dürfte ebenfalls schwer möglich sein. Auch dort ist die Raumzeit völlig abgekapselt. Sich in ein Wurmloch zu begeben - sofern so etwas überhaupt existiert - wäre genauso fatal wie sich in ein schwarzes Loch zu begeben. Man käme nicht mehr heraus. Ausserdem wären die Wurmlöcher sehr, sehr eng, mit einem Durchmesser, bei dem die Welt unscharf wird (Heisenberg'sche Unschärferelation), also viel kleiner als ein Proton. Einen Menschen oder gar ein ganzes Raumschiff durch ein Wurmloch zu schicken wscheitert also bereits an seiner Grösse.

  3. #3
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    Standard

    Danke vielmals für deine Antwort jonas!
    Jetzt verstehe ich das ganze schon viiieeeel besser!
    Sollte mir noch was einfallen, was ich noch nicht so ganz verstehe,
    meld ich mich einfach wieder.


    Denken nie gedacht zu haben, denn das Denken der Gedanken ist gedankenloses Denken! Denn wenn du denkst, dass du denkst, denkst du nur du denkst, aber denken tust du nicht!?



  4. #4
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    Zitat Zitat von jonas Beitrag anzeigen
    . Ausserdem wären die Wurmlöcher sehr, sehr eng, mit einem Durchmesser, bei dem die Welt unscharf wird (Heisenberg'sche Unschärferelation), also viel kleiner als ein Proton. Einen Menschen oder gar ein ganzes Raumschiff durch ein Wurmloch zu schicken wscheitert also bereits an seiner Grösse.

    Najaaaa...
    hinsichtlich der Zeitreisen ist das wohl richtig,
    aber Reisen durch Wurmlöcher in entlegene Gebiete des Universums
    gemäß Carl Sagans "Contact", sind nicht so abwegig,
    du kennst sicher die Geschichte:
    Sagan, selbst Astronom, ließ sich die Realitätsbezogenheit, den wissenschaftlich vertretbaren Hintergrund, von dem derzeit größten Experten auf diesem gebiet, Kipp Thorne, absegnen
    Gruß von Ispom

  5. #5
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    Hi, Du "interessierter Schüler",

    erst einmal auch Dir ein herzliches Willkommen hier im Forum!

    Zitat Zitat von interessierter Schüler Beitrag anzeigen
    Schwarze Löcher haben ja eine so extreme Anziehungskraft, dass sie Raum und Zeit krümmen. Kann man also theoretisch über ein SL in die Vergangenheit oder Zukunft reisen? Oder sind dazu vielleicht 2 SLs nötig, sodass man durch ein Wurmloch die Zeit "betrügt"??
    Schwarze Löcher sind ja nicht das, für was die meisten nicht mit dieser Materie vertrauten Leute sie halten: diese riesigen Strudel im Weltall, die gigantische Mengen Gas und Staub in sich einsaugen und einen dunklen runden Fleck in der Mitte besitzen.

    Ein Schwarzes Loch ist eine Sternleiche, ein ausgebrannter Überrest eines enorm großen Riesensterns, der nach dem Abstoßen seiner äußeren Hüllen unter seiner eigenen Masse in sich zusammengefallen ist. Die Atome, aus denen dieser Stern einstmals bestand, werden derart fest zusammengepresst, dass die Elektronen in die Atomkerne gepresst werden, sich mit den Protonen zu Neutronen verbinden und da nun keine Abstoßungskräfte mehr zwischen den Protonen eines Kerns vorhanden sind, können die nun nur noch Neutronen in ihren Kernen enthaltenden Atome unglaublich dicht zusammengepresst werden! - So endet erstmal ein Neutronenstern. Eine Kugel von etwas mehr als einer Sonnenmasse mit einem Durchmesser von gerademal 10 km!!

    Hat dieser jedoch eine mehrere ...zigfache Sonnenmasse, so verdichten sich die Neutronen weiter bis zum ... - tja, das weiß man eben nicht! Hier beginnt in der Wissenschaft die Spekulation, da der nun sämtliche Blicke versperrende Ereignishorizont aller weiteren Forschung, an dem, was von dem einstigen Stern übrig bleibt, ein jähes Ende setzt.
    "Ereignishorizont" heißt diese imaginäre Grenzfläche übrigens nicht deshalb, dass dahinter keine Ereignisse mehr stattfinden , sondern weil man dahinter keine Ereignisse mehr sehen oder messen kann. Der Ereignishorizont ist diejenige Region um ein Schwarzes Loch (Sternleiche), an dem die Gravitation so stark wird, dass nicht einmal mehr das Licht entweichen kann! Weder das von außen eingefangene, noch das selbst vom Schwarzen Loch ausgestrahlte Licht (falls es dies überhaupt tut, aber es kann ja keiner nachprüfen) kann diese Grenze überwinden und wird vom Loch wieder eingesogen.

