Ist das Innere von Schwarzen Löchern mit dem Äusseren verbunden?

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Pfunz

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Danke Bernhard

Jetzt habe ich es gecheckt. "Differenzialgeometrie", diesen Begriff kannte ich nicht (bin kein Mathematiker oder Physiker, sondern Jurist), aber er trifft genau zu. Wenn Du den Link anschaust aus meinem Beitrag vom 09.03. um 16:48 - dort habe ich versucht, den Raum um zwei Dimensionen zu reduzieren. Es blieb dann nur Raum und Zeit je eindimensional zurück und die Raumzeit als Flächenbeschreibung. Ich habe allerdings kein Basiswissen, wie man Differenzialgeometrie betreibt. Normalerweise müsste die Kürzung des Raumes um zwei Dimensionen eine Gerade geben. Meine Kernfrage in diesem Blog ist eigentlich, ob es allenfalls eine Kurve sein könnte. Wenn es keine Kurve wäre an der Zeitachse, könnte dies m.E. allenfalls Einiges erklären. Für eine mögliche Raumschrumpfung wäre dann nicht die Gravitation verantwortlich (das ist ja eigentlich definitionsgemäss nur die Anziehungskraft zwischen den Massen und nicht auch des Raumes), sondern die Krümmung oder Spannung des Raumes. Aber jetzt drifte ich wohl schon wieder ab.

Pfunz
 

Bernhard

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dort habe ich versucht, den Raum um zwei Dimensionen zu reduzieren.
Hallo Pfunz,

das ist durchaus zulässig, hilfreich und auch nicht neu. Gerade in der speziellen Relativitätstheorie wird das viel benutzt. Die zugehörigen Diagramme sind dort bekannt unter dem Namen Minkowski-Diagramm (Wikipedia). Sehr wichtig ist dort z.B. die Bedeutung des Lichtkegels.

Normalerweise müsste die Kürzung des Raumes um zwei Dimensionen eine Gerade geben.
Korrekt. Je nachdem, ob der übergeordnete Raum eben oder gekrümmt ist, bekommt man bei so einer Reduktion eine Gerade oder eine (gekrümmte) Kurve.

Für eine mögliche Raumschrumpfung wäre dann nicht die Gravitation verantwortlich (das ist ja eigentlich definitionsgemäss nur die Anziehungskraft zwischen den Massen und nicht auch des Raumes), sondern die Krümmung oder Spannung des Raumes.
Gemäß allgemeiner Relativitätstheorie gibt es genaugenommen keine Gravitationskräfte, sondern nur eine Krümmung der vierdimensionalen Raumzeit. Diese Krümmung wird von den ponderablen Massen (z.B. Sterne) und Energiefeldern (z.B. Licht, Strahlungsfelder, usw.) eindeutig festgelegt. Die Krümmung der Raumzeit führt dann dazu, dass sich z.B. Planeten nicht mehr auf Geraden, sondern auf gekrümmten Bahnen (Umlaufbahnen) bewegen.

Bezüglich Deiner Grafik auf Seite 1 der verlinkten PowerPoint-Präsentation kannst Du Dir noch die Friedmann-Gleichungen ansehen. Der Skalenparameter a(t) ist dort ebenfalls eine eindimensionale Größe, welche die Expansion des Universums, ausgehend vom Urknall (Big Bang), in Abhängigkeit der Zeit (eines mitbewegten Beobachters) beschreibt.
Gruß
 

Pfunz

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Danke Bernhard

Ja, das mit den Gravitationskraft war natürlich nicht korrekt ausgedrückt. Meine Meinung war, dass die lokale Raumzeitkrümmung (Gravitation) eigentlich nur die Interaktion von Massen in der Raumzeit betrifft, nicht aber die Grösse der Raumzeit als solcher. Könnte die Gravitationskraft nicht allenfalls eine Spannung in der Raumzeit (als Ganzes) erzeugen?

