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Schwarze Löcher

388 Beiträge, Schlüsselwörter: Universum, Schwarze Löcher

Schwarze Löcher

26.11.2018 um 19:19
@Alteiche

Der Beobachter kann pfeifend davonlatschen.
Nur der fallende Astronaunt wäre "Matsch". Und damit gäbe es wohl nichts mehr zu beobachten, wenn ich Freistetter richtig verstanden habe.

Vielleicht kann uns @mojorisin dazu mehr verraten. Quantenfirewalls liegen etwas außerhalb meiner üblichen Schwimmtiefe - etwas viel, um genau zu sein.


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Schwarze Löcher

27.11.2018 um 00:36
Alteiche schrieb:Ein echter Beobachter wäre wohl Matsch das stimmt aber hier in dem Gedankenexperiment soll der Beobachter von den Tödlichen Kräften unbeeindruckt bleiben. Ein Superman beobachter quasi :D
Öh, nein. Eben weil
Lange bevor man Gefahr läuft, spaghettifiziert zu werden, wird man also schon durch die Feuerwand terminiert…
gäbe es ja auch nichts zu beobachten für einen Beobachter.

Und demnach erst recht nichts zu beobachten für den In´s-Loch-hineingezerrten...oder was auch immer der da sähe, und für immer gewesen, oder so....ach, was weiß ich :)


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Schwarze Löcher

27.11.2018 um 15:03
Mal eine Frage. Wenn ich nun einen gekrümmten Raum habe (mal egal wovon dieser gekrümmt ist) und ich mich durch diesen gekrümmten Raum bewege, werde ich dann tatsächlich zerrissen, ausainandergedehnt, spagettifiziert?
Oder ist es vielmehr eine Verzerrung wie in einem gekrümmten Spiegel?
Soll bedeuten, ist nur die Wahrnehmung eines Beobachters, der mich durch oder in einem gekrümmten Raum sieht eine Täuschung der Realität durch den verzerrten Raum?
Sieht nur der Beobachter mich derart verkümmt, zerrissen oder spagettifizeiert, wohingegen ich mich selbst als vollkommen normal sehe?

Da stellt sich natürlich auch die Frage, werde ich durch die Gezeitenkraft eines SL vermalmt, wohingegen der krumme Raum mir garnichts anhaben kann?

Oder einfach mal so gefragt:
Wenn ich eine Möglichkeit hätte, die Gezeitenkraft (gravitative Wirkung) eines SL abzuschirmen und mich nur durch den gekrümmten Raum bewege, was ist dann mit mir?


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27.11.2018 um 15:36
Alteiche schrieb:Sorry, ich verstehe ich nicht ganz wie du das meinst.
masse scheint ja anzukommen, die sl masse nimmt ja zu.
uns erreichen ja auch nur masselose photonen(den aussenstehenden beobachter)
mafiatom schrieb:Oder einfach mal so gefragt:
Wenn ich eine Möglichkeit hätte, die Gezeitenkraft (gravitative Wirkung) eines SL abzuschirmen und mich nur durch den gekrümmten Raum bewege, was ist dann mit mir?
gravitation IST der gekruemmte raum.


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27.11.2018 um 16:11
@wuec
@skagerak


naja aber wie soll man sich diese Feuerwand denn vorstellen? Also welche Kräfte wirken da genau, die die alles zerfetzen und zermalmen? Kann ja nur die extreme Gravitation sein oder?
neoschamane schrieb:gravitation IST der gekruemmte raum.
hm naja es braucht aber immer eine Masse die dann den Raum auch tatsächlich verkrümmt. Einfach so gekrümmter Raum bzw. so ein Trichter, wie es immer dargestellt wird, geht nicht.
Im Falle eines SL's ist das aber noch viel extremer, hier ist der Raum nicht nur extrem gekrümmt, sondern das "Tuch" ist quasi gerissen, also die Raumzeit.
Stellt sich nur die große Frage was sich denn dahinter "verbirgt".


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27.11.2018 um 16:15
knopper schrieb:naja aber wie soll man sich diese Feuerwand denn vorstellen? Also welche Kräfte wirken da genau, die die alles zerfetzen und zermalmen? Kann ja nur die extreme Gravitation sein oder?
Man könnte z.B. anfangen, sich die Gravitation nicht mehr als "Kraft" vorzustellen, sondern wie der Neuschamane es bereits korrekt sagte, als Krümmung des Raumes. Wäre aus meiner Sicht zumindest ein Anfang, und zudem noch ART-konform.