    Desweiteren ist der Ereignishorizont die Grenze der Zeit. Die unglaubliche Gravitationskraft der Schwarzen-Loch-Sternleiche Dehnt die Zeit dermaßen, dass sie an dieser Grenzlinie zum Stillstand kommt! Ob die Zeit hinter dieser Linie beginnt, rückwärts zu laufen, ist ebenso unklar und wurde erst vor kurzem hier im Forum in einem anderen Thema diskutiert.

    Laut Lehrmeinung wird Materie aller Art, wenn sie den Ereignishorizont berührt, zerstrahlt und vom Loch aufgesogen. Bei diesem Vorgang nimmt das SL jedoch an Masse zu, also scheint die Materie sich nicht in Strahlung aufzulösen. Oder aber es liegt an der Rückläufigkeit der Zeit, so dass die zerstrahlte Materie dadurch vielleicht wieder rückwärts "zusammengesetzt" wird ...?

    Aber dies sind alles unklare und leider nicht nachprüfbare Theorien. Klar ist bisher nur, dass jeder Körper, der dem Ereignishorizont des Schwarzen Lochs zu nahe kommt, von den unglaublichen Gravitationskräften in seine Atome zerlegt wird und somit auch nicht die "Vorteile" einer rückläufigen Zeit nutzen kann.

    Allseits bedauernde Grüße von
    Toni
    Alle Vermehrung unseres Wissens endet nicht mit einem Schlusspunkt, sondern mit vielen weiteren Fragezeichen.
    Hermann Hesse

  6. #6
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    Tagchen Toni!

    In deinem Artikel stehen sehr interessante Sachen drin! z.B. wusste ich nicht, dass ein Schwarzes Loch seine extreme Anziehungskraft dadurch erhält, dass sich Elektronen und Protonen miteinander verbinden!( )

    Allerdings würde mich mal interessieren, was für eine Temperatur so ein SL in etwa hat? Ich meine ein SL entsteht ja im Grunde aus einer Sonne, aber so extrem heiß wie eine Sonne ist ein SL ja wohl nicht, oder doch??
    Oder werden-
    Zitat von Toni:
    Klar ist bisher nur, dass jeder Körper, der dem Ereignishorizont des Schwarzen Lochs zu nahe kommt, von den unglaublichen Gravitationskräften in seine Atome zerlegt wird und somit auch nicht die "Vorteile" einer rückläufigen Zeit nutzen kann.
    - die Teilchen, die einem SL zu nahe kommen durch eine (wenn vorhanden??)
    extreme Hitze zerlegt oder einfach nur (-->Zitat!) durch die enorme Gravitationskraft??
    Das ist alles noch ein bischen verwirrend für mich!.. .!

    Freue mich schon auf die Antworten

    interessierter Schüler

    Denken nie gedacht zu haben, denn das Denken der Gedanken ist gedankenloses Denken! Denn wenn du denkst, dass du denkst, denkst du nur du denkst, aber denken tust du nicht!?

  7. #7
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    Pfeil

    Hallöchen "interessierter Schüler",

    Zitat Zitat von interessierter Schüler Beitrag anzeigen
    Allerdings würde mich mal interessieren, was für eine Temperatur so ein SL in etwa hat? Ich meine ein SL entsteht ja im Grunde aus einer Sonne, aber so extrem heiß wie eine Sonne ist ein SL ja wohl nicht, oder doch??
    täusch Dich da nicht, "i. Sch."! Neutronensterne, die "Vorstufen" von Schwarzen Löchern (Neutronensterne werden nur in den seltensten Fällen zu SL's!), entstehen, wenn eine Sonne alle ihre möglichen Fusionsreserven an Gasen und schwereren Elementen bis hin zum Eisen (Eisen ist das von normalen Riesensternen schwerste fusionierbare Element, für schwerere springt für den Stern keine nutzbare Energie mehr heraus, er müsste mehr Energie in die Fusion hineinstecken und das tut ein Stern nicht) genutzt hat, stellt sie die Fusion ein. Durch den nun die Oberhand gewinnenden Gravitationsdruck der solaren Materie beginnt der Stern in sich zusammenzufallen, er kollabiert. Seine äußeren Hüllen werden abgestoßen und das Innere stürzt so schnell zusammen (innerhalb weniger Stunden!), dass seine Materie "entartet". Dazu aber vielleicht später mehr ...?