Pfunz
 

Bernhard

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Könnte die Gravitationskraft nicht allenfalls eine Spannung in der Raumzeit (als Ganzes) erzeugen?
Hallo Pfunz,

das ist, wie gesagt, ein Widerspruch in sich, weil die Gravitationskraft innerhalb der modernen Physik selbst als Krümmung, bzw. Spannung der Raumzeit verstanden wird. Schaue Dir dazu zuerst einmal das Linienelement der Schwarzschild-Metrik in Kugelkoordinaten an. In der Wikipedia ist da leider eine etwas unhandliche Form angegeben. Deswegen schreibe ich die Formel hier noch mal ein wenig kompakter auf:

[tex]ds^2 = -(1-r_S/r)c^2dt^2 + (1-r_S/r)^{-1}dr^2 + r^2d\Theta^2 + r^2\sin^2\Theta d\Phi^2[/tex]

[tex]r_S[/tex] ist dabei der bekannte Schwarzschildradius. Dieser berechnet sich gemäß: [tex]r_S = \frac{2GM}{c^2}[/tex]. Der Schwarzschildradius hängt also neben den Naturkonstanten G und c nur von der Masse der felderzeugenden Quelle ab und ist zu dieser proportional.

Falls Dir das alles (inklusive der Kugelkoordinaten) recht wenig sagt, macht das erst mal nichts. Wir können uns für das Erste auf den Term [tex]1 - r_S/r[/tex] beschränken. Dieser Term gibt an, wie stark die Raumzeit von einer ungekrümmten, euklidischen Geometrie abweicht. Der Schwarzschildradius ist konstant (z.B. 3km für die Sonne). Für große r ist man weit von der Masse entfernt. Läßt man r gegen unendlich gehen wird der Term gleich Eins, was gleichbedeutend mit einer euklidischen Geometrie ist. Für [tex]r=r_S[/tex] weicht die Geometrie dagegen sehr stark von einer euklidischen Geometrie ab.
Gruß
 
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Pfunz

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Besten Dank Bernhard

Heute ist glaub der letzte Tag, an welchem dieser Blog verfügbar ist. Ich bin Dir dankbar, dass Du mir diese Hinweise und Erklärungen am zweitletzten Tag noch geschickt hast. Ich werde das studieren und allenfalls an meinen Thesen weiterbasteln, wenn sie denn irgendwie haltbar sein sollten.

In der von Dir angegebenen Link "http://de.wikipedia.org/wiki/Friedmann-Gleichungen" steht u.a. Folgendes geschrieben:

1. Modell: Die Energiedichte des Universums ist größer als die kritische Energiedichte (siehe unten). Dann ist die Krümmung der Raumzeit positiv (), das Universum „sphärisch“ (ein zweidimensionales Analogon wäre die Oberfläche einer Kugel). Ein solches sphärisches Universum ist übrigens auch geschlossen: Obwohl unbegrenzt wäre es nur endlich groß. Wer lange genug in eine Richtung läuft, kommt irgendwann zu seinem Ausgangspunkt zurück.

1. Möglichkeit: Die Gravitation ist in der Lage, die Expansion soweit abzubremsen, dass sie zum Stillstand kommt und sich umkehrt. Das Universum zieht sich auf einen einzigen Punkt zusammen (Big Crunch). Über die weitere Entwicklung „nach“ diesem Ereignis kann nur spekuliert werden. Einige Szenarien sehen die Möglichkeit eines „pulsierenden“ Universums vor.


Es scheint, dass ich in meinen Thesen, diese Varianten vertrete. Wenn ich die weiteren Ausführungen richtig verstehe (aus Zeitmangel konnte ich es bisher nur oberflächlich durchlesen), trifft dieses Szenario in der Realität wohl aber eher nicht zu.


