Schwarzes Loch durch Erhöhung der Geschwindigkeit erzeugen?

Nach der speziellen Relativitätstheorie nimmt die träge Masse eines jeden Objekts zu, je mehr man sich der Lichtgeschwindigkeit nähert. Nach Einstein gilt aber auch schwere Masse = träge Masse, also würde das Objekt auch ein immer stärker werdendes Gravitationsfeld erzeugen, je schneller es wird.
Irgendwann würde die Masse so groß sein, daß die Bedingungen zur Erschaffung eines Schwarzen Loches erreicht sind. Oder?
Würde wirklich fortwährende Beschleunigung eines massebehafteten Objekts ein Schwarzes Loch kreieren? Ist in meinen Überlegungen ein Denkfehler? Wenn ja, wo?

Marfrank schrieb:Ist in meinen Überlegungen ein Denkfehler? Wenn ja, wo?

Ich denke ja.

Es gibt zwei verschiedene Massebegriffe. Die Ruhemasse m_0, sowie die bewegte Masse m_{rel} = m_0 \cdot \gamma (wobei Gamma für den Lorentzfaktor steht) die größer ist. Das allerdings ist nur ein relativistischer Effekt. Ein Körper gewinnt durch Beschleunigung kein einziges Atom hinzu. Ein aus unserer Sicht bewegter Körper empfindet sich selbst als ruhend und kann bei sich auch keine Massenzunahme feststellen.

Ich muss zugeben , ja bin zwar kein Physiker , erlaube ich mir jedoch die Frage zu stellen , ob ein Gegenstand, der die Lichtgeschwindigkeit erreichen könnte , an Masse zunehmen würde . Ich stelle mir vor , dass jedes Object mit so einer extremen Geschwindigkeit irgendwann zum Feuerball wird , so dass sich die Masse schrumpft und zum Schluss in die Luft pulverisiert.

Nichts das Masse besitzt kann die Lichtgeschwindigkeit erreichen.
Für die Beschleunigung wäre unendlich Energie nötig.

paranormal_1 schrieb:an Masse zunehmen würde

Heute wird der Begriff Masse im Sinne von Ruhemasse definiert. Die früher übliche relativistische Masse spielt keine Rolle mehr, da sie als kinetische Energie mit in die Rechnung eingeht.

Die Gesamtenergie eines Körpers setzt sich also aus der Masse (Ruhemasse m₀), und verschiedener anderer Energieformen (kin., pot., ...) zusammen.

Wichtig ist hierbei, dass die relativistischen Anteile an der Gesamtenergie eines Körpers nur von einem "Beobachter" erfasst werden können, der sich nicht im gleichen Inertialsystem wie der Körper selbst befindet. Die Masse hingegen ist der Anteil, der von einem Beobachter im gleichen Inertialsystem erfasst wird.

paranormal_1 schrieb:so dass sich die Masse schrumpft und zum Schluss in die Luft pulverisiert.

Masse ist eine invariante Größe, und kann daher nicht verloren gehen. Wird sie in der Luft "pulverisiert, verteilt sie sich nur, bleibt aber erhalten. Im Falle einer Zerstrahlung mit Antiteilchen wird sie nur in eine andere Energieform umgewandelt, die Gesamtenergie bleibt aber auch hier erhalten.

@Peter0167
die Energiemasse, wie du sie beschrieben hast hängt doch von der Ruhemasse X Geschwindigkeit oder?
diese Ruhemasse wird aber jetzt realistisch gesehen ab bestimmter Geschwindigkeit so klein (Pulverteilchen ) also sie verliert ihre Initialmasse und somit viel Energie , denn allein für die Transformation ein Teil von Masse zum Pulver braucht auch gewisse Energie. Ich nehme hier als Beispiel ein Meteorit , wo ein Teil seiner Masse verglüht , während er die Erdatmosphäre durchquert. Also die Ruhemasse , die die Erde erreicht ist nicht die Initialmasse. Die Relativität Theorie ist vergleichbar zu Abstrakte Mathematik. Man kann theoretisch ein Stück Papier unendlich immer wieder durch 2 teilen aber in der Realität und für unsere Messbare Realität gibt es immer da eine Grenze. Für mich Masse kann man nicht unendlich teilen und genauso wird sie nie unedlich gross. Das gilt auch für das Universum. Das Universum ist unendlich nur in unseren Köpfen.

