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THEMA:

Innenvolumen von schwarzem Loch 24 07. 2020 23:54 #73664

Ich habe eine Frage, die mich schon länger bewegt... Die Frage ist ganz einfach:

Hat ein schwarzes Loch ein Innenvolumen?

Zunächst mal hat es ja ein Aussenvolumen, also einen bestimmten Radius. Also hat es nach normaler Logik auch ein Innenvolumen. Da nun aber der Raum an Ereignishorizont des schwarzen Loches quasi "aufhört", kann es doch augenscheinlich kein sinnvoll definiertes Innenvolumen geben...
Liege ich da richtig?

Die Antwort, daß sich über das "innere" eines schwarzen Loches keine Aussage machen lässt, scheint mir hier nicht zu passen. Meine Frage geht eher dahin, in welchem Rahmen hier der Begriff "innerhalb' sinnvoll angewendet werden kann.

mit vielen Grüßen,
Tom

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Innenvolumen von schwarzem Loch 25 07. 2020 00:56 #73671

OsunSeyi schrieb: Hat ein schwarzes Loch ein Innenvolumen?

Wir hatten das sicher schon ein paarmal im Forum:

Nach herkömmlicher Anschauung befindet sich im Zentrum des SL die Zentralsingularität. Man kann auch berechnen, wie ein Objekt hineinfällt. Und man kann berechnen, wie der physikalische Radius im Inneren ist.

Wenn ein Objekt hineinfällt (FFO), dann gleicht sich Lorentzkontraktion und gravitative Raumdehnung genau aus. Der Weg ist daher genau rs.

Wenn man (FIDO) aber langsam hineingeht (was real gar nicht möglich wäre), dann muss man den Shapirofaktor σ=²(1-rs/r) integrieren, wobei man im Inneren ²(rs/r-1)=i·σ rechnen muss:
R = ∫i/σ d.r = rs·π/2

Ob es aber innerhalb von rs überhaupt weiter geht, (und ggf wie weit), kann natürlich niemand sagen.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 29 07. 2020 18:56 #73890

Ob es aber innerhalb von rs überhaupt weiter geht, (und ggf wie weit), kann natürlich niemand sagen.


Wenn ich Sie richtig verstehe (bin ja blutiger Laie) hat rs also ein berechenbares Aussenvolumen, wohingegen sich über das, was
sich "innerhalb" von rs befindet keine Aussage treffen lässt?

Also hat rs in dem Sinne kein Innenvolumen, weil wo kein Raum, dort kein Volumen?

Ich frage deswegen, weil wir eine Diskussion hatten darüber, ob diese Welt im Grunde nicht für den menschlichen Verstand gemacht sein könnte, gleichsam nur von einer "höheren Intelligenz" verstehbar.

Ich fand, ein schwarzes Loch sei ein gutes Beispiel für eine Geometrie, die sich dem "normalen" menschlichen Verstehen entzieht, weil es von außen gesehen eine Kugel ist, aber sich nicht einmal ein Innenvolumen definieren lässt, weil die Singularität (wo auch immer sie genau beginnt) keine Aussage über ihr "Inneres" zulässt.

Ist das eine pseudowissenschaftliche Aussage oder ist das umgangssprachlich richtig ausgedrückt?

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Innenvolumen von schwarzem Loch 29 07. 2020 19:17 #73891

OsunSeyi schrieb: Ist das eine pseudowissenschaftliche Aussage oder ist das umgangssprachlich richtig ausgedrückt?

Wie ich schon sagte, kann man die bekannten Formeln auf das Innere extrapolieren und dieses beschreiben.
Dabei gibt es mehere Beschreibungsmöglichkeiten, üblich eben den freifallenenden Beobachter.

Das Problem dabei ist nur, dass man gar nicht weiß, (Falsifizierbarkeit) was hinter rs überhaupt passiert.

Es geht also nicht um ein Problem der Beschreibung sondern um ein Probem, was man überhaupt beschreiben soll.

Letztlich ist es natürlich nur ein akademisches theoretisches Problem, weil wir den Zustand von außen gut beschreiben können und nur dies ist ja physikalische Realität, solange wir draußen sind.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 29 07. 2020 20:05 #73892

OsunSeyi schrieb: Die Antwort, daß sich über das "innere" eines schwarzen Loches keine Aussage machen lässt, scheint mir hier nicht zu passen.

