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Thema: Entstehung von Schwarzen Löchern

  1. #1
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    Standard Entstehung von Schwarzen Löchern

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    Ich habe mal eine Frage zum Thema, die eigentlich (denke ich) einfach zu beantworten ist, für jemanden vom Fach, nur zähle ich mich absolut nicht dazu und hoffe jemand kann mir deshalb weiterhelfen!

    Also wenn ein genügend großer Stern explodiert, dann wird ein Teil seiner Masse nach innen gedrück (Implosion sozusagen) mit der Folge der Kompression bis zum Erreichen eines SL.
    Aber ist es dabei zwingend notwendig, dass eine Singularität entsteht? also ich meine die richtige Singularität im Inneren, nicht jene welche sich durch Koordinatentransformationen wegrechnen lässt. Gibt es nich auch eine Lösung, zwischen Neutronenstern und SL-mit-Singularität, also quasi ein Stadium zwischen diesen beiden "bekannten".
    Es muss ja möglich sein, die Materie auf ein Volumen, kleiner dem eines Neutronensterns, aber größer dem eines SL, zu komprimieren.
    Oder gibt es da eine feste Grenze, quasi, vorher Neutronenstern, nachher SL (mit Singularität)?

    Hoffe ihr äußert eure Meinung!

    Stefan
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  2. #2
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    Standard

    Es muss ja möglich sein, die Materie auf ein Volumen, kleiner dem eines Neutronensterns, aber größer dem eines SL, zu komprimieren.
    Oder gibt es da eine feste Grenze, quasi, vorher Neutronenstern, nachher SL (mit Singularität)?
    Das ist vielleicht möglich. Um das ausrechnen zu können, muss man die Zustandsgleichung von so hochkomprimiertem Zeug genau kennen, und das tut man nicht. Wenn es funktioniert, wären Quarks das nächste, was den Kollaps stoppen kann. Sowas heißt dann Quarkstern - ganz angemessen für das Endstadium eines Teils der Michstraße, denke ich.
    Ob es danach noch Käsesterne oder andere Stufen gibt, weiß man noch weniger.
    Aber es gibt eine definitive Obergrenze für die Dichte: nach dem Buchdahl-Theorem kann nichts stabil sein, was auf weniger als 9/8 des Schwarzschildradius komprimiert ist.
    Geändert von Ich (11.03.2011 um 17:21 Uhr)

  3. #3
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    Hallo Ich,

    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Ob es danach noch Käsesterne oder andere Stufen gibt, weiß man noch weniger.
    Also soweit verstehe ich dass.
    Was ist aber, nachdem die kritische Dichte überschritten wurde und das Ganze kollabiert zum SL.
    Soweit ich das verstehe, auch aufgrund des von dir zitierten Textabschnitts, ist der Kollaps ein Prozess. Die Frage ist ob der Prozess instantan stattfindet, dh. ob die Materie instantan in der Singularität verschwindet. Wenn ich hier von Zeit rede dann von der Zeit des außenstehenden Beobachters.
    Sicherlich kann keine Information der Quark- oder Käseartigen Materie den Schwarzschildradius nach außen verlassen.
    In diesem Sinne mag es ja auf den ersten Blick überflüssig sein, zu fragen, was passiert beim Kollaps mit dieser Materie.
    Allerdings, sofern die Materie nicht Instantan in eine physikalische Singularität fällt, existiert sie ja noch. (Wenn auch nicht sichtbar und in uns heute unberechenbaren Quantenzustand )
    Das bedeutet ja wiederum dass nicht zwingend eine Singularität existieren muss (oder?) und somit die Allgemeine R.T. nicht an irgendwelche Grenzen der Berechenbarkeit stößt. Ich rede wie gesagt nur von dem Vorgang "Kollaps", sofern er nicht instantan stattfindet.