paranormal_1 schrieb:die Energiemasse, wie du sie beschrieben hast hängt doch von der Ruhemasse X Geschwindigkeit oder?

"Energiemasse" ist ein Begriff, mit dem ich nichts anfangen kann. Vermutlich meinst du den Zusammenhang, der sich aus Einsteins berühmter Gleichung ergibt:

E = m * c²

Diese Gleichung sagt aus, dass Energie und Masse als äquivalent zu betrachten sind. Energie und Masse sind also quasi das Gleiche, wenn man die Masse mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit multipliziert. Das Quadrat der LG ist in dem Fall die Proportionalitätskonstante.

Du hast es zwar nicht ganz korrekt beschrieben, warst aber schon nahe dran. Die Ruheenergie eines Körpers berechnet sich aus dem Produkt seiner Ruhemasse mit der LG zum Quadrat.

Und genau diese Energie würde ein Beobachter feststellen, der sich im Inertialsystem dieses Körpers befindet. Von einem anderen Inertialsystem aus betrachtet, welches sich relativistisch gegenüber dem Inertialsystem des Körpers bewegt, ergeben sich weitere relativistische Effekte.

Und ab hier wirds etwas komplizierter, da es verschiedene Betrachtungsweisen gibt, die auch unterschiedliche Interpretationen zulassen. Seit längerem ist in der modernen Physik ein Trend erkennbar, bei dem die Masse als eine lorentzinvariante Konstante angesehen wird. Da man aber nicht auf Formeln der klassischen Mechanik verzichten will, kann der besseren Veranschaulichung wegen auch mit einer Größe gerechnet werden, die als relativistische Masse bezeichnet wird.

Diese relativistische Masse m_rel wird nur dann relevant, wenn relativistische Geschwindigkeiten im Spiel sind, daher spielt sie auch in unserem Alltag kaum eine Rolle. Berechnet wird sie wie folgt:

m_rel = Gamma * m₀

Gamma steht für den Lorentzfaktor, der quasi nur von der Relativgeschwindigkeit abhängt. Da ich das mit den Formelzeichen noch nicht beherrsche, kann ich die Formel hier leider nicht aufschreiben (einfach mal nach googeln).

Das Ganze gilt natürlich nur so lange, wie der Körper intakt ist. Wenn sich Teile abspalten, wie bei deinem Beispiel mit dem Meteoriten, muss jedes Bruchstück für sich betrachtet werden, was natürlich beliebig kompliziert werden kann :D

paranormal_1 schrieb:Für mich Masse kann man nicht unendlich teilen und genauso wird sie nie unedlich gross. Das gilt auch für das Universum. Das Universum ist unendlich nur in unseren Köpfen.

Richtig. Die kleinste mögliche und derzeit physikalisch relevante Masse ist die sogenannte Planck-Masse. Wäre eine solche Masse in einem einzigen Elementarteilchen konzentriert, dann ließe es sich nur mit einer noch zu entwickelnden Theorie der Quantengravitation beschreiben ... und das könnte noch etwas dauern :)

Stößt man in der Physik auf Unendlichkeiten, hat man meist etwas nicht begriffen, oder noch keine Theorie dazu entwickelt. Leider hat unsere Phantasie da weniger Probleme mit, was dann häufig zu Verständnisproblemen führt. Daher ist es wohl besser, wir lassen die Finger vom Unendlichkeitskram, zumindest solange wir nicht die richtigen Werkzeuge dafür besitzen.

