Kann ein Schwarzes Loch rotieren?

Neulich habe ich von einem "rotierenden Schwarzen Loch" gelesen.
Ich fasse mal eine Rotation als Ereignis auf.
Kann man das überhaupt so sagen, daß ein Schwarzes Loch rotiert, da es ja hinter seinem Ereignishorizont liegt?

Hallo Michael60,


willkommen im Forum.

Zu Deiner Frage: Das gilt für Licht und Materie. Für den Raum ist es komplizierter. Zum Einstieg: https://de.wikipedia.org/wiki/Lense-Thirring-Effekt
auch über die Messung von Gravitationswellen ist der Nachweis der Rotation anscheinend inzwischen gelungen.
http://www.astronews.com/news/artikel/2016/06/1606-022.shtml

Herzliche Grüße

MAC

Kerr-Metrik

Hallo Michael60,

auch von mir ein herzliches Willkommen.

Zu deiner Frage: Ja, zumindest in der Theorie kennt man rotierende Schwarze Löcher. Bei vielen Beobachtungen in der Astronomie geht man davon aus, dass sie von rotierenden SLs erzeugt werden. Die theoretische Beschreibung ist die Kerr-Metrik. Umfangreiche Informationen findest du auf den Seiten von Andreas Müller: http://www.spektrum.de/astrowissen/astrodt.html. Wie mac geschrieben hat, gibt es Messungen, die diese Theorien stützen.

Es scheint so zu sein, dass rotierende Schwarze Löcher auch den Raum um ausserhalb des Ereignishorizonts so stark beeinflussen, dass auch Licht durch die Rotation "mitgerissen" wird. Das ist so extrem, dass in der Nähe eines rotierenden SLs nichts, auch Licht nicht, sich gegen die Drehrichtung bewegen kann. Der Bereich in dem das stattfindet wird Ergosphäre genannt. Licht und Materie kann in die Ergosphäre eindringen und sie auch wieder verlassen (Für den Bereich "hinter" dem Ereignishorizont gilt das nicht. Alles, was dort einmal drinnen ist, bleibt auch drinnen). Dadurch können rotierende Schwarze Löcher sehr wirkungsvoll als magnetohydrodynamische Generatoren arbeiten, die an den Polen nahezu lichtschnelle Plasmajets produzieren.

VG, Karl

Michael60 schrieb:

Kann man das überhaupt so sagen, daß ein Schwarzes Loch rotiert, da es ja hinter seinem Ereignishorizont liegt?

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Wenn man von einem rotierenden schwarzen Loch spricht, meint man weder eine rotierende Materieverteilung (die es hier nicht mehr gibt) noch eine rotierende Singularität. Gemeint ist vielmehr die rotierende Raumzeit selbst.

Rotierende Sterne, die zu einem SL kollabieren, übertragen ihren Drehimpuls sozusagen auf die Raumzeit. Man kann dieser einen Drehimpuls zuordnen. In das SL einfallende Materie kann diesem weitern Drehimpuls zuführen.

Man kann diese rotierende Raumzeit sowohl mathematisch beschreiben als auch indirekt nachweisen:

http://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/kerr-loesung/219

TomS schrieb:

Wenn man von einem rotierenden schwarzen Loch spricht, meint man weder eine rotierende Materieverteilung (die es hier nicht mehr gibt) noch eine rotierende Singularität.

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Ich finde das nicht ganz schlüssig, weil die Ringsingularität der Kerr-Raumzeit geometrisch gesehen eine Länge hat. Dies ermöglicht die Vorstellung einer (singulären) Masseverteilung entlang eines sich drehenden Kreises.

Ich finde aber auch, dass es besser ist von einer rotierenden Raumzeit zu sprechen, bzw. einem Schwarzen Loch mit intrinsischem Drehimpuls.

Hallo TomS

Das "Schwarze Loch" ist die Beschreibung eines speziellen Zustandes der Raum-Zeit (Materie ist es ja nicht mehr, die ist hinter dem Ereignishorizont "verschwunden"). Damit sind rotierende Schwarze Löcher selbstverständlich rotierende Raum-Zeit.

LG, Charly

Bernhard schrieb:

… einem Schwarzen Loch mit intrinsischem Drehimpuls.

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Hallo Bernhard,

das stimmt, ist aber m.E. nicht anschaulicher als ein "rotierendes Schwarzes Loch".

LG, Charly

Hallo Karl,

Charly schrieb:

das stimmt, ist aber m.E. nicht anschaulicher als ein "rotierendes Schwarzes Loch".

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ich hatte den Eindruck, dass bei Michael60 die Vorstellung eines rotierenden Schwarzen Loches zu widersprüchlichen Vorstellungen geführt hat. Ein Ausweg aus solchen Widersprüchen geht aber über die Verwendung von abstrakteren Begriffen. Meine Absicht war es, diese Möglichkeit aufzuzeigen.

Bernhard schrieb:

Ich finde das nicht ganz schlüssig, weil die Ringsingularität der Kerr-Raumzeit geometrisch gesehen eine Länge hat. Dies ermöglicht die Vorstellung einer (singulären) Masseverteilung entlang eines sich drehenden Kreises.

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Ja, es liegt eine Ringsingularität vor. Aber wie möchtest du die eine Drehung dieser Ringsingularität veranschaulichen oder beschreiben? Wie dreht sich etwas Singuläres? Da ist kein physikalisches Objekt, das rotieren könnte.

Ich hatte das bewusst vermieden, weil ich es für irreführend halte.

TomS schrieb:

Aber wie möchtest du die eine Drehung dieser Ringsingularität veranschaulichen oder beschreiben?

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Mit einer Grenzwertüberlegung:

Man startet mit einem Torus und füllt diesen homogen mit Materie. Dann versetzt man den Torus in Rotation und lässt zuletzt den kleinen Radius gegen Null gehen.

Bernhard schrieb:

Mit einer Grenzwertüberlegung:

Man startet mit einem Torus und füllt diesen homogen mit Materie. Dann versetzt man den Torus in Rotation und lässt zuletzt den kleinen Radius gegen Null gehen.

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Aber es gibt m.W.n. keine derartige Schar von Lösungen im Rahmen der ART.