Die Sache mit den Trichtern und Gummitüchern halte ich übrigens auch für ungeeignet.


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27.11.2018 um 16:20
knopper schrieb:hm naja es braucht aber immer eine Masse die dann den Raum auch tatsächlich verkrümmt. Einfach so gekrümmter Raum bzw. so ein Trichter, wie es immer dargestellt wird, geht nicht.
Im Falle eines SL's ist das aber noch viel extremer, hier ist der Raum nicht nur extrem gekrümmt, sondern das "Tuch" ist quasi gerissen, also die Raumzeit.
Stellt sich nur die große Frage was sich denn dahinter "verbirgt".
du wolltest gravitation von raumkruemmung trennen.

und jetzt kommst Du mit sowas?

ja, es braucht masse, ja die gummituch analogie ist eine anlogie...

es gibt kein "zerissenes" tuch(gummi) wie Du selbst schriebst.

was "dahinter" ist koennen wir sehen, weil so teile wie linsen funktionieren(koennen)

aber das meintest Du nicht.


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Schwarze Löcher

27.11.2018 um 16:41
mafiatom schrieb:Soll bedeuten, ist nur die Wahrnehmung eines Beobachters, der mich durch oder in einem gekrümmten Raum sieht eine Täuschung der Realität durch den verzerrten Raum?
Sieht nur der Beobachter mich derart verkümmt, zerrissen oder spagettifizeiert, wohingegen ich mich selbst als vollkommen normal sehe?
der beobachter sieht dich immer langsamer werdend bis zum stillstand und dann wohl _verblassen_.


alles was wir wahrnehmen(realitaet) basiert auf den photonen(wechselwirkungen)

beide beobachtungen sind "real" in einem gewissen sinne;)

nicht "real" scheint eine von der raumzeit unabhaengige "realitaet"

gleichzeitig ist z.b. kein absolutes ereignis.


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27.11.2018 um 16:47
knopper schrieb:naja aber wie soll man sich diese Feuerwand denn vorstellen? Also welche Kräfte wirken da genau, die die alles zerfetzen und zermalmen? Kann ja nur die extreme Gravitation sein oder?
Keine Ahnung, war da noch nie. Muss wohl sehr verzerrt sein dort. Und heiß. Und unangenehm schwerfällig alles.


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27.11.2018 um 17:43
@knopper

Frag nicht mich. Je mehr man dazu liest, desto verwirrender wird das Ganze.

Eben entdeckt, dass einer der Firewall-Autoen sein Paper zurückgezogen hat.
This paper has been withdrawn because the author no longer believes the firewall argument is correct.

https://arxiv.org/abs/1207.4090v3
Kann die Evidenz wohl nicht stark gewesen sein, würde ich mal annehmen.

Und dann das da:
https://www.nationalgeographic.de/wissenschaft/2018/03/firewalls-und-quantenverschraenkung-die-natur-der-schwarzen-loech...
Die Grenze, ab der eine Umkehr unmöglich ist, wird als Ereignishorizont bezeichnet.

Bei diesem Konzept wird jegliche Information, die den Ereignishorizont passiert, zerstört. Das führt allerdings zu einem Problem: Laut der Quantenphysik – bisher unser bestes Modell dafür, wie das Universum auf subatomarer Ebene funktioniert – kann Information niemals zerstört werden, was zu einem fundamentalen theoretischen Konflikt führt.

KEIN EREIGNISHORIZONT

Hawking schlug eine Lösung für dieses Paradoxon vor: Schwarze Löcher haben
keinen Ereignishorizont und zerstören deshalb auch keine Informationen.