@paranormal_1:

paranormal_1 schrieb:diese Ruhemasse wird aber jetzt realistisch gesehen ab bestimmter Geschwindigkeit so klein (Pulverteilchen ) also sie verliert ihre Initialmasse und somit viel Energie , denn allein für die Transformation ein Teil von Masse zum Pulver braucht auch gewisse Energie.

Vergiss das mit der "Pulverisierung". Du bist da auf einem völlig falschen Dampfer. Das hat nichts mit der Geschwindigkeit an sich zu tun, sondern ist ein unabhängiger Effekt, der nur unter ganz bestimmten Umständen (hohen Reibungswiderständen, z.B. in Luft) auftritt. Für eine relativistische Betrachtung ist das völlig irrelevant.

Peter0167 schrieb:Richtig. Die kleinste mögliche und derzeit physikalisch relevante Masse ist die sogenannte Planck-Masse. Wäre eine solche Masse in einem einzigen Elementarteilchen konzentriert, dann ließe es sich nur mit einer noch zu entwickelnden Theorie der Quantengravitation beschreiben ... und das könnte noch etwas dauern

Die Planck-Masse entspricht 21,76 ng. Das ist bedeutend mehr als die Masse aller bekannten Elementarteilchen!

Marfrank schrieb:Die Planck-Masse entspricht 21,76 ng. Das ist bedeutend mehr als die Masse aller bekannten Elementarteilchen!

Da liegt wohl ein Missverständnis vor. Die Planck-Masse zeigt lediglich die Grenze auf, wo die uns bekannten Gesetze der Physik noch anwendbar sind, nicht aber die kleinstmögliche Masse.

@Marfrank

Marfrank schrieb:Die Planck-Masse entspricht 21,76 ng. Das ist bedeutend mehr als die Masse aller bekannten Elementarteilchen!

Gut erkannt.

Wir haben zurzeit 2 große Theorien, mit der wir die Natur beschreiben können, die Quantenmechanik und die Relativitätstheorien. Beide sind in ihren jeweiligen Gültigkeitsbereich sehr gut belegt, aber wie pluss schon sagte, es gibt auch Grenzen, die erst mit einer umfassenderen Theorie überwunden werden können, und die gilt es noch zu entwickeln.

Hier übrigens noch der Beleg für meine Aussage:

Ist diese Masse dagegen in einem einzigen Elementarteilchen konzentriert, sollten sowohl Effekte der Quantentheorie wie auch Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie wichtig werden, kurz: solch ein Teilchen sollte sich nur durch eine Theorie der Quantengravitation beschreiben lassen.

https://www.einstein-online.info/explandict/planck-masse/

Im Falle der Elementarteilchen haben wir nur die Quantentheorie, in der die Gravitation nicht enthalten ist, und daran wird sich vorerst auch nichts ändern.

Peter0167 schrieb:Die kleinste mögliche und derzeit physikalisch relevante Masse ist die sogenannte Planck-Masse.

Okay, das ist natürlich Unsinn, da habe ich mich wohl von der fundamentalen Bedeutung anderer Planck-Größen täuschen lassen. Aber genau deswegen ist es ja auch so hilfreich, drüber zu reden. :D

Apropos drüber reden ... die Planck-Masse entspricht nicht 21,76 ng es sind vielmehr 21.764,5 ng. Oder besser gesagt 21,76 Mikrogramm.

Marfrank schrieb am 06.10.2022:Würde wirklich fortwährende Beschleunigung eines massebehafteten Objekts ein Schwarzes Loch kreieren?

Die Frage ist, was wird wie beschleunigt?
Sgr A* fliegt mit ca. 630 Km/s durchs All, die Tangentialgeschwindigkeit liegt bei ca. 0,3 c lt. einer Veröffentlichung von Dr. Genzel.
0,3 c ist für meine Begriffe überaus schnell. Wir schauen, da wir in der Ebene liegen, auf den schnell laufenden Außenrand, der jedoch unsichtbar ist - schwarz.

