Wie groß kann ein Schwarzes Loch werden

@Peter0167
Wirklich interessant wird es doch wenn wir einen möglichen Hintergrund betrachten in den das SL sozusagen eingebettet ist, apropo Spitze Ohren und Quantenmechanik ;).

Da bin ich ja gerade mit einem anderen User in einem anderen Thread am abwarten..
bzgl. dessen Definitionen zu flukturierenden Massen/Energien und deren fluktuativen Auswirkungen auf die Raumzeit und somit evtl. auch auf die prinzipiellen Eigenschaften von SL, wenn wir Theoriegebäude der Quantengravitation bzw. SQG zusätzlich berücksichtigen.

Laut ART und Schwarzschild erhalten wir ein zeitlich sehr stabiles G-Feld und einen zeitlich stabilen EH für alle Arten von SL. Ob Kerr oder Schwarzschild SL...

Einer der ersten Versuche diese Zeiten zu verkürzen war der von S.H., der die RT gegebenen Faktoren mit der QT zu verschmelzen suchte. Heraus kam die Hawkingstrahlung... diese schränkt je Masse des Loches dessen Lebenszeit ein.
Ein kleines Mini-Loch erstrahlt demnach sehr schnell eine grosses, nach dem Tod des Universums.
Aber immerhin es zerstrahlte. Letzteres dennoch sehr sehr langsam....

Erst wenn wir die Tüte wo Quantenbonbons drauf steht aufmachen... können wir überlegen diese Zeiträume noch kürzer hinzubiegen, wie Hawking dies im neuen Anlauf macht. An den klassischen Eigenschaften eines SL verändert er überhaupt nix... sondern interpretiert neue Eigenschaften, wie zB,. einen Quantenmechanischen Hintergrund dazu, apropo eingebettet. Letzterer ist mit Vorstellungen der Quantengravitation verbunden.

Wir erhalten somit ein Spinnetzwerk....
http://www.einstein-online.info/vertiefung/Spinnetzwerke?set_language=de (Archiv-Version vom 05.01.2016)


...das uns gewisse Raumzeitfluktuationen gewährt, die schliesslich auch zur Fluktuation des Gravitationsfeldes (Masse) und somit des EHs eines SL führen könnten.

Wie wir sehen... brauchen wir weitere Faktoren um einem SL fluktuative Eigenschaften zu unterstellen...
Bis dahin ist es schön stabil mit allem drum und dran....
NG

@Gnupf
Ich frage mich, wie für etwas, das um grunde genommen eine extrem Dichte masse hat, sich überhaupt an Gesetze halten kann. Ich war immer der Auffassung, dass Schwarze Löcher eigene Gesetzen folgen

@Niederbayern88

Niederbayern88 schrieb:Ich frage mich, wie für etwas, das um grunde genommen eine extrem Dichte masse hat, sich überhaupt an Gesetze halten kann.

Was hat die Dichte damit zu tun, ob sich ein Objekt an physikalische Gesetze hält?

Niederbayern88 schrieb:Ich war immer der Auffassung, dass Schwarze Löcher eigene Gesetzen folgen

Wie sollte ein Objekt, welches physikalischen Beschränkungen unterliegt, einfach eigene physikalische Gesetze schaffen?

@Gim
Ich kenne mich nicht so gut aus. Aber die Dichte ist doch so extrem, dass sich die Gravitation so erhöht, dass nichtmal das Licht nach den Ereignishorizont mehr entfliehen kann. Oder bringe ich da etwas durcheinander?

Gim schrieb:Wie sollte ein Objekt, welches physikalischen Beschränkungen unterliegt, einfach eigene physikalische Gesetze schaffen?

Es wäre vielleicht möglich, dass innerhalb des Ereignishorizontes (teilweise) andere physikalische Gesetze herrschen.
Aber - wenn es so wäre - wie könnte man das feststellen bzw. das Gegenteil beweisen?

@Niederbayern88
Es ist die Masse von Körpern, die die Gravitation verursacht. Die Dichte erhöht da nichts.
"Extreme" Dichte tut unseren Gesetzen nichts. Das führt schlimmstenfalls zu extremen Werten.

Ganz anders verhält es sich aber bei formaler Singularität. Mathematisch hat ein SL unendliche Dichte (in der Realität aber wohl nicht, da ist die Dichte "otzehoch" aber dennoch nicht unendlich). Und da Versagen unsere Naturgesetze (zumindest formal).

