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Thema: Schwarze Löcher und Dunkle Materie

  1. #1
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    Standard Schwarze Löcher und Dunkle Materie

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    Hallo Zusammen!

    Seit Jahren bin ich ein treuer Leser dieses Forums, jetzt treibt mich eine Frage um, die mich dazu gebracht hat, mich anzumelden:
    Dunkle Materie und Schwarze Löcher – vom Klang her passt es doch wunderbar zusammen.
    Gibt es Hypothesen, was passiert, wenn Dunkle Materie in ein schwarzes Loch fällt?
    Ich denke an Effekte, die der Strahlung entsprechen, die entsteht, wenn „normale“ Materie akkreditiert wird.

    Vielen Dank für eure Antworten
    Herbert

  2. #2
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    768

    Standard

    Hallo Herbert!
    Herzlich Willkommen bei den aktiven Teilnehmern!
    Bin auch noch nicht lange aktiv und ich muss sagen, es gefällt mir sehr und macht Spass mit den "Erfahreneren" zu diskutieren. Dir wird es mit Sicherheit auch bald so gehen

    Dunkle Materie - "dunkel" bezieht sich darauf, dass sie nicht "strahlt", keine Elektromagnetische Wechselwirkung "besitzt" oder darauf nicht reagiert.
    "Materie" bezieht sich darauf dass sie über die Gravitation mit anderer Materie wechselwirkt.
    Bei schwarzen Löchern bezieht sich das "schwarz" nun aber darauf dass wir nicht wissen wie es drinne aussieht. Anders ausgedrückt, KEIN Beobachter kann wissen was innen los ist. Es ist fast alle Information der Sachen verloren, die hineingefallen sind. Zum Beispiel bleibt die Masse aber erhalten. Das heisst wenn etwas mit Masse hineinfällt, wird das S.L. entsprechend schwerer. Eigenschaften wie Art der Teilchen sind verloren. Ob nun 1 kg Eisen oder Kohlenstoff hineinfällt, ist also im Nachhinein nicht nachweisbar.

    Ich denke wenn nun nur "pure Masse" in Form von Dunkler Materie hineinfällt, geschieht garnix außer dass das S.L. schwerer wird.
    Ganz sicher bin ich mir nicht, aber es scheint logisch zu sein.

    Man weiss ja auch noch garnicht, was Dunkle Materie eigentlich ist. Es könnte ja sein, dass sie sich bei starker Beschleunigung doch in etwas Strahlendes verwandeln kann so dass sie doch sichtbare Effekte hervorruft.

    -SRM-

    Nachtrag:
    mir ist grade aufgefallen dass du nach Effekten gefragt hast, ob es Effekte gibt die der Strahlung entsprechen.
    Nunja, Strahlung (Elektromagnetische), wird in Form von Photonen übertragen. Photonen bedeuten eine Änderung des Potentials im Elektromagnetischen Feld. Beispielsweise emittiert ein Plattenkondensator keine Photonen, obwohl ein Elektromagnetisches Potential vorhanden ist.Aber dieses ist statisch, somit wäre die Wellenlänge eines Photons unendlich, die Frequenz aber null.
    Ein schwarzes Loch ist auch Statisch, wenn aber Materie hineinfällt,so ändert sich das Gravitationspotential und somit werden auch die "Photonen" der Gravitation - die Gravitonen abgestrahlt. Man müsste also mit einer "Optik" die Gravitationswellen wahrnehmen kann, schon einen Effekt beobachten können.
    Es ist letztendlich ähnlich wie beim Elektromagnetismus.
    Geändert von SRMeister (22.05.2007 um 00:03 Uhr)

  3. #3
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    Standard

    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Ein schwarzes Loch ist auch Statisch, wenn aber Materie hineinfällt,so ändert sich das Gravitationspotential und somit werden auch die "Photonen" der Gravitation - die Gravitonen abgestrahlt. Man müsste also mit einer "Optik" die Gravitationswellen wahrnehmen kann, schon einen Effekt beobachten können.
    Hallo zusammen

    Wenn Gravitonen dem SL entkommen würden, so müssten sie sich mit Überlichtgeschwindigkeit fortbewegen, was lt. ART nicht möglich ist. Für mich stellt sich hierbei immer wieder die Frage, ob sich Gravitation anhand des Teilchenmodells überhaupt quantisieren lässt.