Dieses "lässt sich keine Aussage machen" bedeutet lediglich das es darüber keine Theorie gibt die sich im Experiment (Beobachtung) überprüfen liese.

OsunSeyi schrieb: Da nun aber der Raum an Ereignishorizont des schwarzen Loches quasi "aufhört", kann es doch augenscheinlich kein sinnvoll definiertes Innenvolumen geben...

Tut er das denn? Man kann mit mathematischen Mitteln auch auf und hinter den Horizont "blicken" wissend das sich das nicht überprüfen lässt.
Ein Ergebnis ist: das ein Freifaller in endlicher Eigenzeit den EH überschreiten kann und, wenn das SL nur groß genug ist, nichtmal etwas davon merken muss.

Das ist ein wenig vergleichbar mit dem Überschreiten des Point-of-no-return auf einem ruhig dahinfließenden Fluß oberhalb eines Wasserfalls.

OsunSeyi schrieb: weil die Singularität (wo auch immer sie genau beginnt)

Der Ereignishorizont ist in dem Sinne nur eine Koordinatensingulariät der Schwarzschildlösung. Eine (nach den mathematischen Modellen) echte Singularität die sich nicht wegtransformieren lässt befindet sich im Zentrum des SL. Es besteht jedoch die Möglichkeit das eine noch zu entwickelnde Theorie der Quantengravitation dieses Problem löst.

assume good faith

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assume good faith

Innenvolumen von schwarzem Loch 29 07. 2020 20:23 #73893

Osunseyi, erst mal willkommen hier und vielleicht können wir ja doch etwas erklären.

Man unterscheidet eigentlich grundsätzlich zwischen einem nichtrotierenden SL und einem rotierenden.
Im ersten Fall wendet man einfach die Formelsprache der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) an und es kommt heraus, dass Materie (oder Energie, nach E = m x c2 sind beide äquivalent) sich so verdichten kann, dass sie sich in einem mathematischen Punkt vereinigt. Das gelingt ihr allerdings nur, wenn von vornherein genügend Material zur Verfügung stand, als zB, wenn ein Stern mit mehr als 7 Sonnenmassen am Ende seines Lebens kollabiert.

Das sagt die Theorie. So ein Punkt hat kein Volumen, also keine Ausdehnung!

Schon bald nach dem Erscheinen der ART Ende des Jahres 1915, gelang es einem jungen Mann, Karl Schwarzschild, damals als Soldat an der Ostfront, aus den Formeln eine Grenze abzuleiten, die um die Singularität kugelförmig gelegt erscheint. Alle Materie oder Energie, die diese Grenze überschreitet, fällt unweigerlich zum Zentrum hin und kommt da auch nie wieder heraus. Diese gedachte Kugel wird vom errechneten Schwarzschildradius beschrieben und wird auch oft als Ereignishorizont bezeichnet.
Viele reden auch oft von der Größe eines SLs und meinen damit die Größe dieser Kugel. Verschwiegen wird dabei, dass die Masse ja eigentlich im Zentrum sitzt.
Diese Kugel ist auch nicht leer, denn sie wird ja von Energie durchströmt, wenn das SL gerade solche in sich aufnimmt.
Wie das genau vor sich geht, können wir leider nicht beobachten, da ja von dort keine Information mehr nach draußen dringt.
Im zweiten Fall haben wir ein rotierendes SL.
Dies wird durch die s.g. Kerrmetrik beschrieben. So wie ich das noch im Kopf habe, bildet sich ums Zentrum ein torusförmiger Ring aus. So wird eine zentrale Singularität vermieden. Auch der Ereignishorizont hat nicht mehr die Form einer Kugel, sondern die eines Rotationsellipsoids, also ähnlich einem schnell rotierendem Ei.

Vielleicht hilft diese Beschreibung schon mal etwas weiter.

Thomas

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Innenvolumen von schwarzem Loch 29 07. 2020 23:00 #73898

Thomas schrieb: So wie ich das noch im Kopf habe, bildet sich ums Zentrum ein torusförmiger Ring aus.