@Niederbayern88

Niederbayern88 schrieb:Ich kenne mich nicht so gut aus. Aber die Dichte ist doch so extrem, dass sich die Gravitation so erhöht, dass nichtmal das Licht nach den Ereignishorizont mehr entfliehen kann. Oder bringe ich da etwas durcheinander?

Das ist zwar richtig, ich sehe aber nicht, inwieweit das meine Fragen beantworten soll. Die Tatsache, dass schwarze Löcher den Raum krümmen beweist doch nur, dass sie sich immer noch Gravitation besitzen, sprich sich an physikalische Gesetze halten.

@delta.m

delta.m schrieb:Es wäre vielleicht möglich, dass innerhalb des Ereignishorizontes (teilweise) andere physikalische Gesetze herrschen.
Aber - wenn es so wäre - wie könnte man das feststellen bzw. das Gegenteil beweisen?

Dann weißt du wohl mehr als ich. Inwiefern gelten innerhalb eines Ereignishorizonts andere Gesetze? Bzw. warum genau besteht die Möglichkeit, dass es so ist?

@wuec

wuec schrieb:Es ist die Masse von Körpern, die die Gravitation verursacht. Die Dichte erhöht da nichts.

Naja, Masse in einem kleineren Volumen führt zu einer stärkeren lokalen Krümmung. Beispielsweise, ein schwarzes Loch mit einer Sonnenmasse weist außerhalb eines Sonnenradius die gleichen gravitativen Eigenschaften wie die Sonne auf, innerhalb jedoch hast du eine stärkere Krümmung, weil sich die Masse auf ein kleineres Volumen verteilt.

@Gim
Ja. Aber meinst du nicht, dass es zur Beantwortung der Frage deutlich einfacher ist bei Newtons GG zu bleiben?

Die Massendichte braucht wiederum zwingend die Masse eines Körpers. Sonst wird das nichts.
Also geht es wieder um die Masse.

Ist nicht vollständig, wie du ja schon ausgeführt hast, aber für hiesige Zwecke und hinsichtlich dem "einfacheren Verstehen" halte ich das für zielführender.

Z. schrieb:diese schränkt je Masse des Loches dessen Lebenszeit ein.

Moin moin alter Freund...

Du weißt ja, ich bin stets bemüht, schwierigste Zusammenhänge zu verstehen, und mir Unvorstellbares vorzustellen. Dabei bin ich letzte Woche über die Annahme gestolpert, dass sich im Inneren eines Schwarzen Loches eine zentrale Singularität befindet, die von einem EH mit einer räumlichen Ausdehnung umgeben ist. Ich glaube, das kam vom Kollegen Gim, dessen Fachwissen ich im Übrigen sehr schätze. Eine kurze Recherche bei Wiki bestätigte diese Theorie.

Dies alles fiel mir wieder ein, als ich heute die oben zitierte Stelle aus deinem Betrag las. Seit dem laufen meine Synapsen mal wieder auf Hochtouren.
Das mit der Hawking-Strahlung habe ich so verstanden, dass sie von der Krümmung der Raumzeit abhängt. Bei starker Raumzeitkrümmung kommt es zu verstärkten Vakuumfluktuationen, ergo auch zu verstärkter und vor allem energiereicherer Hawking-Strahlung. D.h., je kleiner der Schwarzschildradius bzw. EH, desto häufiger, und energiereicher die Hawking-Strahlung.

Nun wird immer gesagt, der Schwarzschildradius wäre masseabhängig (Ladung und Drehimpuls spielen auch eine Rolle). Aber kann man noch von einer Masse sprechen, wenn sich im Zentrum eines SL eine Singularität befindet? Masse ist eine Eigenschaft der Materie, und Materie hat sowohl in der klassischen Physik, wie auch in der modernen Physik nichts mit Singularitäten zu tun. Wäre es da nicht sinnvoll, eine der Masse äquivalente Größe zu verwenden, z.B. Energie, oder negative Energie, .... , oder ganz was neues?

@Peter0167

Peter0167 schrieb:Aber kann man noch von einer Masse sprechen, wenn sich im Zentrum eines SL eine Singularität befindet?

Warum nicht? Singularitäten Mögen nicht aus herkömmlicher Materie bestehen, aber sie sind als Quantenobjekte dennoch massebehaftet. Wobei es ja nichtmal sicher ist, ob Singularitäten existieren, genausowenig wie Ereignishorizonte im herkömmlichen Sinne. Damit kann man auch nicht sagen, inwieweit das mit der Hawkingstrahlung zutrifft.

