Schwarze Löcher und Dunkle Materie

zabki

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Als Voraussetzung sollten die Teilchen eine bestimmte Größe haben. Denn wenn nicht, als mathematische Punkte, stürzt die Kugel in sich zusammen, bis ins Unendliche, während alle inneren Relativabstände gleich bleiben, stelle ich mir vor. Also die Kugel wird immer kleiner und kleiner, bis die Simulation abbricht.

ist mir jetzt völlig unklar, ob die Teilchen mit gleicher Frequenz "pendeln" oder nicht.

Aber auch bei punktförmigen Teilchen müßte die Rechnung doch nicht "abbrechen", - so wie Achilles die Schildkröte in endlicher Zeit überholen kann, und man das auch berechnen kann.
 

Struktron

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Hallo, nur kurz:
im Fließbach, Torsten, Allgemeine Relativitätstheorie steht viel über die hier diskutierte Problematik. Dunkle Materie wird allerdings nicht berücksichtigt. Zwischen den Zeilen kann man lesen, dass diese wie normale Materie behandelt wird. In 47 Gravitationskollaps . Supernova wird so vereinfacht: "Hierzu stellen wir uns eine lose Anhäufung von Teilchen (Staubkörner, Steine) vor, ..."
MfG
Lothar W.
 

Sucher42

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Hallo,

Meiner Ansicht nach kommt es in der hier betrachteten Gaskugel aus dunkler Materie auch zu gravitativen Wechselwirkungen zwischen den Materieteilchen.
Dadurch kommt es zur Impulsübergabe. Teilchen verlieren an Geschwindigkeit, andere werden zu Schnellläufern.
So zieht sich die Kugel nach innen zusammen, während einige Teilchen das Ensemble verlassen.
Es kommt zu einer Verklumpung.

Grüsse an die Runde
 
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Dgoe

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Meiner Ansicht nach kommt es in der hier betrachteten Gaskugel aus dunkler Materie auch zu gravitativen Wechselwirkungen zwischen den Materieteilchen.
Dadurch kommt es zur Impulsübergabe. Teilchen verlieren an Geschwindigkeit, andere werden zu Schnellläufern.
So zieht sich die Kugel nach innen zusammen, während einige Teilchen das Ensemble verlassen.
Hallo Sucher42,

es kommt ja sogar ausschließlich zu gravitativen Wechselwirkungen. Es sei denn, die Teilchen könnten zudem noch aneinander stoßen und damit auch Impuls übertragen - was ja denkbar wäre, selbst wenn sie mit sonst keinen anderen bekannten Teilchen interagieren außer gravitativ.

Dann aber würden sie sich auch nicht mehr gegenseitig durchdringen können, da muss man sich schon entscheiden, das eine schließt das andere aus.
Wenn sie sich gegenseitig durchdringen können, dann können sie auch keinen Impuls weitergeben, wie auch.
Da wird die Kugel auch nicht verlassen ohne äußere Einwirkung.

Gruß,
Dgoe
 

Bernhard

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Sollte sich die DM aus massebehafteten Teilchen zusammensetzen, würde ich mir das wie eine Art Gas mit einer bestimmten Temperatur in einem gravitativen Potentialtopf vorstellen, also mit einer maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung und einer stationären Dichteverteilung. Im Gegensatz zu einem normalen Gas gibt es dabei allerdings keine Abkühlung, da die Wechselwirkung mit Licht fehlt.
 

Dgoe

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Hallo Bernhard,

zabki hatte in seinem Gedankenmodell in #12 die Geschwindigkeitsverteilung mit der Temperatur von 0 ° K zur Vereinfachung außen vor lassen wollen, um nur die gravitativ bedingten Beschleunigungen zu betrachten, ausgehend von null Eigengeschwindigkeiten bzw. relativer Bewegung.

Gruß,
Dgoe
 

Bernhard

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zabki hatte in seinem Gedankenmodell in #12 die Geschwindigkeitsverteilung mit der Temperatur von 0 ° K zur Vereinfachung außen vor lassen wollen
Im Fall eines Fermigases ist das eher unrealistisch, weil das auch bei 0 K ein Geschwindigkeitsprofil hat. Zudem wäre so ein Gas ohne Impulse nicht stabil.
 

Dgoe

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Die Kugelform ist schon unrealistisch. Die Teilchen sollen einfach still stehen, auf die Plätze, fertig, los - dann fängt die Stoppuhr an zu ticken und wir wollten wissen, was nun passiert.

Gruß,
Dgoe
 

Bernhard

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Die Kugelform ist schon unrealistisch. Die Teilchen sollen einfach still stehen, auf die Plätze, fertig, los - dann fängt die Stoppuhr an zu ticken und wir wollten wissen, was nun passiert.
Ohne direkte Wechselwirkung der Teilchen untereinander und ohne Quantenmechanik, fällt jedes Teilchen in Richtung Zentrum, wandert auf den punktsymmetrischen Spiegelpunkt und kehrt dann wieder zum Ausgangspunkt zurück. D.h. wir haben dann N Pendel in "Miniaturausführung".
 