Man spricht eher von einer Ringsingularität, der Torus passt nicht so ganz dazu, das charakterisiert lediglich die Ergosphäre, aber auch nicht wirklich richtig.
Die Form des rotierenden Kerr-SL ist ein oblater Rotationsellipsoid, also abgeplattet.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 29 07. 2020 23:43 #73904

Rainer, danke für das Bild. Super!

Dass das alles etwas komplexer ist, als das, was ich da beschrieben hab, war mir klar.

Aber diesen Snapshot jetzt für einen nichtphysikafinen Menschen auszudeutschen, das ist jetzt die Kunst.

Wenn ein Kerrloch im Innenraum tatsächlich so aussieht, dann muss man dem Publikum erklären, wie diese Geometrien zustande kommen.

Links oben sieht man, dass der Spin bei a = 0,99 liegt. D.h, dass das SL in dieser Simulation mit nahezu Lichtgeschwindigkeit rotiert.
Das ist schon mal ein Hinweis, wie schnell das Ding rotiert.

Dann aber ein Verständnis zu erzeugen, dass diese hohe Rotationsgeschwindigkeit zu diesen Geometrien führt und was diese bedeuten, das hier zu ergründen, wäre schön.

Mal schauen, ob wir da ein Stück weit vorankommen.

Thomas

PS: vielleicht liest dies auch unser Andreas, unser Black Hole Crack. Von ihm eine Erklärung zu bekommen, wäre super.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 29 07. 2020 23:50 #73905

Die Ergosphäre besagt, dass Objekte gezwungen werden, mitzurotieren.

Ansonsten ist nur der Ereignishorizont interessant, der ist in diesem extremen Fall nur halb so groß wie beim statischen SL, weil die mitrotierenden Objekte infolge des Wefalls der Rotationsenergie nur noch die halbe Masse spüren. Für sie steht das SL ja dann still sozusagen.

Hinsichtlich der Anordnung der Zeichnung habe ich allerdings Zweifel, auch wenn die Grafik wohl von Yukterez (?) stammt:

Die Ringularität müßte wohl zwischen den beiden Ereignishorizonten (innerer und äußerer) verlaufen.

Jedenfalls gibt es eben keine Zentralsingularität sondern die Masse ist in einem Ring angeordnet.

Aber es bildet sich kein Torus sondern der Ereignishorizont ist rund herum geschlossen.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 30 07. 2020 00:05 #73906

Ich verstehe zwar, was du da sagst, aber bitte, wie soll das ein unbedarfter Mitleser verstehen.

Wir sollten versuchen, das auch Menschen verständlich zu machen, die davon noch nie etwas gehört, geschweige denn gelesen und verstanden haben.

Thomas

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Innenvolumen von schwarzem Loch 30 07. 2020 00:19 #73907

Das wäre bisschen umfangreich, besser wäre es, Fragen zu beantworten.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 30 07. 2020 00:37 #73910

@Rainer

Die Ringsingularität muss m.E. in der Mitte sein. Auch wenn es sich nicht um einen Punkt handelt, kann sie eigentlich keine Ausdehnung im dreidimensionalen Raum besitzen. Sie ist (nach meiner Erinnerung) ja nur eindimensional.

The truth is often what we make of it; you heard what you wanted to hear, believed what you wanted to believe.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 30 07. 2020 00:59 #73912

Arrakai schrieb: eindimensional.

Die Zentralsingularität ist nulldimensional, ein Punkt.

Die Ringsingularität ist ein Ring, also eindimensional.

Der Durchmesser des Rings ist dadurch aber nicht festgelegt.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass der Ring zwischen innerem und äußerem Horizont liegen muss, er kann ja nicht blank innerhalb des inneren EH liegen.

Auch a=1 bedeutet "eigentlich", dass sich die gesamte restliche Masse im Abstand rG befindet.

Bei a=1 wäre die Ringsingularität "nackt", weil sie dann mit dem EH zusammenfallen würde, naja nahezu asymptotisch nackt. Aber a=1 kann nicht ganz erreicht werden. Nach meiner Ansicht muss a den Radius des Rings bezeichnen. Aber eine Formel gibt es dafür nicht...ich werde heute noch in MTW nachblättern.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 30 07. 2020 21:37 #73949

ra-raisch schrieb:
Arrakai schrieb: eindimensional.