    Aber nun zur eigentlichen Frage: Wenn DM in ein SL fällt, so könnte man dies lediglich anhand einer Wechselwirkung am Ereignishorizont nachweisen. Da allerdings keinerlei elektromagnetische Wechselwirkungen mit DM bekannt sind, wird sich die Absorption lediglich in einer Massezunahme des SLs und einer Vergrößerung des Ereignishorizonts ausdrücken.
    Ich könnte mir allerdings vorstellen, dass durchaus Quanteneffekte am Ereignishorizont mit DM auftreten und dass sich diese über elektromagnetische Emissionen bemerkbar machen. Allerdings sind mir dazu keinerlei Publikationen bekannt.
    Aber interessante Frage...

  4. #4
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    Standard

    Die DM wird einen Teil ihrer Masse (ich glaub ~10%, weiß ich aber nicht mehr) in Form von Gravitationswellen abstrahlen. Sonst sollte eigentlcih nichts passieren, Quantenzeugs mal ausgenommen, darüber weiß ich nix. Kann mir aber nicht vorstellen, dass das viel ausmacht.

  5. #5
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  6. #6
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    59

    Standard Dunkle Materie als schwarzes Loch!!

    Wenn dunkle Materie nur der Gravitation unterliegt, dann müssten auch schwarze Löcher daraus entstehen können, die dann aber nicht strahlen könnten, weil sie ja keine strahlende Materie um sich hätten. Eine doch etwas seltsame Vorstellung.

    Solche "schwarze Löcher aus dunkler Materie" sollten dann aber wieder auch normale Materie aufsaugen können, womit sie wieder eine Wechselwirkung unter einander hätten.

    Seltsam, seltsam!!!

  7. #7
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    6.630

    Standard

    Hallo,

    in unserem Sonnensystem wird als mögliche Obergrenze (also soviel kann maximal da sein) für DM 1E-16 kg/m^3 angenommen (Quelle: http://adsabs.harvard.edu/abs/2006IAUJD..16E..55P) Wenn DM einigermaßen gleichförmig verteilt ist, also pro kg baryonischer Materie 10 kg DM vorkommen, dann darf nur ca. 2 bis 3 E-20 kg/m^3 in unserem Bereich der Milchstrasse existieren, was aber, zumindest weiter innen in der Milchstrasse nicht der Fall zu sein scheint.

    Sie bildet keine 'Sonnen', jedenfalls hat man keine Sonnen aus DM entdeckt, was, wenn es sie gäbe, höchst erstaunlich wäre. Sie macht, wenn überhaupt, deutlich weniger Wechselwirkung mit baryonischer Materie, als Neutrinos. Sie muß relativ kalt sein, sonst könnte sie nicht in der 'Nähe' von Galaxien geblieben sein, oder sich dort gesammelt haben.

    Die einzige Möglichkeit, die sie bei diesen Eigenschaften zu haben scheint, ihre eigene kinetische Energie loszuwerden, ist, diese auf langsamere baryonische Materie, per Gravitation, zu übertragen (ähnlich wie Jupiters kinetische Energie gelegendlich durch unsere Raumsonden angezapft wird). Vielleicht gelingt es, aus den neueren Beobachtungen der Verteilung der DM über den Gravitationslinseneffekt genügend gut aufgelöste Daten zu erlangen, um verschiedene Modellvorstellungen zu prüfen und einige auszusortieren?

    Bei den bisherigen Beobachtungen (der Umlaufgeschwindigkeit der Sonnen um unser galaktisches Zentrum) sieht es aber eher so aus, daß die DM im Kern der Milchstraße zumindest ziemlich weit weg vom 10/1 Verhältnis vorhanden ist. Somit ist bei dem Mengenverhältnis DM/baryonischer Materie, die von dem zentralen schwarzen Loch 'gefressen' wurde, wohl auch nicht ein 10/1 Verhältnis zu erwarten.

