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THEMA: Verschmezung Schwarze Löcher, Geometrie

Verschmezung Schwarze Löcher, Geometrie 17 Nov 2019 12:02 #61046

Hallo liebes Forum, nach längerem passiven Absorbieren von Informationen von UWudL stelle ich hier meine erste Frage.

Bei Videos der Simulation der Verschmelzung schwarzer Löcher (bspw
) scheinen die beteiligten Löcher eine «Nierenform» anzunehmen und kurz vor dem Erreichen des Endzustandes scheint die Form kompliziert zu sein.

Erstens: Die Frage mag naiv erscheinen aber bisher sind mir eigentlich nur die Schwarzschild und Kerr Beschreibung bekannt (also vom Hören Sagen) die ja Kugelsymmetrisch bzw. Ellipsoid sind. Ausserdem sei ein Schwarzes Loch eindeutig durch Masse, Drehimpuls und Ladung definiert. Kann also ein schwarzes Loch überhaupt eine andere geometrische Form annehmen? Sind diese bei Simulationen gezeigten Verzerrungen nur Artefakte der Krümmung der Lichtbahnen?

Zweitens: Wie bewegen sich die zentralen Singularitäten? Zwischen zwei Singularitäten müsste sich ja ein Punkt befinden an dem sich die gravitativen Kräfte aufheben? Gibt es diesen Punkt? Hat der einen Namen?

Im Voraus besten Dank für eure Antworten und eine Entschuldigung falls dieses Thema bereits behandelt wurde, ich konnte jedoch keinen solchen Eintrag finden.

Liebe Grüsse
Wipffinder

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Verschmezung Schwarze Löcher, Geometrie 17 Nov 2019 16:30 #61060

Wipffinder schrieb: Sind diese bei Simulationen gezeigten Verzerrungen nur Artefakte der Krümmung der Lichtbahnen?

Ob es sich bei den Simulationen um exakte Wiedergaben handelt oder um grafische Annahmen, vage ich zu bezweifeln. Die Potentiale überlagern sich und sobald die Summe dem SL-Potential Φs = -c²/2 entspricht, ist am jeweiligen Punkt das SL.
Spätestens wenn sie sich berühren, bilden sie bereits ein kugelrundes SL mit doppeltem Radius, ganz egal, an welcher Stelle sich die beiden Zentren unmittelbar vorher befanden. Die einzige Verzerrung mag sich aus der Rotation ergeben.

Wipffinder schrieb: Zwischen zwei Singularitäten müsste sich ja ein Punkt befinden an dem sich die gravitativen Kräfte aufheben? Gibt es diesen Punkt? Hat der einen Namen?

Natürlich, das ist der Schwerpunkt. Dort heben sich aber nicht alle gravitativen Wirkungen auf sondern nur die Anziehungskräfte. Das Potential bleibt beachtlich.

Es gibt aber einen Namen für vergleichbare Punkte, bei denen auch noch die Zentrifugalkräfte eingerechnet sind: Lagrangepunkte.
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Verschmezung Schwarze Löcher, Geometrie 17 Nov 2019 21:13 #61080

Hallo raisch,

Zuerst einmal Danke für die Antwort. Die hilft mir weiter.
Zum Verständnis. Ich habe eine Grafik angefügt (Man verzeihe die Qualität) wie ich mir das gemäss Ihrer Antwort vorstelle. Zwei SL mit den Potentialen phi_SL1 und phi_SL2 bewegen sich aufeinander zu. In rot ist die Summe der Potenziale eingezeichnet die sich nach unten Bewegt während der Annäherung. Sobald diese Summe unter –c^2/2 ist, ist die Raumregion innerhalb eines Ereignishorizonts. D.h. der Ereignishorizont wächst stetig bis zur Vereinigung und zum Zeitpunkt der Vereinigung besteht ein «rundes» SL.
Ist dies in etwa so?

Und würde dies bedeuten, dass die Ereignishorizonte kurz vor der Verschmelzung nicht Kugelförmig/Ellipsoid sind? (Da ein Schnitt durch die Summe von zwei Trichtern nicht Kreise ergibt)

Oder anders gefragt. Kennt Jemand eine Verdaubare Publikation/Buch/Paper/etc. die diesen Prozess beschreibt/erklärt/womöglich visuell darstellt?

Edit: Datei einfügen scheint nicht zu funktionieren (png 22kB)

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Verschmezung Schwarze Löcher, Geometrie 17 Nov 2019 21:22 #61081

Wipffinder schrieb: Ist dies in etwa so?

Leider funktionieren Attachments zur Zeit nicht, aber es ist so wie Du beschrieben hast.

Wipffinder schrieb: (Da ein Schnitt durch die Summe von zwei Trichtern nicht Kreise ergibt)

Da bin ich mir nicht so sicher, es geht ja nicht um den Schnitt durch zwei Trichter sondern um die Addition der beiden Trichter und dann den Schnitt.
Ich muss sagen, dass ich dazu noch keine Berechnung oder richtige Grafik gesehen habe, aber eigentlich genügt ja das Gummimatten-Bild der Erde und der Sonne mit Höhenlinien und dann ein Schnitt durch einen beliebigen Höhengrad, den wir als fiktives SL-Potential unterstellen.

Mit elektrischen oder magnetischen Feldlinien komme ich auch nicht weiter.

Doch ich habs: Äquipotentiallinien bei gleichen Ladungen, danke für die Frage, da hab ich auch wieder was gelernt.

Man kann sich von innen nach außen den zeitlichen Verlauf der Annäherung vorstellen: (sieht im Endeffekt fast wie die zwei Trichter aus, und kurz bevor sie sich berühren, sieht man eine leichte ovale Verformung)

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Verschmezung Schwarze Löcher, Geometrie 18 Nov 2019 10:50 #61089

Also Danke für die Antwort. Dieses Forum ist wirklich super!

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