    Stefan
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  4. #4
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    Die Frage ist ob der Prozess instantan stattfindet, dh. ob die Materie instantan in der Singularität verschwindet. Wenn ich hier von Zeit rede dann von der Zeit des außenstehenden Beobachters.
    Mit der Zeit des außenstehenden Beobachters kannst du bis zum Horizont vergleichen. Der Horizont ist in unendlicher Zukunft, nach dieser Zeit gerechnet, und alles dahinter hat gar keinen Bezug mehr dazu.
    Sicherlich kann keine Information der Quark- oder Käseartigen Materie den Schwarzschildradius nach außen verlassen.
    In diesem Sinne mag es ja auf den ersten Blick überflüssig sein, zu fragen, was passiert beim Kollaps mit dieser Materie.
    Das ist ja genau das, was diese unendliche Zeit uns sagen will: da gibt es keinen kausalen Zusammenhang zwischen innen und außen. Von außen betrachtet kann es uns also herzlich egal sein, was innen passiert.
    Das bedeutet ja wiederum dass nicht zwingend eine Singularität existieren muss (oder?) und somit die Allgemeine R.T. nicht an irgendwelche Grenzen der Berechenbarkeit stößt.
    Man sieht sie zumindest nicht, das ist die Hypothese der kosmischen Zensur.
    Das ändert aber nichts an der Problematik für die ART. Der Kollaps der Materie gehorcht den Gesetzen der Physik. Wenn man nicht alles auf den außenstehenden Beobachter abstellt, sondern brauchbarere Koordinaten wählt, dann gibt's überhaupt keine Probleme mit der Beschreibung (es sieht dann eher aus wie ein kollabierendes Universum).
    Aber am Ende dieser Entwicklung steht unausweichlich die Singularität. Das ist der Punkt, wo alle Weltlinien plötzlich enden. Was bedeutet, dass da die Mathematik der ART zusammenbricht und wir noch keine vertrauenswürdige Theorie haben, die stattdessen einspringt. Es gibt aber Leute, die an sowas arbeiten.

  5. #5
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    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Das ist ja genau das, was diese unendliche Zeit uns sagen will: da gibt es keinen kausalen Zusammenhang zwischen innen und außen.
    Das ist genau das, wo es bei mir hakt.
    Wenn man ungefähr weis, was da hinter dem Ereignishorizont verschwindet, beim Kollaps, dann kann man nun später doch nicht einfach sagen: Nungut jetzt weis ich es nichtmehr also ist auch nix vernünftiges drin.
    Wenn ich von hier aus ein Raumschiff mit c losschicke, dann steht es auch in keinem kausalen Zusammenhang mehr mit meiner Welt, solange es mit c unterwegs ist. Trotzdem weis ich zumindest ungefähr was damit passiert, bzw. kann es nicht plötzlich als was ganz anderes zurückkommen (wie das aber bei SL der Fall sein könnte siehe Hawking Strahlung)

    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Von außen betrachtet kann es uns also herzlich egal sein, was innen passiert.
    Ich finde es ist nicht wirklich egal, denn solange die eingefallene Materie existiert (in welcher Form ever) und egal ob wir kausal eine Beziehung haben oder nicht, solange sie irgendwie da ist, also keine Singularität erzeugt hat, solange hat die ART keine Probleme, keine Unendlichkeiten. Folgendermaßen muss auch nicht wieder irgendeine Flickschusterei betrieben werden.

    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Aber am Ende dieser Entwicklung steht unausweichlich die Singularität. Das ist der Punkt, wo alle Weltlinien plötzlich enden. Was bedeutet, dass da die Mathematik der ART zusammenbricht und wir noch keine vertrauenswürdige Theorie haben, die stattdessen einspringt.
    Das habe ich auch erkannt. Die Frage ist nur, wann die Materie die Singularität "aufbaut". Falls eine Zeitspanne, egal wie lange, im SL vergeht bevor die Materie die Sing. aufbaut, so muss diese Zeitspanne auch in eine Zeitspanne in unserer Welt umrechenbar sein. Auch wenn kein kausaler Zusammenhang besteht.
    Es macht meiner Meinung nach schon einen Unterschied, ob die Materie "in unserer Zeit" in endlicher oder unendlicher Zeit(nämlich dann niemals bis zum Tod des Universums oder der Hawking-Zerstrahlung des SL) eine Sing. aufbaut.
    Geändert von SRMeister (12.03.2011 um 00:10 Uhr)
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  6. #6
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    Hallo Meister der SR,
    Das eine Frage die ich mir auch immer wieder gestellt habe – aber nie zu Fragen getraut habe

    So wie ich das verstanden habe: Es gibt einen Punkt ab dem wir beim Kollaps eigentlich „unsere“ Physik nicht immer „sicher“ anwenden können. Dieser Punkt ist imho schon vor der Bildung des SL`s gegeben. Ab einem Zeitpunkt x wird extrapoliert.

    Das kann man so machen und dabei kommt auch etwas heraus, aber ob das „tatsächlich“ so ist kann eben keiner falsifizieren?

    Zumindest Willem de Sitter war kein Freund der Extrapolation.

    Gruß
    Aveneer

    PS: Ich hoffe das passt zu deiner Frage?