Zum Abschluss möchte ich aber trotzdem noch einmal eine Idee "loslassen": Bei einem schwarzen Loch ist der Raumzeit-Trichter (sh. zur Veranschaulichung die folgende Link: http://weltderwunder.de.msn.com/tech...ntid=157314630) sehr, sehr tief. Das tiefste Ende des Trichters ist in der Raumzeit somit sehr weit entfernt (nicht allerdings im Raum - drum bin ich auf den Begriff der Zeitverschränkung gekommen). Die Frage ist, ob die Richtung dieser Trichter parallel verlaufen (was eigentlich der Fall sein müsste, wenn das Universum flach ist) oder sich allenfalls mit zunehmendem Wachstum des Universums die Winkel veranändern und die Enden sich annähern (was dann ins kugelförmige ginge gemäss "1. Modell" oben).

Ist diese Frage physikalisch zulässig? Wenn ja, ist allenfalls was dran?

Sorry, das musste ich zum Ende noch rauslassen.

Besten Dank zum Abschluss an Bernhard und Infinity sowie an das Astronews-Team.

Pfunz
 

Bernhard

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Heute ist glaub der letzte Tag, an welchem dieser Blog verfügbar ist.
Hallo Pfunz,

da hast du vermutlich irgendetwas falsch verstanden.

Das tiefste Ende des Trichters ist in der Raumzeit somit sehr weit entfernt (nicht allerdings im Raum - drum bin ich auf den Begriff der Zeitverschränkung gekommen).
Die Veranschaulichung mit dem Trichter ist bei solchen Details mit Vorsicht anzuwenden und erfordert weitergehende Kenntnisse. Gemäß allgemeiner Relativitätstheorie (ART) sollte man die Zeit immer als relative Größe betrachten. Für einen Raumfahrer, der in das Schwarze Loch fällt vergeht beispielsweise die Zeit ganz anders, als für einen entfernten Beobachter, der in großer Entfernung langsam um das Schwarze Loch in einem Orbit kreist.

Wir hatten hier speziell zu diesem Thema auch schon längere Diskussionen, die man sich anschauen kann:
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?5047-senkrechter-Fall-ins-Schwarze-Loch
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?4784-Wiederspr%FCchliche-Aussagen

So vergeht für den frei fallenden Raumfahrer eine endliche Zeit bis zum Erreichen der Singularität bei r=0. Für den entfernten Beobachter "endet" dagegen die Bewegung des Raumfahrers am Ereignishoriziont bei r=rS, weil das Licht vom frei fallenden Raumfahrer immer stärker rotverschoben erscheint. Zusätzlich verlangsamt sich die Bewegung des frei fallenden Raumfahrers scheinbar mit abnehmender Distanz zum Ereignishorizont immer mehr, so dass der Raumfahrer scheinbar nicht einmal den Ereignishorizont erreichen kann.

Diesen scheinbaren Widerspruch kann man erst verstehen/auflösen, wenn man die vierdimensionalen Rechnungen versteht und vor allem bereit ist jedem Beobachter eine eigene Uhr zuzuordnen, wobei verschiedene (Test)Uhren im Allgemeinen dann nicht mehr synchronisiert werden können!

Das zweidimensionale Trichtermodell ist auch deswegen ziemlich unvollständig und grob, weil es einen umgebenden, dreidimensionalen Raum benötigt. Dieser umgebende Raum wird in der ART nicht benötigt.

Wenn du konkrete Aussagen über Schwarze Löcher ableiten willst, solltest du vorerst vielleicht mehr berücksichtigen, dass nicht-rotierende Schwarze Löcher räumlich gesehen kugelsymmetrisch sind. Beim freien Fall in das Schwarze Loch ist es also völlig egal, in welcher radialen Richtung der Raumfahrer fällt.
Gruß
 

Infinity

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Hallo Bernhard,

da hast du vermutlich irgendetwas falsch verstanden.
dazu sagt astronews.com allerdings:

Ein Thema im Bereich "Gegen den Mainstream" bleibt maximal einen Monat (30 Tage) aktiv und wird dann geschlossen. In diesem Zeitraum sollte es jedem möglich sein, seine Ideen und Ansichten zu präsentieren und zu vertreten. Wem dies innerhalb eines Monats nicht gelingt, sollte sich überlegen, ob seine Ideen schon ausgereift genug sind, um damit in die Öffentlichkeit zu treten. Ein Thema kann auch vor Ablauf der 30-Tage-Frist geschlossen werden, wenn gegen eine oder mehrere der folgenden Regeln verstoßen wird.

