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THEMA: Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !!

Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 11 Okt 2019 16:01 #58854

Hallo,

ich habe da eine Fragestellung die eventuell Interessant wäre diese mal darzustellen:

Wie kann es !schon! (für uns) (super-)massive schwere schwarze Löcher geben? ich behaupte: Das kann nicht sein.

Gedankenspiel:

Große Sterne werden eines Tages zu schwarzen Löchern, wobei das Schwarze Loch maximal die Masse des Sterns haben kann (eher deutlich weniger).
Im folgenden 'wächst' ANGEBLICH das Schwarze Loch indem es umgebende Materie aufnimmt die es via Gravitation anzieht - daher 'sehen' wir gewaltige schwarze Löcher die vormals nie und nimmer
das Resultat einer Supernovae des Ausgangssterns sein konnte.

ABER:

Wie kann ein schwarzen Loch (aus unserer Sicht) 'wachsen' bzw. 'fett' sein - wenn für uns als externer Beobachter quasi "nie" (in unserer Zeit) Materie den EH erreicht.


Theorie:

Materie fällt in Richtung eines SL. Die Materie erreicht in IHRER Zeit in endlicher Zeit den Ereignishorizont (EH).
Für einen externer Betrachter sieht es aber so aus, als ob die Materie sind immer langsamer an den EH annähert - aber dieses in (unserer) endlichen Zeit für den Beobachter vermutlich nie erreichen wird.
Wie kann also es ein solches massenreiches Loch für uns als Beobachter geben wenn dieses sich nicht in UNSERER Zeit ernähren/fett werden konnte?

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 11 Okt 2019 16:30 #58858

martinbauer schrieb: ABER:

Wie kann ein schwarzen Loch (aus unserer Sicht) 'wachsen' bzw. 'fett' sein - wenn für uns als externer Beobachter quasi "nie" (in unserer Zeit) Materie den EH erreicht.

Ganz einfach. Nicht die Materie erreicht den Ereignishorizont, sondern der Ereignishorizont erreicht die Materie.

Wenn mehr Masse im Bereich des SL ist, vergrößert sich der Schwarzschildradius.
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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 11 Okt 2019 16:55 #58859

Hmmm.... ja - das wäre eine Idee - aber:

'vor Ort' ist ja aufgrund der Gravitation die Zeit derart verlangsamt dass auch das 'wachsen' des EH entsprechend langsam wäre ... oder ?

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 11 Okt 2019 18:25 #58860

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Hallo Martinbauer,

man kann auch fragen, ob es einen Unterschied macht, ob sich die einfallende Materie am Horizont sammelt oder hinter ihm befindet - das gesamte Objekt wird dennoch supermassiv sein und das Licht bis zum entsprechenden Schwarzschildradius nicht weglassen.

Interessant ist die Betrachtung verschmelzender schwarzer Löcher. Das ist ein dynamischer Prozess, bei dem Gravitationswellen abgestrahlt werden. Übrig bleibt nur e i n größeres schwarzes Loch mit e i n e m Horizont - davon zeugt das abrupt endende Gravitationswellensignal. Schwarze Löcher sind also nicht in der Zeit eingefroren, sondern können sich auch für einen externen Beobachter verändern.

Was mir hingegen paradox erscheint, ist die Tatsache, dass ein Subjekt den Horizont in einer endlichen Zeitspanne überschreiten kann, während dieser Vorgang von außen beobachtet nie abgeschlossen ist. Jenes Subjekt lebt also in einer späteren Zeit als der unendlich fernen Zukunft.

Ich wäre meinerseits froh, wenn mir das jemand verständlich machen könnte.

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 11 Okt 2019 22:11 #58866

Was mir hingegen paradox erscheint, ist die Tatsache, dass ein Subjekt den Horizont in einer endlichen Zeitspanne überschreiten kann, während dieser Vorgang von außen beobachtet nie abgeschlossen ist. Jenes Subjekt lebt also in einer späteren Zeit als der unendlich fernen Zukunft.
Ich wäre meinerseits froh, wenn mir das jemand verständlich machen könnte.