Peter0167 schrieb: Wäre es da nicht sinnvoll, eine der Masse äquivalente Größe zu verwenden, z.B. Energie

Und was hätten wir davon? Masse und Energie sind doch ohnehin äquivalent. Wiegt die Erde 5,974 x 10^24 kg oder 5,369 x 10^41 Joule?

Gim schrieb:Warum nicht? Singularitäten Mögen nicht aus herkömmlicher Materie bestehen, aber sie sind als Quantenobjekte dennoch massebehaftet.

Ich zähle Quantenobjekte nicht zu den Singularitäten, da sie eine räumliche Ausdehnung haben. Gut, beim Elektron sind wir schon dicht dran, und unscharf wird es zudem auch noch, ..... aber ne Singularität ist schon noch ne Größenordnung drunter (m.M.n.). Für Quantenobjekte gelten zudem physikalischen Gesetze, für Singularitäten nicht.

Gim schrieb:Und was hätten wir davon?

Das ganze wäre weniger verwirrend. Wenn ich was von Masse lese oder höre, bringe ich das immer mit Materie in Verbindung. Erst wenn die sich auflöst, z.B. thermisch, spricht man von Energie. Ein Gasteilchen, welches von einem SL angezogen wird, besitzt eine Gesamtenergie, die sich zusammen setzt aus Ruhemasse und kinetischer Energie. Nahe der LG kann diese Ruhemasse aber direkt in Strahlung umgewandelt werden, die Materie hat sich also aufgelöst, und zwar in Ruhemasselose Photonen. Daher spricht man bei Photonen ja auch nicht von Masse, sondern von Energie.
Bei vielen geistert sicher die Vorstellung in den Köpfen, dass wenn ein SL eine Masse hat, dann ist im Inneren auch eine Art von Materie, die zwar exotisch ist, aber immer noch Materie. Dies ließe sich vermeiden, wenn man in diesem Zusammenhang von Energie spräche (auch wenn beide äquivalent ist).

Peter0167 schrieb:Ich zähle Quantenobjekte nicht zu den Singularitäten,

Andersrum wird ein Schuh draus, nicht Quantenobjekte sind Singularitäten, sondern Singularitäten in schwarzen Löchern sind Quantenobjekte.

Peter0167 schrieb:Ein Gasteilchen, welches von einem SL angezogen wird, besitzt eine Gesamtenergie, die sich zusammen setzt aus Ruhemasse und kinetischer Energie. Nahe der LG kann diese Ruhemasse aber direkt in Strahlung umgewandelt werden, die Materie hat sich also aufgelöst, und zwar in Ruhemasselose Photonen.

Wirklich? Ein Gasteilchen verwandelt sich sicher nicht in Energie, nur weil es sich schnell bewegt. In seinen eigenen Bezugssystem ist es nämlich immer noch in Ruhe. Da wirst du schon gewalttätig werden müssen und das Teilchen absichtlich zertrümmern, zum Beispiel in Teilchenbeschleunigern. Von selbst wird es sich sicherlich nicht auflösen und zu Photonen werden.

Peter0167 schrieb:Das ganze wäre weniger verwirrend.

Peter0167 schrieb: Dies ließe sich vermeiden, wenn man in diesem Zusammenhang von Energie spräche (auch wenn beide äquivalent ist).

Ja stimmt, dann würden die Leute fragen um was für eine Art von Energie es sich in schwarzen Löchern handelt. Und warum ausgerechnet diese Energie in schwarzen Löchern existieren kann, normale Materie aber nicht. Das Problem bleibt das gleiche: Als Laie hat man in der Regel kein Verständnis davon, was eine Singularität eigentlich ist.

Hinzukommen würde noch die Frage, wie Energie den Raum krümmen kann, wenn doch eigentlich Massen den Raum krümmen. Dass Energie den Raum ebenso krümmt wie Masse, weil je beides im Prinzip das Gleiche isr, wissen die meisten doch ebenfalls nicht. Von daher halte ich es für zielführender zu sagen, das schwarze Löcher eine Masse haben und gegebenfalls die Natur von Singularitäten zu erklären, bevor man die Leute mit Energie noch mehr verwirrt.

@Peter0167
Moin ... Moin..

Stimmt schon ... mit unserer "Normalo-Sprache" stossen wir schnell an Grenzen ... bzw. haben in unserem Kopf oft wenig flexible Vorstellungen, ergo zB. festsitzende Formen zu Begriffen. Das kann man aber sehr schnell ändern, besonders bei spezifischen Themenbereichen wie hier...

Deswegen auch nochmal zu deiner Aussage..