Die Zentralsingularität ist nulldimensional, ein Punkt.

Die Ringsingularität ist ein Ring, also eindimensional.

Der Durchmesser des Rings ist dadurch aber nicht festgelegt.


Also absolut flach aber mit Durchnesser. Ok, danke, klingt logisch.
ra-raisch schrieb: Ich bin mir ziemlich sicher, dass der Ring zwischen innerem und äußerem Horizont liegen muss, er kann ja nicht blank innerhalb des inneren EH liegen.


Also Andreas Müller schreibt dazu:

Wie außerdem leicht zu erkennen ist, gilt immer, dass der Radius marginaler Stabilität außen liegt, sich dann der marginal gebundene Orbit und die Photonensphäre anschließen, bis schließlich der Ereignishorizont ganz innen liegt. Noch weiter innen, verhüllt vom inneren Horizont, dem Cauchy-Horizont, befindet sich die Ringsingularität.

www.spektrum.de/astrowissen/astro_sl_kerr.html
ra-raisch schrieb: Auch a=1 bedeutet "eigentlich", dass sich die gesamte restliche Masse im Abstand rG befindet.

Bei a=1 wäre die Ringsingularität "nackt", weil sie dann mit dem EH zusammenfallen würde, naja nahezu asymptotisch nackt. Aber a=1 kann nicht ganz erreicht werden. Nach meiner Ansicht muss a den Radius des Rings bezeichnen. Aber eine Formel gibt es dafür nicht...ich werde heute noch in MTW nachblättern.


Ich muss mich wirklich auch mal näher damit beschäftigen. Falls du was im MTW findest, dann würde mich das interessieren. :)

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Innenvolumen von schwarzem Loch 30 07. 2020 23:10 #73953

Yukterez hat mir zu diesem Thema einige Infos übermittelt, die helfen, ein bisschen Licht ins Dunkel zu bringen. Ich zitiere relativ frei:

Wenn ein Kerrloch im Innenraum tatsächlich so aussieht, gemeint ist das Bild, das Rainer oben eingestellt hat, dann muss man dem Publikum erklären, wie diese Geometrie zustande kommt.
Das Bild, das Rainer verlinkt hat, ist die kartesische Projektion.
Wie es wirklich aussieht, also was man mit den Augen sieht, findet man unter:
www.yukterez.net/org/relativistic.raytra...wman.black.hole.html

Weitere Quellen dazu sind:
archive.is/ptts3i#selection-649.0-649.37
Und
org.yukterez.net/Kretschmann.scalar.kerr...n.projection.860.png

Hier sollte man für verschiedene Ladungs- und Spinparameter die dazugehörigen Krümmungslandschaften finden.

Danke Yukterez für deine Hilfe. Ist doch immer wieder erfreulich, von dir zu höhren.

Thomas

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Innenvolumen von schwarzem Loch 31 07. 2020 01:36 #73958

Arrakai schrieb: Ich muss mich wirklich auch mal näher damit beschäftigen. Falls du was im MTW findest, dann würde mich das interessieren. :)

Ich habe nichts gefunden.

Thomas schrieb: Das Bild, das Rainer verlinkt hat, ist die kartesische Projektion.

Ich dachte, das wäre klar, dass es die Strukturskizze ist.
Arrakai schrieb: Noch weiter innen, verhüllt vom inneren Horizont, dem Cauchy-Horizont, befindet sich die Ringsingularität.

Sehr merkwürdig, ich war immer der Meinung, dass quasi innerhalb des Cauchyhorizontes eine begehbare Welt ist.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 31 07. 2020 06:41 #73960

Thomas schrieb: Yukterez hat mir zu diesem Thema einige Infos übermittelt,


Sorry! Bei mir funktioniert kein einziger der angegebenen Links. Ist immer Not Found

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Innenvolumen von schwarzem Loch 31 07. 2020 10:21 #73965

Thomas schrieb: Yukterez hat mir zu diesem Thema einige Infos übermittelt

Da hatte vermutlich die Autokorrektur zugeschlagen :woohoo:

1) www.yukterez.net/org/relativistic.raytra...wman.black.hole.html
2) archive.is/pHs3i#selection-649.0-649.37
3) org.yukterez.net/kretschmann.scalar.kerr...n.projection.860.png

Immerhin, kommt meiner Vermutung sehr nahe:
2) .... which corresponds to a ring with the cartesian radius R=a.