    Wie ich zuletzt schrieb, enstehen dabei aus Elektronen und Protonen Atomkerne, in denen es nur noch Neutronen gibt (daher der Name "Neutronenstern"). Bei diesem Vorgang werden jedoch noch einmal ungeheure Energien frei, die den gesamten Neutronenstern in ein grelles weißes Licht tauchen und seine gesamte Kugel auf mehrere hundert Millionen Grad erhitzen (ich glaube, es sind sogar noch höhere Potenzen als 10^9 im Spiel ...). Dies ist eine sogenannte Supernova-Explosion.

    Dabei werden übrigens auch alle anderen Elemente jenseits des Eisens bis hin zum Gold erschaffen. Allerdings gibt es neuere Forschungen, bei denen ermittelt wurde, dass für die Erschaffung von Gold und noch höheren Elementen Kollisionsverschmelzungen von nahe benachbarten Neutronensternen zuständig sein sollen.

    Da für das Entstehen von Schwarzen Löchern noch größere Sonnenmassen benötigt werden und demzufolge noch mehr Energie beim "Neutronisierungsprozess" (von mir erfundenes Wort ) frei wird, muss auch die Temperatur eines SL's, zumindest innerhalb der Singularität, größer als auf einem Neutronenstern sein. Diese Sternleichen kühlen natürlich im Laufe der Zeit aus, doch das kann schon mal einige Millionen Jahre dauern. Also müsste es innerhalb des Ereignishorizonts eigentlich sehr, sehr heiß sein ...

    Zitat Zitat von interessierter Schüler Beitrag anzeigen
    Oder werden die Teilchen, die einem SL zu nahe kommen durch eine (wenn vorhanden??) extreme Hitze zerlegt oder einfach nur (-->Zitat!) durch die enorme Gravitationskraft?? Das ist alles noch ein bischen verwirrend für mich!
    Das glaube ich Dir gerne, i. Sch.! Die Teilchen, welche dem SL (eigentlich dem Ereignishorizont) zu nahe kommen, werden fast bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dabei extrem stark erhitzt. Nicht durch die (eventuell vorhandene) Abstrahlungshitze des SL's, sondern einzig und alleine durch Reibungsenergie. Wenn ein SL einen größeren festen Körper oder eine riesige Gaswolke einsaugt, so beginnt der Ereignishorizont aufgrund dieser Reibung beinahe wie ein Stern zu leuchten, so viel Energie wird dabei freigesetzt!

    So, ich hoffe doch nicht, Dich mit solch einem "Buch" gleich überfordert zu haben und beantworte Dir natürlich auch gerne weitere Fragen. Beste Sternengrüße von
    Toni
    Alle Vermehrung unseres Wissens endet nicht mit einem Schlusspunkt, sondern mit vielen weiteren Fragezeichen.
    Hermann Hesse

  8. #8
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    Hallo Toni!
    Danke vielmals für die schnelle Antwort!!
    So, ich hoffe doch nicht, Dich mit solch einem "Buch" gleich überfordert zu haben und beantworte Dir natürlich auch gerne weitere Fragen.
    Überfordert bin ich zum Glück noch nicht und dank so ausführlichen Artikeln wie deinen ( ) lern ich ja schließlich auch erst richtig dazu! Bisher hab ich das alles (glaube ich doch zumindest) ziemlich gut verstanden.

    Ebenfalls herzliche "Sternengrüße"( )

    interessierter Schüler


    Denken nie gedacht zu haben, denn das Denken der Gedanken ist gedankenloses Denken! Denn wenn du denkst, dass du denkst, denkst du nur du denkst, aber denken tust du nicht!?

  9. #9
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    Wie ein stellares schwarzes Loch entsteht kannst Du recht ausführlich in dem mit dem Prädikat "lesenswert" ausgezeichneten Wikipedia Artikel "Supernova" nachlesen.