    Herzliche Grüße

    MAC
    Geändert von mac (22.05.2007 um 22:40 Uhr) Grund: Rechtschreibung

  8. #8
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    Standard

    Vielen Dank für die herzliche Aufnahme und die interessanten Antworten.
    Also wenn ichs richtig verstanden habe, dann wechselwirkt die Dunkle Materie nicht mit der „normalen“ baryonischen Materie und auch nicht mit sich selbst. Deshalb kann man sie in einer Akkretionsscheibe quetschen, reiben und beschleunigen, ohne dass sie sich irgendwie bemerkbar macht. Trotzdem müsste sie zumindest zum Massenzuwachs auch den Drehimpuls des Schwarzen Loches ändern. Wäre dann eine Massen –oder Impulsänderung des Schwarzen Loches ohne Strahlungsemission ein Indiz für einfallende Dunkelmaterie?
    Ist die Wechselwirkung der baryonischen Materie mit sich selbst nicht das, was mich heute abend davon abhält, zu einem Schwarzen Loch zu kollabieren? Müsste nicht der Raum um die Galaxien voller schwarzer Löcher aus Dunkelmaterie sein?

  9. #9
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    Standard

    Hallo Herbert,

    Zitat Zitat von Herbert Beitrag anzeigen
    Ist die Wechselwirkung der baryonischen Materie mit sich selbst nicht das, was mich heute abend davon abhält, zu einem Schwarzen Loch zu kollabieren?
    nein! Nur dann, wenn es keine kinetische Energie gäbe. Die Atome Deines Körpers würden auf eine eliptische Umlaufbahn zwischen der Erdoberfläche und irgendwo jenseits des Erdkerns einschwenken und da auch bleiben.


    Zitat Zitat von Herbert Beitrag anzeigen
    Müsste nicht der Raum um die Galaxien voller schwarzer Löcher aus Dunkelmaterie sein?
    nur wenn die DM ihre kinetische Energie los würde. Das mag in fernster Zukunft vielleicht in nennenwerter Menge der Fall sein. Zur Zeit aber wohl eher nicht.

    Wenn Du Dir die Bilder anschaust, wie weit außerhalb vom leuchtenden Teil der Galaxien DM 'rumschwirrt', hat sie ihre kinetische Energie bei weitem nicht so wirksam los werden können, wie die baryonische Materie. Das wäre eben auch eine denkbare Erklärung, für die weitgehende Abwesenheit der DM im inneren Bereich unserer Milchstraße.

    Herzliche Grüße

    MAC

  10. #10
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    Idee DM in supermassiven SL's??

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    Hallo MAC,
    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Bei den bisherigen Beobachtungen (der Umlaufgeschwindigkeit der Sonnen um unser galaktisches Zentrum) sieht es aber eher so aus, daß die DM im Kern der Milchstraße zumindest ziemlich weit weg vom 10/1 Verhältnis vorhanden ist. Somit ist bei dem Mengenverhältnis DM/baryonischer Materie, die von dem zentralen schwarzen Loch 'gefressen' wurde, wohl auch nicht ein 10/1 Verhältnis zu erwarten.
    das von Dir vorgebrachte Verhältnis von Dunkler Materie zu baryonischer Materie von 10 : 1 müsste doch etwas relativiert werden.

    Wenn man annimmt, dass die Energieverhältnisse im gesamten Universum bei 70 : 26 : 4 für DE : DM : bM liegen, dann ergibt sich für das Verhältnis DM : bM 6,5 : 1, wenn man von einem Verhältnis DM : bM von 25 : 5 ausgeht, dann ergibt sich ein Verhältnis von 5 : 1.


    Zum Thema selbst hätte ich dann auch noch eine Idee! Wenn DM vom Anbeginn des Universums an da war (und daran gibt es wohl keinerlei Zweifel ), so nehme ich mal an, dass DM auch schon an der Bildung der allerersten Sterne (den gigantischen Riesen von mehreren 100 Sonnenmassen ohne Metallizität) beteiligt gewesen ist. Auf diese allerersten Sterne gehen ja bekanntlich auch die Supermassiven SL's in den Galaxienkernen zurück.

    Warum man allerdings sehr wenig bis gar keine DM innerhalb einer Galaxie (und erst recht nicht in deren Zentrum) vorfindet, könnte schließlich damit zusammenhängen, dass all die ursprünglich gleichmäßig im Raum verteilte DM in diese ersten Sterne bzw. in die daraus entstandenen supermassiven SL's hineingestürzt ist und diese SL's dadurch ihre millionenfachen Sonnenmassen erhalten haben. - Ist, wie gesagt, nur so eine Idee von mir, welche uns der Frage, warum es innerhalb der Galaxis so wenig DM gibt, etwas näher bringen könnte ...

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

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