Während der Webmaster folgendes anmerkte:

Der Beitrag wurde aus dem Bereich "Schwarze Löcher" in "Gegen den Mainstream" verschoben. Die 30-Tage-Regel gilt dabei natürlich erst von jetzt an.

Ansonsten dürfte auch ich irgendwas falsch verstanden haben, denn ich machte Pfunz auf die 30-Tage-Regel aufmerksam. Wenn das so ist, bitte ich dafür um Entschuldigung.
 

Bernhard

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die 30-Tage-Regel
Hallo Infinity,

Danke für den Hinweis. Diese Regel hatte ich schon wieder total vergessen.

Falls das Thema hier geschlossen wird, könnte Pfunz IMO ein neues Thema in einem Nicht-GdM-Bereich aufmachen. Abgesehen von dem Aufhänger aus dem Buch von M. Bojowald werden in diesem Thread ja keine Privattheorien, sondern diverse Aspekte der ART diskutiert.
Gruß
 

Webmaster

Administrator
Teammitglied
Wenn in diesem Thread noch Verständnisprobleme bzw. Grundlagen der Relativitätstheorie diskutiert werden sollen, kann ich das Thema gerne noch ein wenig geöffnet lassen. Ich werde das Thema allerdings schließen, wenn für einige Zeit keine Beiträge mehr gepostet werden bzw. eine Privattheorie erneut zur Diskussion gestellt oder weiterdiskutiert werden soll. Die 30-Tage-Regel soll ja schließlich keinen Lernprozess abwürgen.
 

Pfunz

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Besten Dank Administrator

Leider bin ich die letzten Tage nicht mehr ins Netz gegangen - habe eine Familie mit Grippe zuhause und ich scheine - zumindestens bis anhin - der einzig Resistente zu sein.

Ich denke, ich werde einiges zu tun haben, um alles zu lesen und zu verstehen. Vor allem werde ich versuchen müssen, mich besser zu artikulieren - ich denke doch Einiges verstanden zu haben betreffend Raumzeit von dem ihr denkt ich hätte es nicht verstanden (z.B. Bernhard's Beispiel mit dem Raumfahrer). Man könnte dieses Thema der Raumzeitkrümmung und deren Implikation allenfalls auf die Quantenphysik ausdehen (z.B. der Kern, aufgrund der höheren Massendichte, ist in der Raumzeit weiter entfernt im Innereen der Raumzeit als die Elektronen - dafür bewegen sich die Elektronen schneller als Ausgleich - was auch zur Folge hätte, dass man die grössere Masse oder besser Massendichte allenfalls als eine Art Integralfunktion der Geschwindigkeit verstehen könnte - [das ist glaub in den Links die mir Bernhard geschrieben hat detailliert beschrieben und ich werde es studieren - und hoffentlich verstehen. Allerdings werde ich einige Zeit dafür brauchen]) ausdehnen - z.B. das die Struktur von normaler Materie (trichterförmige Krümmung) anders ist als von dunkler Materie (gleichförmige Krümmung).

Abschliessend besten Dank, dass ihr mich nicht als Freak abgestempelt habt. Es war in der Tat nicht meine Absicht, irgend eine Gegenposition aufzubauen, sondern die bestehenden Theorienn besser zu verstehen und zu fragen, ob allenfalls bestimmte Phänomene festgestellt werden (z.B. zunehmende Raumspannung mit wachsendem Raumvolumen), welche mir meine Intuition sagte, dass sie allenfalls bestehen könnten.

Wenn ich schlauer bin, werde ich mich wieder melden und dann gerne vom Angebot Gebrauch machen, wieder einen Blog zu eröffnen.

Pfunz
 

Infinity

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Ich schließe mich Bernhard an. Im Moment bin ich zu beschäftigt, um mich mit dem von Pfunz vorgeschlagenen Thema auseinanderzusetzen zu können.
 
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