Zu deiner Frage würde ich sagen, dass ab einer gewissen Geschwindigkeit die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, dass wir nichts mehr sehen können.

eich-hörnchen schrieb:würde ich sagen, dass ab einer gewissen Geschwindigkeit die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, dass wir nichts mehr sehen können.

Das ist ein interessanter Punkt. Wobei ich ich sagen würde das dies erst bei nahezu Lichtgeschwindigkeit oder darüber hinaus passiert.
Ich glaub aufgrund der Trägheit unserers Gehirns wäre das eine voll abgedrehte Diashow mit immer Unschärfer werdenden Bildern. Alleine der Weg der beim Wimpernschlag zurück gelegt wird. Das Das ist ja Sekundenschlaf auf der Autobahn, hoch zehn.
Wenn ich mit einem PKW Lichtgeschwindigkeit erreichen würde und in den Rückspiegel schau, seh ich mich dann selbst?

@amtraxx:

amtraxx schrieb:Wenn ich mit einem PKW Lichtgeschwindigkeit erreichen würde und in den Rückspiegel schau, seh ich mich dann selbst?

Geschwindigkeit ist grundsätzlich relativ. Nehmen wir an, das Auto befindet sich in einem Parkdeck in einem Raumschiff. Ohne Blick nach "draussen" (ausserhalb des Raumschiffs) wäre der Umgebungseindruck im Auto vor und nach der Beschleunigung des Raumschiffs auf quasi Lichtgeschwindigkeit (relativ zum Startpunkt) völlig identisch. Es wären weder beim Blick in den Rückspiegel noch sonst irgendwelche Besonderheiten zu bemerken.

uatu schrieb:Es wären weder beim Blick in den Rückspiegel noch sonst irgendwelche Besonderheiten zu bemerken.

In deinem Bsp. wäre das wohl richtig aber nur weil du den Bezugspunkt veränderst. Innerhalb des Raumschiffs ist keine ne Änderung zu spüren.
Ich hab mal bissl gesucht es gibt wohl sogar die Möglichkeit das ganze zu simulieren. Erst tritt eine Verzerrung auf ähnlich dem Fischaugen Effekt und mit zunehmender Geschwindigkeit wird es immer heller bis man nur noch weiß sieht

Weil sich das Licht von überall gleich schnell zum Auge des Betrachters bewegt, braucht es unterschiedlich lange, bis es dort ankommt.“ Und das führe dazu, dass es beispielsweise von einem Hausdach länger unterwegs sei, als vom Erdgeschoss, weil das Dach weiter vom Betrachter entfernt liege. „Weil das so ist, krümmt sich das Bild vor den Augen des Betrachters“; sagt Ruder. Bei höchster Lichtgeschwindigkeit, sehe der Betrachter irgendwann nur noch weißes Licht. „Je schneller man sich bewegt, desto mehr Licht kommt von vorn und desto heller wird es dann auch“, sagt der Physiker.

Quelle: https://www.fr.de/frankfurt/sehen-lichtgeschwindigkeit-11244380.html

Irgendwann wird der CERN ein schwarzes Loch erschaffen und selbst nach herunterfahren des CERN wird es bestehen bleiben und sich ausbreiten bis unser gesamtes Sonnensystem verschluckt wird.
Und niemanden im Universum wird es interessieren.

Felix84 schrieb:Irgendwann wird der CERN ein schwarzes Loch erschaffen und selbst nach herunterfahren des CERN wird es bestehen bleiben und sich ausbreiten bis unser gesamtes Sonnensystem verschluckt wird.

Nein! So funktionieren Schwarze Löcher nicht.

Chemik schrieb:So funktionieren Schwarze Löcher nicht.

Sie werden es.

Felix84 schrieb:Sie werden es.

So ein SL hätte eine größe von ca. 10^-50 m. So ein SL könnte noch nicht mal einen Atomkern (~10^-15 m) schlucken.