Ich

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Es kommt zu einer Verklumpung.
Nö, Verdampfung. Allerdings extrem langsam, nach meiner Einschätzung.
Ohne direkte Wechselwirkung der Teilchen untereinander und ohne Quantenmechanik, fällt jedes Teilchen in Richtung Zentrum, wandert auf den punktsymmetrischen Spiegelpunkt und kehrt dann wieder zum Ausgangspunkt zurück. D.h. wir haben dann N Pendel in "Miniaturausführung".
Im Gegensatz zum Pendel haben wir aber eine Singularität beim Nulldurchgang. Skizze siehe Abb. 52.3 im Fließbach.
 

Bernhard

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Im Gegensatz zum Pendel haben wir aber eine Singularität beim Nulldurchgang. Skizze siehe Abb. 52.3 im Fließbach.
Arrrgh. Ja, Danke. Ich bin tatsächlich vom Standardfall "Galaxie + DM" ausgegangen.

EDIT: Das Schwarze Loch sollte dann also alle Teilchen mit Bahndrehimpuls Null mit der Zeit verschlucken. Teilchen mit Bahndrehimpuls ungleich Null können zu einem großen Teil stabil bleiben, so wie man es von den Geodäten (Testkörperchen) her kennt. Das Schwarze Loch sollte also schon einen recht charakteristischen Einfluss auf die DM haben, der aber nicht so ohne weiteres nachweisbar ist. Die vielen Konditionalformen sind dabei der komplizierten Mathematik geschuldet, aus der man hier prinzipiell verlässlichere Aussagen ableiten kann.
 
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Dgoe

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Im Gegensatz zum Pendel haben wir aber eine Singularität beim Nulldurchgang. Skizze siehe Abb. 52.3 im Fließbach.
Das ist bei meiner Ausgabe, 6. Auflage von 2012 anders nummeriert, eine Abbildung 52.3 gibt es nicht.
Ich nehme an, es handelt sich dort um die Abb. 47.1 (Kapitel 47, Gravitationskollaps.Supernova, S. 277), dort steht:

Abbildung 47.1 Längenparameter R(t) der Metrik (47.20). Da alle Abstände zwischen den Teilchen, die den Stern bilden, mit R(t) skalieren, kann R(t) als Radius des kollabierenden Sterns aufgefasst werden. Die physikalische Lösung endet in der Singularität R=0 bei t=T. Die mathematische Lösung (47.31, 47.32) setzt sich periodisch fort.

Passt das?

Gruß,
Dgoe
 

zabki

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Nö, Verdampfung. Allerdings extrem langsam, nach meiner Einschätzung.

Im Gegensatz zum Pendel haben wir aber eine Singularität beim Nulldurchgang. Skizze siehe Abb. 52.3 im Fließbach.

da verstehe ich nicht recht, wie sich diese beiden Aussagen miteinander vertragen?

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um zu Dgoes Ausgangsfrage zurückzukommen:
Prinzipiell "klumpt" DM also tatsächlich allein durch die gravitative Wechselwirkung, zumindest in der Form, daß sich Schwarze Löcher bilden können und dann auch wohl bilden werden?
 

Ich

Registriertes Mitglied
da verstehe ich nicht recht, wie sich diese beiden Aussagen miteinander vertragen?
Eigentlich nicht, da hast du schon Recht. Die Frage nach den Schnelläufern stellt sich aber auch nicht im Beispiel einer vollkommen homogenen Kugel, sondern nur bei einer "thermischen Gaswolke", wo alles einigermaßen durcheinanderfliegt. Bei Kugelsternhaufen zum Beispiel, und die verdampfen dadurch, dass einzelne Teilchen herausgeschossen werden. Darauf habe ich mich bezogen, ich hätte aber dazusagen müssen, dass das nichts mit der homogenen Kugel bei T=0 zu tun hat.

Prinzipiell "klumpt" DM also tatsächlich allein durch die gravitative Wechselwirkung, zumindest in der Form, daß sich Schwarze Löcher bilden können und dann auch wohl bilden werden?
Nein, das ist nur ein Artefakt deiner künstlichen Anfangsbedingungen. Wenn man eine ungeordnete Wolke annimmt, dann hat man eher Verdampfung als Verklumpung. Natürlich ist die Dichte im Zentrum einer solchen Wolke sehr viel größer als außen, aber die notwendige Massenkonzentration zur Erzeugung eines SL erreicht man nicht.
 

Dgoe

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Vielen Dank für Eure Hilfe an dieser Stelle! Ich bin noch gedanklich am Sortieren und Aussortieren... ;-)

Bei der Gelegenheit ein Wort zu meiner Behauptung einige Seiten zurück, es stimme etwas gewaltig nicht. Dies denke ich tatsächlich in solchen Momenten, allerdings eher gefühlsmäßig, sozusagen laut gedacht, eher mündlich zu verstehen als schriftlich. Vom Verstand her bin ich mir sehr wohl bewusst, dass regelmäßig nur mein Verständnis noch unstimmig ist und nicht etwa die Wissenschaftsgemeinde etwas übersehen hätte (was allerdings der Knüller wäre - die Hoffnung stirbt zuletzt :D )

Soviel nur dazu. Spannender wie jeder Krimi auf jeden Fall... :)

Gruß,
Dgoe

P.S.: @Ich: toll, Du erinnerst Dich noch...
 
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