Der Witz dabei ist nun, dass die Größe des SL bei Mitrotation schrumpft, jedenfalls (!) von einem Punkt innerhalb der Ergozone gesehen. Der Ereignishorizont ist (für a=1) rs' = rG=rs/2, was rs'=2MirrG/c² entspricht, was auch die kleine Halbachse z des SL ist. (und wenn ich nicht irre auch "r" in Boyer-Lindquist-Koordinaten ist) Aus der Nähe (und mitrotierend) gesehen ist es also ein ganz normales SL mit dem rs entsprechend der irreduziblen Masse.

Das bedeutet aber, dass die vorherige (aus der Ferne gesehen) Ringsingularität für den mitrotierenden ZAMO zu einer Zentralsingularität wird, sofern ein SL eine Zentralsingularität hat/hätte. Die Position der Masse kann aber nicht vom Standpunkt des Beobachters abhängen. Dies bestärkt mich darin, dass die Masse jedes SL auf seiner Oberfläche gelagert ist. Dann ergibt sich dies zwanglos auch für ein rotierendes SL aus der Ringsingularität, die dann aber auch anders aussähe als R=a. Die Gesamtmasse ist immer an der Oberfläche bei rs'=z=rBL und es rotiert mit vO=a·c anstatt vO=c bei Radius a, was rechnerisch das Gleiche ist.

Oder, was rechnerisch genauso geht, die Masse bewegt sich wirr auf der Oberfläche des SL und zu einem überwiegenden Prozentsatz a in eine Richtung. (M·a)c. Bei einem nicht rotierenden SL gleicht sich also die Bewegung in alle Richtungen aus. Σi{dφ/dt; dθ/dt}¹mi = 0 ... oder so ähnlich. Für a=1 bewegt sich dann also die gesamte irreduzible Masse in einem Ring auf der Äquatorebene in ein und dieselbe Richtung, naja nicht ganz so schön, einen Ring wollte ich ja eher vermeiden, aber der ergibt sich nach Kerr aus der Ferne immer und in der Nähe gar nicht.


Yukterez hat mich darauf hingewiesen, dass das zu sehr vereinfacht ist, es ist nicht das Gleiche, damit will ich mich jetzt näher befassen.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 31 07. 2020 13:12 #73968

ra-raisch schrieb: Yukterez hat mich darauf hingewiesen, dass das zu sehr vereinfacht ist, es ist nicht das Gleiche, damit will ich mich jetzt näher befassen.

Ich denke, mein Ansatz war schon richtig, nur gibt es einen gravierenden Unterschied:

Sobald der ZAMO von der Äquatorialebene abkommt, merkt er natürlich sofort den Unterschied. Somit beschränkt sich die "Gleichheit" auf eine einzige Ebene...nicht sehr viel, aber immerhin. Und es gibt natürlich weitere Unterschiede: Der Außenraum und natürlich auch die Optik wie der Schatten des SL etc.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 31 07. 2020 22:58 #73977

Rainer,

sprich nicht in Rätseln. Kannst du erklären, was du da meinst?
Verstehe nur Bahnhof!

Thomas

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Innenvolumen von schwarzem Loch 01 08. 2020 01:40 #73979

Wie ich sagte, sieht das rotierende SL für den mitrotierenden ZAMO (zero angular momentum observer) in unmittelbarer Nähe aus wie ein normales SL mit entsprechend reduzierter Masse (ohne die Rotationsenergie) und entsprechendem rs', aber das klappt ja nur, solange er auf der Äquatorialebene bleibt.

Man kann also keine unmittelbaren Rückschlüsse auf die gesamte Form des SL aus seiner Sicht ziehen. Andererseits ist die Polachse z sowieso für jeden Beobachter genau so groß wie dieser reduzierte Schwarzschildradius rs'=rG+²(rG²-a²). Aber dennoch sind die Unterschiede zu einem ruhenden SL immer noch zu groß.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 01 08. 2020 22:51 #74029

Bitte verzeihen Sie, wenn ich mich an dieser Stelle ausklinken - das wird mir zu hoch!
Aber um noch ganz kurz auf die Frage zurückzukommen, hat ein SL wenn ich Sie richtig verstanden habe, kein Innenvolumen, weil die eigentliche Singularität punktförmig oder aber eine zweidimensionale Scheibe bei einem rotierenden SL ist. Mit war -abgesehen davon, daß ich die Einzelheiten nicht verstehe- nicht bewusst, das soviel über schwarze Löcher und deren Aufbau bekannt ist. Ich hatte immer geglaubt, der kugelförmige Ereignishorizont wäre schon das Ende des Raumes und es ließen sich über das "dahinter" keine sinnvollen Aussagen machen.
Trotzdem vielen Dank!