„Das Fehlen von Ereignishorizonten bedeutet, dass es keine Schwarzen Löcher im Sinne von Systemen gibt, aus denen das Licht nicht entkommen kann“, schrieb Hawking in der Abhandlung, die er am 22. Januar 2014 online veröffentlichte. Sie basierte auf einem Vortrag, den er im August zuvor bei einem Workshop am Kavli Institut für theoretische Physik im kalifornischen Santa Barbara gehalten hatte.
Also weg mit dem Ereignishorizont. Problem gelöst. Aber was denn dann?
Hawking nahm an, dass Schwarze Löcher einen „scheinbaren Horizont“ haben, der Materie und Energie nur temporär gefangen hält. Beides könne letztendlich in Form von Strahlung entweichen. Diese ausgehende Strahlung enthält alle ursprünglichen Informationen über das, was den scheinbaren Horizont passiert hat, allerdings in deutlich anderer Form. Da die ausgehenden Informationen durcheinandergewürfelt sind, schreibt Hawking, gibt es keinen praktischen Weg, um ihre ursprüngliche Form zu rekonstruieren. Diese Verwürfelungen treten auf, da der scheinbare Horizont chaotisch ist – ein wenig wie das Wetter auf der Erde.
Nahm an + scheinbar klingen nicht sonderlich sicher.
KEINE FEUERWÄNDE

Hawkings Argumente gegen Ereignishorizonte scheinen auch die sogenannten Firewalls zu eliminieren – glühend heiße Strahlungsgürtel, die einigen Wissenschaftlern zufolge am Ereignishorizont oder in dessen Nähe existieren sollen. Allerdings ist diese Theorie durchaus kontrovers.

Um die Tragweite dieser Revision zu begreifen, hilft es, sich Hawkings Schlussfolgerung über Schwarze Löcher ins Gedächtnis zu rufen, zu der er schon vor Jahrzehnten kam: Schwarze Löcher sind gar nicht vollkommen „schwarz“. Stattdessen geben sie knapp hinter ihrem Ereignishorizont Strahlung ab. Die Energie ihres Gravitationsfelds lässt im umliegenden Vakuum Teilchenpaare entstehen.
Also doch keine Firewall, das Problem bleibt aber bestehen.
Bliebe der EH, der aber vielleicht (vielleicht auch nicht) nur scheinbar. Öhm.
Heiliges Skrotum!
Sagen wir es mal vorsichtig. Einiges oder vieles oder sehr vieles scheint diesbezüglich bei weitem nicht so sicher wie es uns hin und wieder mal dargestellt wird durch übereifrige Wikipedianer, Medien und sonstiges.
Wir haben bis heute keine Möglichkeit die Hawking-Strahlung empirsch nachzuweisen und das scheint für eines mehr zu gelten.

Ich weiß aber eines mit Sicherheit:
Wenn es Hawking nicht hinbekam, dann ich erst recht nicht.


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27.11.2018 um 19:02
wuec schrieb:Wenn es Hawking nicht hinbekam, dann ich erst recht nicht
Sehr schön 👍

Immerhin kann man durchaus feststellen, dass Hawking in dieser ausgesprochen komplexen Thematik einige wegeweisende Ansätze vorgestellt hat.

Das Problem mit den SL‘s ist schlichtweg, dass uns die zugrunde liegende Physik keineswegs vollständig bekannt ist.
Die ART funktioniert in vielerlei Hinsicht an nahezu jedem Punkt unseres Universums ausgesprochen gut - noch jede (von uns Menschen derzeit) überprüfbare Vorhersage wurde bislang in höchster Präzision bestätigt.

Leider scheitert die ART an ihren eigenen Randbedingungen, wo ihre klassische Formulierung mathematische Singularitäten liefert, die physikalisch einfach Unsinn sind. Ein schwarzes Loch stellt so eine Randbedingung dar. In Umgebungen extremer Raumzeitverzerrung ist die ART nur noch bedingt zu gebrauchen - auch weil uns die mathematischen Werkzeuge fehlen, die zugrunde liegenden Gleichungen bis auf ein paar wenige Spezialfälle exakt lösen zu können.

Auf der anderen Seite muss in solchen Umgebungen natürlich die QT eine Rolle spielen. In unserer alltäglichen Welt wechselwirken Quantenobjekte nahezu überhaupt nicht über die Gravitation. In der Nähe eines SL‘s sieht das ganz bestimmt komplett anders aus. Hier wirkt sich Gravitation deutlich auf das Verhalten von quantenmechanischen Prozessen aus.

Seit vielen Jahren versuchen Physiker daher, irgendwie ART und QT zu kombinieren bzw. in eine vereinheitlichte Theorie zu überführen. Das Ziel scheint nicht in Sicht zu sein.

Hawking hat hier mit seinen Arbeiten zur Strahlung schwarzer Löcher zumindest in Ansätzen quantenmechanische Prozesse im unmittelbaren Wirkungsfeld eines SL‘s untersucht und daraus raffinierte Schlussfolgerungen gezogen.

