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Wirkungsraum schwarze Löcher 03 03. 2020 23:24 #66138

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Einen schönen guten Abend miteinander,
bevor ich versuche meine Frage zu stellen möchte ich darauf hinweisen das ich ein absoluter Laie im Bereich der Physik bin daher bitte ich um Nachsicht wenn für die einen oder anderen wahrscheinlich die Mehrheit hier meine Frage als völlig banal hinstellen.
Ich habe mittlerweile etliche Reportagen zum Thema schwarze Löcher gesehen meine Frage dazu ist folgende.

Wie groß ist der Raum eines schwarzen Loches damit es aktiv wird? Mir ist klar die bestehenden schwarzen Löcher sind alle unterschiedlich groß haben unterschiedliche Massen und somit auch unterschiedliche Werte. Ich möchte nur meinen Gedankengang verdeutlichen, wenn ein Loch jetzt sagen wir mal einen Durchmesser von 10km hat wie weit um sich herum zieht es Masse an? Bin ich in Gefahr wenn ich 100km davon entfernt bin oder 1000km? Ich bin bei meiner Suche auf Begriffe wie schwarzschild oder photonsphäre gestoßen aber ich bitte um eine Erklärung anhand eines Beispiels was mich nicht völlig verzweifeln lässt..
Vielen Dank und herzlichste Grüße
Florian

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Wirkungsraum schwarze Löcher 04 03. 2020 00:23 #66144

Die Tatsache, dass ein Stern zu einem SL wird, ändert nichts an seiner Gravitation.

Der einzige Unterschied ist der, dass Objekte näher an sein Zentrum gelangen können und dort natürlich auch stärker angezogen werden, als wenn sie auf seiner viel größeren normalen Sternoberfläche aufprallen.

Der Schwarzschildradius rs=2G·M/c² ist dabei der Ereignishorizont eines nicht rotierenden ungeladenen SL. Alles was sich innerhalb befindet, kommt nicht mehr heraus.

Die Photon(en)sphäre beträgt 1,5rs. Hier kann Licht in einem Orbit um das SL kreisen. Weiter innen kann es zwar noch bei entsprechendem Abstrahlwinkel entkommen, aber nicht mehr bei tangentialer oder nach innen gerichteter Bewegung.

Es gibt auch für materielle Objekte einen letzten stabilen Orbit mit 3rs. Sie können aber auch noch von weiter innen entkommen, wenn sie beschleunigen könnten.

Es gibt noch den Beobachtungsschatten ²27rs/2 = ~2,598rs, also der Radius, mit dem der Hintergrund verdeckt wird, weil das Licht abgelenkt und verschluckt wird.

Bei starker Rotation des SL sind die Radien kleiner und nicht so einfach zu berechnen.

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Wirkungsraum schwarze Löcher 04 03. 2020 00:36 #66145

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Erst einmal danke für die Antwort, nur ist das doch überhaupt nicht das was ich gefragt habe oder verstehe ich es nur einfach nicht?
Ich versuche mich jetzt einmal zu erklären mit fiktiven Werten..
Nehmen wir ein sl es hat 100 sonnenmassen und einen umfang von 1km.
Wie erfahre ich ab wann ich mich der Singularität nähere wo in welcher Entfernung beginnt das sl masse anzuziehen? Es muss doch eine Art Grenze haben andernfalls wäre es ja unendlich mächtig und das Universum müsste ihm ja früher oder später zum Opfer werden? Sagen wir mal 10000km in alle Richtungen um das sl ist schon alles weg da es dort wirkt aber wo hört es auf zu wirken darauf möchte ich hinaus..
Und ich hoffe wirklich ich mache mich mit dem was ich hier schreibe nicht komplett lächerlich das beschäftigt mich nur so sehr.

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Wirkungsraum schwarze Löcher 04 03. 2020 00:40 #66147

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Ich Danke für die Antwort .
Habe auf Arbeit extrem Probleme mit dem Netz habe daher eine Antwort erstellt und jetzt erst ihren kompletten Beitrag gesehen Entschuldigung dafür ich lese mir das jetzt noch ein paar mal durch und versuche es zu verstehen
Eine schöne Nacht Ihnen

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Wirkungsraum schwarze Löcher 04 03. 2020 00:43 #66148

Flo89 schrieb: Erst einmal danke für die Antwort, nur ist das doch überhaupt nicht das was ich gefragt habe oder verstehe ich es nur einfach nicht?

Ja, anhand des Beispiels ist es vielleicht leichter zu erklären:

Die Sonne hat einen rs von 2953,25 m. Da die Sonne viel größer ist, spielt dieser rechnerische rs keine Rolle, auch im Inneren der Sonne ist kein SL.

Aber rs ist anstelle der Masse M ein gleichwertiger Maßstab für die Gravitation
g = G·M/r² = c²rs/2r²

Verdopple den Abstand r und vervierfache die Masse oder den rs, und Du hast die gleiche Anziehungskraft bzw Gravitationsbeschleunigug g

Das GC im Zentrum der Milchstraße hat eine Masse von ca 4000000 Sonnenmassen. Sein rs ist also 4000000 Mal so groß, also ca 1,27e+10 m. In einer Entfernung von 2000 AE = 0,03 ly wäre also die gleiche Anziehung wie hier im Erdorbit zur Sonne.
Edit: Rechnung korrigiert.