Zeit ist eben relativ.
ich versuche mir das so vozustellen:

Zeit = Änderung von Zuständen in der Welt

An der "eigenen" Stelle sind die Änderungen der Zustände immer "aktuell" - also verläuft hier die gefühlte Zeit linear vorwärts.
Wenn nun ein z.b. SL die raumZEIT sehr stark krümmt so benötigt der Zustand (die Information) die in diesem Trichter gerade sich ändert einen längeren Weg zum dem externen Beobachter - d.h. die Zustandsänderung wird von dem externen Beobachter 'später' gesehen - es ist so als ob die Zustandsänderung langsamer von statten geht. je stärker die krümung - um so länger der Weg. Wenn die Krümmung 90 Grad erreicht (der Ereignishorizont) entkommt die information nicht mehr - weil die Zeit quasi stehenbleibt.

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !1!!1!!!11! 11 Okt 2019 22:35 #58869

Ich nehme an dass keiner hier den Beitrag #42334 gelesen hat, dort wurde das nämlich alles schon vor einem Jahr behandelt.

Zurückblätternd,

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 11 Okt 2019 23:12 #58870

martinbauer schrieb: Hmmm.... ja - das wäre eine Idee - aber:

'vor Ort' ist ja aufgrund der Gravitation die Zeit derart verlangsamt dass auch das 'wachsen' des EH entsprechend langsam wäre ... oder ?

Der Schwarzschildradius ist eine Größe, die wir in unserer Zeit berechnen. Er ist daher eine Rechengröße und unterliegt nicht der Zeit am Ereignishorizont. Er ist ja auch für das Teilchen vor Ort irrelevant.

Damit der Ereignishorizont sich vergrößert, muss die Materie auch nicht in ihn hineinfallen. Es reicht, wenn sie sich am Rand sammelt.

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !1!!1!!!11! 11 Okt 2019 23:52 #58872

Hallo Yukterez
Leider ist der Threat, zu dem Dein Beitrag gehört, ziemlich lang, so dass ich den nicht nachvollziehen möchte.

Deswegen eine Verständnisfrage.
Du hast da schöne Animationen eines Schalenmodells gemacht.
Ist das so zu verstehen, dass Materie in das SL fällt und eine Schale um den Ereignishorizont bildet, dann vom Ereignishorizont eingeholt wird, so dass die nächste Materie, die hineinfällt, eine neue Schale um den neuen Erignishorizont bildet?

Das würde mir jedenfalls logisch erscheinen.

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Kann es (super-)massive schwere schwarze Löcher geben? 12 Okt 2019 00:13 #58873

Manfred S schrieb: Ist das so zu verstehen, dass Materie in das SL fällt und eine Schale um den Ereignishorizont bildet, dann vom Ereignishorizont eingeholt wird, so dass die nächste Materie, die hineinfällt, eine neue Schale um den neuen Erignishorizont bildet?

Wenn wir zwei ineinandersteckende kollabierende Schalen nehmen wird die innerste Schale kleiner als der gemeinsame Schwarzschildradius der beiden Schalen, bleibt aber im System des externen stationären Beobachters größer als ihr eigener Schwarzschildradius, so wie auch die zweite Schale größer als der gemeinsame Schwarzschildradius der beiden Schalen bleibt. Wenn man mehr Schalen hat wird das Spiel einfach wiederholt.

Zusammenfassend,

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Kann es (super-)massive schwere schwarze Löcher geben? 12 Okt 2019 12:05 #58879

Oder anders ausgedrückt:
Neu hinzukommende Materie vergrößert den Ereignishorizont derart das Materie die sich bereits kurz vor dem alten EH befindet hinter dem neuen EH verschwindet.

Yukterez, was merkt eigentlich die "alte" Materie davon das sich der EH inzwischen vergrößert hat? Giilt da nach wie vor das Schalentheorem und sie merkt nix davon oder sieht das bei Schwarzschild anders aus?

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Kann es (super-)massive schwere schwarze Löcher geben? 12 Okt 2019 22:07 #58891

Das Schalentheorem gilt nach wie vor.