Ob es eine Firewall gibt, wo sich sich befinden könnte, was mit einem Astronauten tatsächlich am EH (und erst Recht dahinter) passiert und was wir als entfernte Beobachter sehen könnten ist daher Gegenstand aktueller Forschung und daraus abgeleiteten Vermutungen, aber leider keineswegs gesichertes Wissen.


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27.11.2018 um 19:16
Tjooa...
Ein schwarzes Loch ist ein schwarzes Loch ist ein schwarzes Loch ist ein schwarzes Loch :)


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27.11.2018 um 23:38
@hawak

auf der anderen seite muss man aber auch feststellen dass unsere beschreibungen und vorhersagen sehr gut passen.

was da mit einem raumfahrer oder auch auf quantenebene tatsaechlich passiert ist reine theoretische spekulation, weit weg von unseren mess moeglichkeiten.


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Schwarze Löcher

28.11.2018 um 08:49
@neoschamane
Ja, das stimmt natürlich - zumindest liefern unsere Modelle und Theorien, wie Standardmodell, SRT, ART und QT, außergewöhnlich genaue Beschreibungen und Vorhersagen, die in ihren jeweiligen 'Fachrichtungen' offenbar ein weitgehend zutreffendes Bild der Realität zeigen.

Wenn wir uns dagegen über Dinge wie Urknall oder Schwarze Löcher unterhalten wird es ganz schnell problematisch, weil extreme Werte bei fundamentalen Eigenschaften der Raumzeit alle diesbezüglichen Theorien versagen lassen.

Davon mal ganz abgesehen, dass wir bestimmte Ereignisse wahrscheinlich niemals messtechnisch nachweisen können, fehlt uns tatsächlich bereits die Theorie, die z.B. ein reales schwarzes Loch korrekt beschreibt. Die Feldgleichungen der ART kommen hier buchstäblich an ihre Grenzen.

Allerdings ist nicht alles pure Spekulation. Solange wir keine Quantentheorie der Gravitation haben (falls wir sie überhaupt jemals entwickeln) greifen Physiker gerne tief in die mathematische Trickkiste, um über Näherungen und Vereinfachungen doch zumindest Hinweise auf neue Gesetze zu erhalten. Das hat bei der Hawking-Strahlung z.B. ganz ordentlich funktioniert - auch wenn da (noch) nichts bewiesen ist, scheint das Konzept doch ziemlich treffend zu sein.


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28.11.2018 um 11:50
hawak schrieb:Allerdings ist nicht alles pure Spekulation. Solange wir keine Quantentheorie der Gravitation haben (falls wir sie überhaupt jemals entwickeln) greifen Physiker gerne tief in die mathematische Trickkiste, um über Näherungen und Vereinfachungen doch zumindest Hinweise auf neue Gesetze zu erhalten. Das hat bei der Hawking-Strahlung z.B. ganz ordentlich funktioniert - auch wenn da (noch) nichts bewiesen ist, scheint das Konzept doch ziemlich treffend zu sein.
Da ja bis heute unklar ist was zum Ende der Lebenszeit eines Schwarzen Loches eigentlich genau passiert, sobald es nicht mehr genügend Strahlungsenergie aufnhemen und damit weiter an Masse zulegen kann, gibt es hierzu zumindest schon ganz interessante hypothetische Ansätze worunter einige davon sowohl unter Berücksichtigung der Hawking-Stahlung, als auch unter Annahme der Feuerwand argumentieren.

Zumindest laut Hawking findet während des "Sterbeprozesses" eines Schwarzen Loches dann ein explosionsartiger Verdampfungsvorgang statt, wobei an dieser Stelle insbesondere das Informationsparadoxon eine wesentliche Rolle einnimmt, da ja auch die Frage im Raum steht, was beim "Verdampfen" des Schwarzen Loches mit den ursprünglichen Informationen über diejenigen Quantenobjekte geschieht, die bei der Entstehung in das Schwarze Loch hineingestürzt sind. Quantenmeachnisch betrachtet müssten die Informationen im Grunde erhalten bleiben, jedoch gibt es hier nach wie vor zu viele Unsicherheiten um darüber präzisere Aussagen treffen zu können, nicht zuletzt auch durch das fehlen einer Quantentheorie der Gravitation.