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Wirkungsraum schwarze Löcher 04 03. 2020 00:58 #66149

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Herzlichen Dank für dieses Beispiel selbst als Laie kann ich mir darunter etwas vorstellen. Eine angenehme Nacht Ihnen

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Wirkungsraum schwarze Löcher 19 03. 2020 18:13 #66653

Bin neulich mal wieder vom Hundertsten ins Tausendste gekommen und bei der Schwarzschildmetrik zufällig gelandet.

de.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild-Metrik

Schaut man sich beim Linienelement gleich die erste Gleichung an, dann sieht man, dass der Termin 1-(rs/r) bei der Berechnung der Raumkoordinate im Nenner steht, bei der Zeitkoordinate als Faktor auftritt.
Das heißt nun, dass innerhalb des Schwarzschildradius, also rs größer r, Zeit- und Raumkoordinaten das Vorzeichen tauschen. Das ist schon mal bemerkenswert, da damit der Raum plötzlich einen Raumpfeil erhält und keine Freiheitsgrade mehr hat, aber dafür die Zeit die Eigenschaften des Raumes außerhalb des Schwarzschildradius annimmt. Vergangenheit und Zukunft sind innerhalb des S-Radius nicht mehr unterscheidbar. Schön, wie die Mathematik das abbilden kann. Soweit, so gut.
Aber was geschieht nun exakt am Schwarzschildradius? Der Termin 1-(rs/r) wird ja null! Gut, damit bleibt die Zeit stehen, weil mit Faktor null eben im Linienelement multipliziert wird. Aber beim Raumterm bekäme ich eine verbotene Division durch null.
Und genau da würde mich interessieren, wie nun diese verbotene mathematische Division durch null physikalisch zu deuten ist. Da hat man doch eigentlich erst mal ein Dilemma, um nicht zu sagen eine echte Schweinerei, oder?
Weiß da wer was?

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Wirkungsraum schwarze Löcher 19 03. 2020 19:14 #66655

Hi Ganymed, du schriebst:

Das heißt nun, dass innerhalb des Schwarzschildradius, also rs größer r, Zeit- und Raumkoordinaten das Vorzeichen tauschen. Das ist schon mal bemerkenswert, da damit der Raum plötzlich einen Raumpfeil erhält und keine Freiheitsgrade mehr hat, aber dafür die Zeit die Eigenschaften des Raumes außerhalb des Schwarzschildradius annimmt. Vergangenheit und Zukunft sind innerhalb des S-Radius nicht mehr unterscheidbar.


Das finde ich irgendwie total verrück :silly: . Der 3-dimensionale Raum (der Freiheitsgrad sich nach oben / unten / seitwärts zu bewegen)
und die 1-dimensionale Zeit (der Freiheitsgrad sich nur von der Vergangenheit in die Zukunft zu bewegen) tauschen da die Rollen.
Ist irgendwie so als ob sich dort (am Ereignishorizont) die Raumzeit "umstülpen" würde.

Ich habe keine Ahnung von der Mathematik die da dahinter steht aber evtl. ist sie (am Ereignishorizont) so
abstrakt für unseren Verstand dass wir sie ab da nicht mehr begreifen können (ich sowieso net).

Das einzige was ich als Laie darüber von jemand anderem über diese Frage erhielt war diese:

https://www.einstein-online.info/spotlight/rollentausch-von-raum-und-zeit/

Schon verrückt wenn Raum und Zeit die Rollen tauschen aber so wie Markus Pössel das in dem
oben genannten Link schildert kann man das mit ganz viel Mühen gedanklich ein kleines bisschen nachvollziehen.

Liebste Grüßchen Sonni

Einszweidrei, im Sauseschritt ! Läuft die Zeit; wir laufen mit (Wilhelm Busch)
Wissenschaft ohne Religion ist lahm, Religion ohne Wissenschaft blind (Albert Einstein)




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Wirkungsraum schwarze Löcher 19 03. 2020 20:15 #66656

@Ganymed19

Die Metrik wird bei r = rs singulär. Man kann die Singularität aber wegtransformieren, daher spricht man von einer Koordinatensingularität. Bspw. wenn man zu Gullstrand–Painlevé-Koordinaten übergeht:

en.wikipedia.org/wiki/Gullstrand%E2%80%9...ev%C3%A9_coordinates

@Sonni

im eigentlichen Sinne tauschen Zeit und Raum nicht die Rollen. Es handelt sich um einen reinen Koordinateneffekt. Wir hatten das auch schon einige Male,, siehe z.B. hier:

urknall-weltall-leben.de/forum/aktuell/t...aritaeten.html#62773

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Wirkungsraum schwarze Löcher 19 03. 2020 22:47 #66659

Wie groß ist ein SL?

Da hat jemand weiter oben diese Frage gestellt.

Ein SL ist so klein, dass man sagen kann, es hat die Ausdehnung 0!

Das ist das Wesen einer Singularität! Ein mathematischer Punkt!

Und dort befindet sich die gesamte Energiedichte des SLˋs!

Physikalisch schwer vorstellbar, aber in der ART theoretisch verbrieft.

Über den Wirkungsraum eines solchen Gebildes hat Rainer eine hinreichende Antwort weiter oben gegeben.

Thomas

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Wirkungsraum schwarze Löcher 20 03. 2020 10:35 #66668

Sonni und Arrakai,
danke für die Infos.

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