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Thema: Ist ein Antimaterieanteil in einem Schwarzen Loch identifizierbar?

  1. #1
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    Frage Ist ein Antimaterieanteil in einem Schwarzen Loch identifizierbar?

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    Für den Energieinhalt eines Schwarzen Loches sollte es wohl unerheblich sein, ob es sich aus „normaler Materie“, aus Antimaterie oder einer Mischung aus beiden gebildet hat.
    Kann man irgendwie unterscheiden, ob ein Schwarzes Loch nur durch „normale Materie“ oder aber durch Antimaterie entstanden oder gewachsen ist?

  2. #2
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    Hallo Jomi,

    da aus einem schwarzen Loch nichts entkommen kann, kann man auch diese Information aus dem 'Schwarz' nicht erwarten.

    Herzliche Grüße

    MAC

  3. #3
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    Nach der ART tragen Schwarze Löcher keine Information außer Masse M, Drehimpuls J und elektrische Ladung Q (wobei verallgemeinerte Ladungen gemäß der elektro-schwachen Theorie und der QCD and anderen Gründen irrelevant sind). D.h. jegliche Information über den Zustand, der dem Schwarzen Loch vorausging, geht beim Kollaps verloren (allerdings existiert dazu kein strenger mathematischer Beweis, jedoch Beweise für Spezialfälle sowie viele Indizien pro und keine contra)

    https://en.m.wikipedia.org/wiki/No-hair_theorem
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Blac...mation_paradox
    Gruß
    Tom

    «Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.»

  4. #4
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    oder einer Mischung aus beiden
    Das ist interessant, angenommen man lässt eine Kugel aus Antimaterie hineinfallen, ich nehme an noch bevor sie mit Materie reagieren kann überschreitet sie den Ereignishorozont. Selbst wenn sie nun völlig atomisiert und zermahlen wird treffen Materie/Antimaterie irgendwie aufeinander ... und können nicht richtig zerstrahlen
    meine Signatur

  5. #5
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    Zitat Zitat von pauli Beitrag anzeigen
    Das ist interessant, angenommen man lässt eine Kugel aus Antimaterie hineinfallen, ich nehme an noch bevor sie mit Materie reagieren kann überschreitet sie den Ereignishorozont. Selbst wenn sie nun völlig atomisiert und zermahlen wird treffen Materie/Antimaterie irgendwie aufeinander ... und können nicht richtig zerstrahlen
    Das kann heute niemand beantworten.

    Nach der ART befindet sich im SL weder Materie noch Antimaterie, sondern lediglich eine Singularität, die ein Gravitationsfeld wie von einer Masse M erzeugt; sämtliche Informationen über mikroskopische Freiheitsgrade (Materie, Antimaterie, Teilchensorten, ...) ist verloren gegangen.

    Wir wissen jedoch, dass die ART in diesem extremen Regime unvollständig ist (Singularitäten) und mit der Quantenfeldtheorie inkompatibel ist (Verletzung der Unitarität, d.h. Informationsverlustparadoxon). Wir benötigen also eine erweiterte Theorie der Quantengravitation, die mikroskopische Freiheitsgrade enthält, und in deren Rahmen man den Zustand des SLs mikroskopisch beschreiben kann; dazu gibt es Hypothesen (Loops, Strings, ...) jedoch keine allgemein akzeptierten oder gar bestätigen Theorien.
    Gruß
    Tom

    «Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.»

  6. #6
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    Hallo Mac, hallo Tom!
    Danke für Eure Antworten!
    Jomi

  7. #7
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    Hallo Tom,
    Neben den genannten Eigenschaften hat das SL ja auch eine Ausdehnung (Schwarzschild-Radius), ist also keine Singularität im räumlichen Sinne. Mit der Zunahme der Masse wächst sein Radius linear. Rechnerisch nimmt die Dichte ab, d.h. sie kann kleiner werden als bei Neutronensternen. Der von einer kubischen Funktion abweichende Zusammenhang zwischen Größe und Masse erinnert etwas an Quantenobjekte, ist aber anders als bei diesen. Offensichtlich sind SL keine Quantenobjekte.