Bejahend,

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 14 Okt 2019 09:21 #58924

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martinbauer schrieb: Zeit ist eben relativ.
***
Wenn nun ein z.b. SL die raumZEIT sehr stark krümmt so benötigt der Zustand (die Information) die in diesem Trichter gerade sich ändert einen längeren Weg zum dem externen Beobachter - d.h. die Zustandsänderung wird von dem externen Beobachter 'später' gesehen - es ist so als ob die Zustandsänderung langsamer von statten geht.


Deine Lösung ist also, wenn ich Dich recht verstehe, zu sagen, dass die Zeitdehnung nur scheinbar ist. Die Zeit des in das SL fallenden Subjekts scheint aus der Sicht des externen Beobachters langsamer zu vergehen, real sei hingegen nur die für das jeweilige Bezugssystem aktuelle Zustandsänderung, die als linearer Ablauf empfunden werde.

Nun kann man aber unterschiedliche Bezugssysteme (auf der Erde) wieder zusammenführen. Z.B. laufen die Uhren in einem bewegten Flugzeug langsamer als die Uhren am Flughagfen, oder Uhren im Gravitationsfeld der Erde nahe der Erdoberfläche langsamer als in einer gewissen Höhe (s. Pound-Rebka-Experiment). Vergleicht man nach dem Experiment die Uhren miteinander, weisen diese tatsächlich eine Zeitdifferenz auf. Der Ablauf der Zeit ist demnach real verschieden, d.h für den Beobachter am Boden vergeht die Zeit langsamer und scheint nicht nur langsamer zu vergehen. Das Subjekt in der Höhe kann also ausrechnen, wie viel Zeit für den Beobachter am Boden seit Beginn der Messung gerade vergangen ist.

Wie sieht diese Rechnung für ein Subjekt aus, das in ein SL fällt, während der externe Beobachter in einem Raumschiff in der Nähe des SL wartet? Ergibt sich für es nicht, dass für diesen eine unendlich lange Zeit vergangen ist, wenn es den Horizont überschritten hat?

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 14 Okt 2019 09:37 #58925

@mai

Die bekannte Aussagen zum Zeitverlauf, dass die Zeit von außen betrachtet stillsteht, gelten für einen hinreichend weit entfernten Beobachter. Ein Beobachter in der Nähe des EH sieht etwas anderes. Das müsste man konkret berechnen.

Die Zeit zwischen den Beobachtern läuft im der Tat messbar unterschiedlich. Es existiert dabei kein ausgezeichnetes Bezugssystem.

Was du allerdings berücksichtigen musst ist die Tatsache, dass der Ereignishorizont ein reiner Koordinateneffekt ist, da er bei geeigneter Wahl des Koordinatensystems verschwindet (Bezugssystem des Freifallers). Und ein reiner Koordinateneffekt kann einen realen physikalischen Effekt (Wachdienst des SL) prinzipiell nicht verhindern. In diesem Fall ist die Erklärung das Wachstum des EH im Rahmen des oben erläuterten Schalentheorems.

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Es kann supermassive Löcher geben 14 Okt 2019 10:12 #58927

Arrakai schrieb: Was du allerdings berücksichtigen musst ist die Tatsache, dass der Ereignishorizont ein reiner Koordinateneffekt ist, da er bei geeigneter Wahl des Koordinatensystems verschwindet (Bezugssystem des Freifallers).

Das ist falsch. Auch im System des Freifallers ist ab dem Point of no Return keine Rückkehr mehr möglich. Ich glaube du bringst die Existenz des Horizonts mit der Tatsache dass die Koordinatensingularität am Horizont wegtransformiert werden kann durcheinander. Der Horizont bleibt aber auch ohne dass man dort eine Koordinatensingularität hat ein Horizont.

Dagegen,

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 14 Okt 2019 10:17 #58928

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Arrakai schrieb:
Was du allerdings berücksichtigen musst ist die Tatsache, dass der Ereignishorizont ein reiner Koordinateneffekt ist, da er bei geeigneter Wahl des Koordinatensystems verschwindet (Bezugssystem des Freifallers). Und ein reiner Koordinateneffekt kann einen realen physikalischen Effekt (Wachdienst des SL) prinzipiell nicht verhindern. In diesem Fall ist die Erklärung das Wachstum des EH im Rahmen des oben erläuterten Schalentheorems.