    PSS: Aber nichts „nichtsdestotrotz“ ist eben das wissen darüber , dass es eine Extrapolation (fehlende Falsifizierbarkeit) ist, Grund genug nach einer Physik zu suchen, in der es keine Extrapolation mehr ist
    Ich denke die Physik ist Zeitlos

  7. #7
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    Zitat Zitat von aveneer Beitrag anzeigen
    Hallo Meister der SR,
    Hallo aveneer. Das SR in meinem Namen steht nur für Stefan R. Das Meister is nur Angeberei

    Zitat Zitat von aveneer Beitrag anzeigen
    Das eine Frage die ich mir auch immer wieder gestellt habe – aber nie zu Fragen getraut habe
    Ich finde aber für uns Laien doch berechtigt.

    Zitat Zitat von aveneer Beitrag anzeigen
    So wie ich das verstanden habe: Es gibt einen Punkt ab dem wir beim Kollaps eigentlich „unsere“ Physik nicht immer „sicher“ anwenden können.
    Naja ich denke Physik, also bestimmte Gesetze, gelten überall im Komos. Ausgenommen natürlich in einer Singularität.

    Zitat Zitat von aveneer Beitrag anzeigen
    Dieser Punkt ist imho schon vor der Bildung des SL`s gegeben. Ab einem Zeitpunkt x wird extrapoliert.
    Meinst du hier den Ereignishorizont?
    Sicher, ab da wird aus unserer Sicht extrapoliert. Trotzdem: Das was reinfällt, hört ja nicht einfach auf zu existieren.

    Zitat Zitat von aveneer Beitrag anzeigen
    PSS: Aber nichts „nichtsdestotrotz“ ist eben das wissen darüber , dass es eine Extrapolation (fehlende Falsifizierbarkeit) ist, Grund genug nach einer Physik zu suchen, in der es keine Extrapolation mehr ist
    Meinst du hier, was vor der Singularität passiert? Da stimme ich dir zu, denn wie Ich schon gesagt hat, fehlt uns das quantenmechanische Verständniss:
    Ob es danach noch Käsesterne oder andere Stufen gibt, weiß man noch weniger.
    Trotzdem: Meines Wissens nach, ist nicht ausgeschlossen, dass garkeine Singularitäten existieren und somit die ART eben nicht an Grenzen stößt.
    Aber ich gebe zu mein Wissen ist beschränkt

    Stefan

    PS: Worauf ich noch hinweisen wollte: Die ART sagt ja auch, dass die Zeitdilatation umso größer wird, umso höher die Gravitation ist. Faktisch müsste das für die Singularität bedeuten, dass für die Objekte darin keine Zeit mehr vergeht. Genau wie bei Objekten mit Ruhemasse=0 die sich mit c bewegen. Für Objekte, die sich darauf zubewegen, müsste dass doch eigentlich bedeuten, dass sie erst in unendlicher Zeit die Singularität erreichen. Darin sehe ich die wirkliche Singularität: Die Materie fällt ewig auf die unendliche Raumkrümmung zu, erreicht diese aber nie. Nun stellt sich für mich halt die Frage, ob es überhaupt eine unendliche Raumkrümmung gibt, wenn Materie diese nie erreicht. Wie Ich sagte, enden die Weltlinien darin, aber sind die Weltlinien bis dahin nicht unendlich lang?

    PPS: Eine Analogie zur SRT: Ich setze mich in ein Raumschiff, dass konstant beschleunigt.(Analogie: Materie die ins SL fällt) Ich beschleunige immer weiter, erreiche aber nie c.(Analogie: Erreiche nie die unendliche Krümmung) Nun passiert aber folgendes: bin ich extrem nah an c dran, altert das Universum um mich extrem schnell.(Analogie: Materie die kurz vor der unendlichkeit ist) Ich kann mich immer mehr c annähren, das Universum altert immer schneller. Irgendwann altert das Universum innerhalb einer Sekunde um sagen wir 100 Mrd. Jahre usw....
    Was dann passiert ist natürlich offen. Aber unendlich schnell werde ich dann immernoch nicht sein(Analogie: auch in 100Mrd Jahren ist die Materie nicht in der Singularität)

    So genug jetzt.
    Geändert von SRMeister (12.03.2011 um 01:29 Uhr)
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  8. #8
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    ZU:
    PS&PPS:
    "Vollste" Zustimmung.

    Die Singularität ist ein Zustand der in einem, zumindest zeitlich endlichen Universum nie erreicht werden kann.

    Mein Problem ist eher:
    Was ist mit der Materie die schon innerhalb ist? Ein Neutronenstern ist ja keine Hohlkugel, bei dem alle Masse den EH überschreiten müsste. Nein 99% sind ja schon hinter dem Horizont?