    Der Ereignishorizont ist anscheinend eine Informationsbarriere, aber seine Existenz beweist m.E. nicht, dass es im Inneren der SL keine Struktur gibt. Es fällt mir sehr schwer, mir vorzustellen, dass Elementarteilchen, die den Ereignishorizont größerer SL passieren, auf einmal ihre Identität verlieren. Stattdessen sollten sie ihren Weg in das Innere des SL fortsetzen, in dem sie vielleicht später auf einem Kern aufschlagen. Auf diesem Weg würde weiter potenzielle Energie abgebaut. Die Folge könnte eine Freisetzung von Gravitationsenergie sein, die höhere Beträge als die Ruhemasseenergie der Teilchen erreicht. Diese müsste sich dann auch in einer höheren Gesamtgravitation des SL bemerkbar machen. Kann die Gravitationswirkung eines SL - mithin seine Masse - größer sein als die Summen der Massen und Energien, die es geschluckt hat?
    Viele Grüße
    Jomi

  8. #8
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    Zitat Zitat von Jomi Beitrag anzeigen
    Neben den genannten Eigenschaften hat das SL ja auch eine Ausdehnung (Schwarzschild-Radius), ist also keine Singularität im räumlichen Sinne.
    Das ist ein Missverständnis, bzw. eine Folge des teilw. unsauberen Sprachgebrauchs.

    Ein Schwarzes Loch ist wörtlich genommen zunächst mal ein Raumbereich, aus dem kein Licht entkommen kann. Mathematisch liegt dabei ein Eignishorizont vor, der diesen Raumbereich umschließt. Im Inneren befindet sich jedoch eine Singularität (zumindest kenne ich keinen "echten Ereignishorizont" bei dem dies nicht der Fall wäre). Innerhalb des Ereignishorizontes liegt jedoch - mit Ausnahme der Singularität- leerer Raum vor, der sich in nichts von dem außerhalb unterscheidet, außer durch die nach innen zunehmende Gravitation.

    Zitat Zitat von Jomi Beitrag anzeigen
    Rechnerisch nimmt die Dichte ab, d.h. sie kann kleiner werden als bei Neutronensternen.
    Aber die Masse ist immer in der Singularität konzentriert.

    Zitat Zitat von Jomi Beitrag anzeigen
    Offensichtlich sind SL keine Quantenobjekte.
    Nach der ART natürlich nicht, denn dabei handelt es sich um eine klassische Theorie.

    Nach den Ansätzen der Quantengravitation schon, und zwar Quantenobjekte von der Größe des Ereignishorizontes. Darin stimmen letztlich alle Ansätze überein, auch wenn sie in Details sehr unterschiedlich sind. Es gibt m.W.n. auch ein recht allgemeines Theorem, dass wenn die QM für SLs überhaupt gültig sein kann, d.h. wenn kein Informationsverlust wie durch Hawkingstrahlung vorliegt, dies nicht durch mikroskopische Quanteneffekte erklärbar ist.

    Zitat Zitat von Jomi Beitrag anzeigen
    Der Ereignishorizont ist anscheinend eine Informationsbarriere, aber seine Existenz beweist m.E. nicht, dass es im Inneren der SL keine Struktur gibt.
    Nach der ART ist dies bewiesen. Nach Theorien der Quantengravitation sicher nicht - s.o.

    Zitat Zitat von Jomi Beitrag anzeigen
    Es fällt mir sehr schwer, mir vorzustellen, dass Elementarteilchen, die den Ereignishorizont größerer SL passieren, auf einmal ihre Identität verlieren.
    Das ist auch nicht die Aussage der ART. Sie besagt zunächst lediglich, dass außen keine Details über die enthaltenen Elementarteilchen sichtbar sind. D.h. dass man einem Objekt der Masse M nicht ansieht, aus welchen Teilchen diese Masse M gebildet wurde.
    Geändert von TomS (02.06.2017 um 16:33 Uhr)
    Gruß
    Tom

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  9. #9
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    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Im Inneren befindet sich jedoch eine Singularität (zumindest kenne ich keinen "echten Ereignishorizont" bei dem dies nicht der Fall wäre).
    Dem möchte ich hinzufügen, dass das nur dann gilt, wenn man Materie im Wesentlichen die Eigenschaften einer idealen Flüssigkeit zuspricht. Für einzelne Quantenobjekte (z.B. Elektron o.ä.) muss das mMn nicht unbedingt gelten.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  10. #10
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Dem möchte ich hinzufügen, dass das nur dann gilt, wenn man Materie im Wesentlichen die Eigenschaften einer idealen Flüssigkeit zuspricht. Für einzelne Quantenobjekte (z.B. Elektron o.ä.) muss das mMn nicht unbedingt gelten.
    Wie meinst du das? Quantenobjekte in einer klassischen Raumzeit, oder das SL selbst als Quantenobjekte betrachtet?

    Meine Aussage bezog sich natürlich auf die rein klassische ART.
    Gruß
    Tom

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