Peter0167 schrieb:Bei starker Raumzeitkrümmung kommt es zu verstärkten Vakuumfluktuationen, ergo auch zu verstärkter und vor allem energiereicherer Hawking-Strahlung.

Ja...wenn "stärker" einen kleineren "Krümmungsradius" (Oder einfach kl. Radius bzgl. EH/Sphäre) meint. Den K-Radius erwähne ich da wir es ja mit Wellenartig ausgedehnten Krümmungen zu tun haben, und unserer Augenmerk speziell auf die Wellenform, die eben kurvenartige Abschnitte aufweist, zu lenken. Zudem können wir so Wellenerscheinungen der theoretischen Vakuumteilchen, mit der jeweiligen Krümmung des Gravitationsfeldes besser zur Deckung bringen.

Hier mal ein Bsp. für den Krümmungsradius einer "Welle"/Kurve.


Stell dir nun vor der Blaue Kreis entspricht dem Radius, der kleinen Spähre, eines Mini-EH und der Krümmkreis C in der Abbildung, einem Wellenkamm virtueller Vakuumteilchen die am EH mit ihren Annihilations-Partnern flukturieren. ;) Wellenkamm und G-Feldkrümmung können somit über die die RZ-Geometrie wechselwirken...laut HWS.
Hatten ich hier mal auf Bildhaft dargestellt, du erinnerst sicher*.
CERN - Auf der Suche nach den kleinsten Teilchen (Seite 246) (Beitrag von Z.)

Bei Mini-Löchern (Kl. Radius) wird es ganz einfach deswegen hoch energetisch, weil der EH um ein Miniloch sehr kleine Krümmungsradien aufweist, die Analog zu besonders "dicht gepackten Wellenkämmen" von Virtuellen Teilchen mit hohen Frequenzen sind. Nur noch mal um den "Geometrischen Vorgang/Vorstellung" zu vertiefen und die daraus folgende Energieumsetzung.

Den Hintergrund des Ganzen, falsche und echte Vakua in denen Vakuumenergien propagieren und sich stets zu annihilieren suchen, habe ich bisher absichtlich weggelassen. Das würde sehr kompliziert das Bildhaft zu verdeutlichen. Ich hoffe das mein "dortiger*" Gesprächspartner das noch mit mir angeht, bzw. dort eigene Vorstellungen einbringt, bevor ich meine auf die Menschheit loslasse... :D

Peter0167 schrieb:Nun wird immer gesagt, der Schwarzschildradius wäre masseabhängig (Ladung und Drehimpuls spielen auch eine Rolle). Aber kann man noch von einer Masse sprechen, wenn sich im Zentrum eines SL eine Singularität befindet?

Da hast du im Grunde nicht unrecht. Wir sind sozusagen gezwungen mit Masse = Ruhemasse zu definieren und von Ruhemasse können wir bei Objekten wie SL, die mit den höchsten Entropiewerten des Universums daherkommen, wirklich kaum sprechen..hahaha. Korrekt deine Überlegung. Hier ist es aber so das es im Grunde Allgemein zu Konfusionen um den Begriff/Masse/Ruhemasse kommt. An Bayrischen Unis (vlt. immer noch) musste Masse nicht zwingend mit Ruhemasse definiert werden, aber das sind Ausnahmefälle in BRD. Ansonsten ist Masse = Ruhemasse.. und deine Überlegung wäre so betrachtet imho gerechtfertigt.

Wirklich witzig wird es aber dennoch, denn der grösste Teil der Ruhemasse stammt aus der Bewegungsenergie der Gluonen!!! ;) Du siehst das selbst der Begriff Ruhemasse ein trügerisches Bild zaubert....

Wenn man sich nun in Erinnerung Behält das Ruhemasse zum Grossteil auf Bewegungsenergie fusst, kommt man einfacher von Masse=Materievorstellungen los. Einstein hat das sehr prägnant ausgedrückt. E=mc²
Ergo jede Art von Masse (damit auch die verbundene Materievorstellung) entspricht Energie-Wellen.
Und jede Form von Energie... krümmt oder ist die RZ.

Es dauert, aber man kann sich das komplette Spektakel als Fluiddynamisch vorstellen... apriori ist die QT nichts anderes als ein Fluiddynamische Konzept, dessen Quanten... Wellen-Bergen und -Tälern entsprechen, die sich temporär aus einem Energie-Fluid erheben, deren Ausläufer sich innerhalb des Fluids (RZ) ins Unendliche erstrecken/verdünnen...imho. Mal Bildhaft gesprochen....