    Die wahren Mörderteile sind aber die Quasare. Dies sind schwarze Löcher, die nicht nur ein paar Sonnenmassen haben wie die stellaren SL's, sondern sie haben millionen bis milliarden Sonnenmassen in sich. Solche supermassive SL's vermutet man im Kern von fast allen Galaxien. Von unserer Milchstrasse ist man sich inzwischen sehr sicher, das dort so ein Monsterteil existiert. Es heisst Sagittarius A. Ein solches supermassives SL wird Quasar genannt, wenn es in seiner Umgebung viel interstellares Gas gibt, das es verschluckt. Man bezeichnet es dann auch als aktiven galaktischen Kern.

    Quasare leuchten so hell, dass sie ihre Heimatgalaxie mit hunderten von millionen Sonnen locker überstrahlen. Sie sind deswegen so unglaublich hell, weil das Gas, das um sie rotiert schneller und schneller wird je näher es heranrückt, dadurch heisser und heisser, und schliesslich zu einem guten Teil direkt in Energie umgewandelt wird. Und zwar nach der berühmten Formel E=mc^2.

  10. #10
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    Hallöchen, Du "interessierter Schüler",

    das, was jonas da sagt, ist natürlich auch völlig richtig, denn ich habe Dir bis jetzt nur etwas über stellare Schwarze Löcher erzählt. SL's also, die überall in jeder Galaxis hier und da auftreten können und aus den Leichen sehr großer Riesensterne bestehen. Die von jonas erklärten supermassiven SL's hingegen haben eine von ihrer Entstehung her etwas andere Geschichte.

    Heute vermutet man im Kern jeder größeren Galaxis (außer den irregulären) solch ein supermassives SL. Diese extremen Giganten, deren Ereignishorizont im Vergleich zu unserem Sonnensystem bis hinter die Jupiterbahn reichen würde, haben ihren Ursprung in den Anfängen des Universums. Als sich die ersten Sterne etwas später nach dem Urknall bildeten, so vermuten unsere Wissenschaftler mittlerweile, waren diese, da sie nur aus Wasserstoff und geringen Mengen Helium bestanden, extrem groß und sehr massereich. Diese enorme Größe soll wohl auch mit der damals (so vor 13,5 Mrd. Jahren) noch viel höheren Temperatur des Universums zusammenhängen (heute nur noch 2,7 Kelvin), da ein Stern bei höherer "Umgebungstemperatur" seine eigene Wärmestrahlung nicht so gut los wird und er sich deshalb zusätzlich aufbläht. Außerdem fehlten noch die schwereren Elemente, die eine stärkere Gravitation auf geringerem Raum bewirken. So kamen viele Dinge zusammen, um solche Monstersterne mit einigen hundert AE (Astronomischen Einheiten) Durchmesser entstehen zu lassen. Diese hatten aufgrund ihrer Größe natürlich eine sehr kurze Lebensdauer und endeten sämtlichst als gigantische Supernovae, die ein supermassives SL bildeten.

    Diese ersten SL's sollen der Hypothese nach diese riesigen Gasmassen um sich geschart haben, welche zu Galaxien wurden. Da sich aber diese SL's damals noch mit jeder Menge neuer Materie "vollstopfen" konnten, wurden sie immer massereicher und ihr Ereignishorizont dehnte sich auch immer weiter aus. Diese Dinger saugen ja sogar, wenn sie die Chance dazu haben, ganze Sterne in sich hinein!! Und wenn so etwas geschieht, kommt es an den Polen des SL's zu gewaltigen Materieabstrahlungen, sogenannten Jet's, und die Gegend um den Ereignishorizont strahlt heller als der hellste Stern! Da solche Ereignisse hauptsächlich in der Frühzeit des Universums stattfanden, sieht man diese Erscheinungen als Quasare, als Kerne der Galaxien in Entfernungen von 8, 9, 10 oder mehr Mrd. Lichtjahren.

    Diese Erklärung ist sicherlich nicht vollständig, aber ich hoffe, Dir damit nochmals etwas weitergeholfen zu haben. Viele "interessierte" Grüße von
    Toni
    Alle Vermehrung unseres Wissens endet nicht mit einem Schlusspunkt, sondern mit vielen weiteren Fragezeichen.
    Hermann Hesse

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