Der Schwarzschild-Radius hat doch mit der Fluchtgeschwindigkeit zu tun. Was genau meinst Du mit "reiner Koordinateneffekt"? Ein frei fallendes Subjekt spürt zwar keine Schwerkraft, dennoch wird es feststellen können, wann es selbst mit Lichtgeschwindigkeit dem SL nicht mehr entkommen könnte.
Inwiefern erklärt das Schalentheorem die (unendliche?) Zeitdifferenz zwischen einem hinreichend weit entfernten externen Beobachter und dem fallenden Subjekt?

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Es kann keine (super-)massiven schwere schwarze Löcher geben !! 14 Okt 2019 11:04 #58931

mai schrieb: Inwiefern erklärt das Schalentheorem die (unendliche?) Zeitdifferenz zwischen einem hinreichend weit entfernten externen Beobachter und dem fallenden Subjekt?

Diesen Anspruch hat das Schalentheorem garnicht.

Es erklärt aber wie Materie aus der Sicht eines entfernten Beobachters hinter dem EH verschwinden kann.


Gedankenexperiment:
- wir haben eine Kugel ca 1cm Durchmesser mit der Masse der Erde (ein schwarzes Loch also)
- wir haben einen Ring aus einem superfesten Material um die Kugel, Ring-radius von sagen wir 15mm. (Das es kein Material gibt das den Kräften widerstehen kann soll hier nicht interessieren)
- Drumherum befindet sich eine ausgedehnte Gaswolke mit sagen wir 4 Erdmassen.

Frage1: kann ein Beobachter außerhalb der Gaswolke den Ring sehen?

- Die Gaswolke kollabiert auf einen Radius von 25mm.

Frage2: kann der Beobachter den Ring sehen?


Bei Frage 1 bin ich mir nicht sicher. Bei Frage 2 wäre der Ring jetzt innerhalb des Schwarzschildradius von nun 25mm. (5 Erdmassen)

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Es kann supermassive Löcher geben 14 Okt 2019 13:10 #58942

@Yukterez

Du hast recht, da habe ich mich falsch ausgedrückt. Zu berücksichtigen ist, dass es sich bei dem EH um eine reine Koordinatensingularität handelt. Die Tatsache, dass nichts mehr zurückkehren kann, spielt m.E. keine Rolle. Wichtig ist nur, dass sich der EH an sich ausdehnen kann (was eine echte Singularität selbstredend nicht könnte).

@Mai

Der Schwarzschild-Radius hat doch mit der Fluchtgeschwindigkeit zu tun. Was genau meinst Du mit "reiner Koordinateneffekt"? Ein frei fallendes Subjekt spürt zwar keine Schwerkraft, dennoch wird es feststellen können, wann es selbst mit Lichtgeschwindigkeit dem SL nicht mehr entkommen könnte.


Bitte entschuldige meine falsche, Verwirrung stiftende Formulierung. Es handelt sich natürlich um eine Koordinatensingularität, an der Fluchtgeschwindigkeit und dem Point-of-no-Return ändert sich nichts.

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Es kann supermassive Löcher geben 14 Okt 2019 14:27 #58947

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Arrakai schrieb: Es handelt sich natürlich um eine Koordinatensingularität, an der Fluchtgeschwindigkeit und dem Point-of-no-Return ändert sich nichts.


Danke für Deine Antwort, Arrakai. Was eine Koordinatensingularität hiermit zu tun haben soll, verstehe ich immer noch nicht.

Arrakai schrieb: Wichtig ist nur, dass sich der EH an sich ausdehnen kann.


Ja, Merilix hat das, wie ich finde, noch einmal sehr anschaulich dargestellt. (#58931)

Damit dürfte die Eingangsfrage dieses Themas auch endgültig beantwortet worden sein, nämlich dass die Zeitdehnung im Bezugssystem der einfallenden Materie für den externen Beobachter nicht der Entstehung von supermassereichen SL widerspricht.

Möchte hier jemand noch auf die Frage eingehen, wie sich die Zeitdifferenz in den beiden Bezugssystemen begreifen lässt, wenn die einfallende Materie den Horizont überschreitet?

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