    Gruß
    Aveneer

    PS: ...Faktisch müsste das für die Singularität bedeuten, dass für die Objekte darin keine Zeit mehr vergeht....
    Natürlich nur für den äußeren – siehe dein PPS. In einem zeitlich endlichen Universum würde der hineinfallende Beobachter imho das Ende des selbigen noch „miterleben“.

    PPS: Bis zum Beweis des Gegenteils, gehe ich jedoch davon aus, dass Objekte die sich dem EH nähern immer langsamer = träger werden. Keine Ruhemasse kann c erreichen und masselose Teilchen nicht beschleunigt werden. Mein persönlicher Ausweg ist, dass die Trägheit gegen unendlich strebt. (Nur damit wir uns verstehen)

    Wobei ich mich schon frage, ob das Ding dann noch rotieren könnte.

    Gruß
    Aveneer
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  9. #9
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    Zitat Zitat von aveneer Beitrag anzeigen
    Die Singularität ist ein Zustand der in einem, zumindest zeitlich endlichen Universum nie erreicht werden kann.

    Mein Problem ist eher:
    Was ist mit der Materie die schon innerhalb ist? Ein Neutronenstern ist ja keine Hohlkugel, bei dem alle Masse den EH überschreiten müsste. Nein 99% sind ja schon hinter dem Horizont?
    Bist du dir sicher dass du nicht die 2 Singularitätsbegriffe durcheinander bringst?
    Der Ereignisshorizont ist doch nur für den Beobachter eine S., nicht aber physikalisch, also für die einfallende Materie singulär.
    Zitat Zitat von Wiki:Singularität
    Es werden zwei Arten von Singularitäten unterschieden, echte oder intrinsische Singularitäten und Koordinatensingularitäten. Letztere lassen sich durch die Wahl eines geeigneten Koordinatensystems eliminieren, für echte Singularitäten ist dies nicht möglich, hier wird eine neue Theorie (physikalisches Gesetz) gebraucht.
    Alles was ich bisher in diesem Thema schrieb, bezog sich immer auf die echte Singularität. Nur in dieser wird die Raumkrümmung und damit die Gravitation und Zeitdilatation unendlich. Sie befindet sich, falls existent, im Zentrum eines SL. Je nach Lösung der Gleichungen ist sie punkt- oder kreislinien förmig, soweit ich informiert bin.
    Das Problem, worüber ich nachdenke, ist, was mit der Materie passiert, nachdem sie den Ereignishorizont passiert hat und bevor sie in der zentralen Sing. landet.
    Zitat Zitat von Wiki:Ereignishorizont
    Es sei noch angemerkt, dass der Ereignishorizont keine gegenständliche Grenze ist; ein frei fallender Beobachter könnte daher nicht direkt feststellen, wann er den Ereignishorizont passiert.
    und:
    Zitat Zitat von Wiki:Ereignishorizont
    Ein Objekt, welches den Ereignishorizont erreicht hat, fällt (vom Objekt selbst aus betrachtet) in endlicher Zeit in die zentrale Singularität.
    Damit ist natürlich seine Zeit gemeint. Er kann aber dabei noch nach außen sehen, sofern er nicht mit c in das SL gefallen ist. So formuliert liegt mein Problem hier: sieht er noch das "Ende des Universums" während er einfällt/vor erreichen der Sing.?
    Geändert von SRMeister (12.03.2011 um 10:27 Uhr)
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  10. #10
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    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Das ist genau das, wo es bei mir hakt.
    Wenn man ungefähr weis, was da hinter dem Ereignishorizont verschwindet, beim Kollaps, dann kann man nun später doch nicht einfach sagen: Nungut jetzt weis ich es nichtmehr also ist auch nix vernünftiges drin.
    Die Beobachter außerhalb und innerhalb des SL können kein gemeinsames Bezugssystem konstruieren (mit räumliche Koordinaten gehts, mit zeitlichen Koordinaten aber nicht).

    Ähnlich ist das beim Urknall. Auch hier kann kein gemeinsames Bezugssystem zu anderen (von Ockhams-Messer weggeschnitten) Raumzeiten mehr konstruiert werden. Nur betrifft dies dort beide (räumliche und zeitliche) Koordinaten.

    Daher macht es keinen Sinn, von "hinter" oder "vor dem Urknall" zu sprechen. Und für Ereignisse im SL und außerhalb, läßt sich nicht sinnvoll angeben, in welcher Reihenfolge sie stattfanden.

    Gruß Helmut

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