Wir müssen uns also in Geduld üben und die Hoffnung bewahren, daß einem Forscherteam irgendwann nicht doch der ganz große Durchbruch gelingt und uns so neue Zugangsmöglichkeiten verschafft die uns bis dato noch verschlossen bleiben.


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28.11.2018 um 12:42
Libertin schrieb:Da ja bis heute unklar ist was zum Ende der Lebenszeit eines Schwarzen Loches eigentlich genau passiert, sobald es nicht mehr genügend Strahlungsenergie aufnhemen und damit weiter an Masse zulegen kann, g
nur mal so als Gedanke... ist es nicht prinzipiell möglich sowas zu erforschen in dem man ein wirklich kleines Mini-SL im Weltraum erzeugt? Bspw. durch eine Apparatur das sehr starke Laserstrahlen erzeugt die auf einen Punkt ausgerichtet sind und man dazu parallel auch noch etwas Futter als Masse dem SL irgendwie zuführt..

Sagen wir 500-1000 Tonnen, damit wäre es immer noch mikroskopisch klein, aber man könnte so das anschließende Verdampfen direkt beobachten. Oder ist es prinzipiell unmöglich ein SL zu erschaffen was zumindest einige Sekunden überlebt?


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28.11.2018 um 13:29
knopper schrieb:nur mal so als Gedanke... ist es nicht prinzipiell möglich sowas zu erforschen in dem man ein wirklich kleines Mini-SL im Weltraum erzeugt? Bspw. durch eine Apparatur das sehr starke Laserstrahlen erzeugt die auf einen Punkt ausgerichtet sind und man dazu parallel auch noch etwas Futter als Masse dem SL irgendwie zuführt..

Sagen wir 500-1000 Tonnen, damit wäre es immer noch mikroskopisch klein, aber man könnte so das anschließende Verdampfen direkt beobachten. Oder ist es prinzipiell unmöglich ein SL zu erschaffen was zumindest einige Sekunden überlebt?
Es gibt zumindest die Überlegung sogenannte kleine "Mirko-Schwarze Löcher" mittels des Large Hadron Collider zu erzeugen. Jedoch würde ihre Erzeugung (gemäß einiger Modelle aus der Stringtheorie) zusätzliche Raumdimensionen voraussetzen. Zudem wäre ihre Überlebensdauer dann ohnehin nur sehr gering und mit den "natürlichen" stellaren Schwarzen Löchern nicht zu vergleichen.

Dennoch wäre ein solches Experiment unter Laborbedingungen bei Erfolg äußerst lehrreich und nicht zuletzt deshalb auch eine große Sensation.


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28.11.2018 um 13:35
Libertin schrieb:Dennoch wäre ein solches Experiment unter Laborbedingungen bei Erfolg äußerst lehrreich und nicht zuletzt deshalb auch eine große Sensation.
Soweit ich weiß, ist das bereits gelungen...

https://www.galileo.tv/science/forscher-haben-mit-einem-ultrastarken-laser-zufaellig-ein-schwarzes-loch-im-labor-erschaf...


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28.11.2018 um 13:50
@Peter0167
Interessant, hatte ich noch gar nicht mitbekommen, vor allem, da seine Erzeugung von den Forschern ursprünglich gar nicht beabsichtigt war.

Besonders interessant finde ich ja, daß, durch die Röntgenblitze "weggepusteten" Elektronen die Anziehungskraft des elektromagnetischen "Schwarzen Lochs" sogar stärker war als die im Vergleich der uns bisher bekannten stellaren Schwarzen Löcher da die Anziehung hier nicht über dessen Schwerkraft, sondern eben durch das fehlen von negativer Ladungen erfolgte.


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01.12.2018 um 10:16
@wuec
wuec schrieb am 26.11.2018:Vielleicht kann uns @mojorisin dazu mehr verraten. Quantenfirewalls liegen etwas außerhalb meiner üblichen Schwimmtiefe - etwas viel, um genau zu sein.
Leider nicht, das ist auch weit außerhalb meiner Schwimmtiefe.

Ich weiß nur es hat mit den thermodynamischen Eigenschaften zu tun was dann auch zum Thema No-Hair-Theorem führt.
Wikipedia: Schwarzes_Loch#Informationsparadoxon_Schwarzer_Löcher


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