Somit ist gemäss QT ein SL ein Quantenobjekt, wie Gim schon andeutet.
Und auch klar wird, warum man Singularitäten innerhalb des hier beschriebenen "Fluids" zu vermeiden sucht.
Diese passen nicht ins QM-Konzept, da sie nicht "Fluid" genug erscheinen. Einzig die Gravitation erstreckt und verdünnt sich sozusagen in der umgebenden Raumzeit des SL ins Unendliche. Die Masse des Loch, dessen Energie-Wellenerscheinungen aber sind sozusagen vom Rest der RZ (Grenze EH) abgetrennt...

Der Singularität versucht man nun mit einem ""multidimensionalen"" Raumzeit-Hintergrund (spezielle Eigenschaften des Fluids) der QM (s. SQG/LQG in Verbindung mit Quantengravitation) den Riegel "wegzuziehen".
Oder man lässt gemäss Bojowald einfach mal was "zurückbouncen" (Rückprallen) und schon ist die Singularität
beseitigt.... Das is ein anderes Thema.... aber die Bounce lässt sich Fluiddynamisch einordnen...denk mal drüber nach..

@Gim

Gim schrieb:bevor man die Leute mit Energie noch mehr verwirrt.

Hier würde ich widersprechen. Besser man macht deutlich das Materie Vorstellungen veralteten Vorstellungen entsprechen.

NG euch beiden...
Z.

@Z.

Eine - zugegeben etwas exotische :) - Frage:
Wenn virtueller Vakuumteilchen auftauchen, welche Geschwindigkeit besitzen sie im Raum relativ zu uns?

Z. schrieb:Ich hoffe das mein "dortiger*" Gesprächspartner das noch mit mir angeht

Ja, die Hoffnung stirbt zuletzt :D. Wenn es sich um den handelt, den ich vermute, kann ich dir auch gleich den Totenschein ausstellen.

Z. schrieb:einem Wellenkamm virtueller Vakuumteilchen die am EH mit ihren Annihilations-Partnern flukturieren. ;)

Gut ausformuliert, und vor allem so .... eindeutig :D

....Jetzt werde ich dieses Thema wohl nie wieder ernst nehmen können :D

Wirklich witzig wird es aber dennoch, denn der grösste Teil der Ruhemasse stammt aus der Bewegungsenergie der Gluonen!!!

Das ist wirklich witzig, insbesondere, da man vermutet, dass Gluonen masselos sind. Wie kommen masselose Teilchen (egal ob virtuell oder real) zu Bewegungsenergie? Zudem sind sie auch noch elektrisch neutral. Woher stammt also der Impuls?


....Der ganze Quantenkram ist echt schwer zu durchschauen :D

LG
Peter

Gim schrieb:Das Problem bleibt das gleiche: Als Laie hat man in der Regel kein Verständnis davon, was eine Singularität eigentlich ist.

word :)

@Z.

Peter0167 schrieb: Wie kommen masselose Teilchen (egal ob virtuell oder real) zu Bewegungsenergie?

Moin moin, ich beantworte mir meine Frage lieber selbst, bevor du mich "rund" machst :D

Gluonen haben zwar keine Masse, aber Energie, und davon nicht wenig. Demzufolge haben sie auch Bewegungsenergie.

@Peter0167

Mit Hilfe des Standardmodells können wir ausrechnen, dass fast die gesamte Masse der Protonen und Neutronen von der kinetischen Energie der Quarks und Gluonen in ihrem Innern herrührt; den
kleinen Rest liefert die Ruhemasse der Quarks. Somit stammen ungefähr 4 bis 5 Prozent der Masse des gesamten Universums – fast die gesamte vertraute Materie um uns herum – aus der Bewegungsenergie der in den Protonen und Neutronen enthaltenen Quarks und Gluonen.

Schöner Artikel zur Masse...
http://www.spektrum.de/pdf/sdw-06-02-s036-pdf/833184?file

Peter0167 schrieb:Wenn es sich um den handelt, den ich vermute, kann ich dir auch gleich den Totenschein ausstellen.

Versteh ich nicht.?. :D .... denke der User könnte wenn er wollte. Die Frage ist ob er Zeit und Lust hat.

Bis später.. NG

Vergessen...

delta.m schrieb:welche Geschwindigkeit besitzen sie im Raum relativ zu uns?

Keine, da sie virtuell sind, relativ zu uns. :D

@Celladoor

Hawkingstrahlung abgeben

Zeig mir den beweis das es die hawkingstrahlung gibt.