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Innenvolumen von schwarzem Loch 01 08. 2020 23:36 #74032

Rainer,
verstehe immer nur Bahnhof. Von was redest du da?
Jetzt klinkt sich OsunSeyi aus, weil es ihm genauso geht.

Osum:
Natürlich lassen sich über das Innere von SL Aussagen machen, also Vorgänge, die innerhalb des Ereignisshorizonts ablaufen.

Nur überprüfen kann man das nicht. Wir können ja nicht hineinschauen.
Aber wir können die Mathematik benutzen, die der ART und dem Kerrformalismus zugrunde liegt, um eine Vorstellung zu entwickeln, was denn da im Inneren wahrscheinlich passiert.

Ich würde mir wünschen, nicht mit Spezialwissen zu glänzen, sondern auf die Fragesteller explizit einzugehen.

So schwer ist das nicht, man muss nur wollen.

Thomas

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Innenvolumen von schwarzem Loch 02 08. 2020 09:27 #74042

Zunächst einen schönen Sonntag!

Ich bin offengestanden ein bisschen enttäuscht... Aber nicht von Ihren/Euren Antworten sondern weil die Sache so schön einfach gewesen wäre:

Ein schwarzes Loch hat von außen ein Volumen, von innen aber keine, weil so kein Raum, da kein Volumen.

Aber Pustekuchen, der ganze Sonntag verdorben ;-)

Nein, im Ernst: Ich hatte gehofft, es gäbe seit Beginn des letzten Jahrhunderts eine Physik, die einen Paradigmenwechsel hervorbringt.

Hat die klassische Newton'sche Physik im Bewusstsein des "allgemeingebildeten" Menschen das sichere Gefühl des Lebens in einer aufgeklärten Zeit befreit von den Ängsten vor Göttern und Dämonen der Vorzeit hervorgebracht, so ist dieses leicht mit Gefühl einer Art "Allmacht" behaftete Denken nun möglicherweise in Frage gestellt.

Das hätte ich zumindest gehofft...
Stellen Sie sich vor:

Es gäbe eben doch eine definierte Grenze der Erkenntnis, eine Grenze des Fragbaren, eine Art "Wissensraum" der tatsächlich in sich begrenzt ist.

Ich glaube, wir leben in einer Zeit, die nicht mehr auf das "höher, schneller, weiter" hinaus sollte sondern das bisher Erreichte konsolidieren muss.

Beispielsweise Vielleicht nicht unbedingt zum Mars fliegen und in das Weltall aufbrechen, sondern lernen, die Erde tatsächlich als Raumschiff zu begreifen. Also zunächst konsolidieren.

"Weniger ist Mehr" kann ja auch Fortschritt und Entwicklung bedeuten!

Eine geistige Neuorientierung könnte durch die Erkenntnis, daß wir in einer Wirklichkeit Leben, die nicht in unserem Sinne rational sondern grundsätzlich zuerst metaphysisch ist, und aus der alle Rationalität und Erkenntnis nur entlehnt ist, sehr befördert werden.

Ja, darum bin ich ein bisschen enttäuscht, was wäre es doch schön wenn es mal was gäbe, was wir garnicht wissen können... zB das Innere eines schwarzen Loches zu kennen.

Entschuldigt bitte den etwas kruden Stil, vom Handy aus schreiben ist nicht ganz einfach!

Wünsche Euch einen schönen Sonntag!

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Innenvolumen von schwarzem Loch 02 08. 2020 09:35 #74043

Thomas schrieb: Ich würde mir wünschen, nicht mit Spezialwissen zu glänzen, sondern auf die Fragesteller explizit einzugehen.

Ich hatte auch lediglich versucht Deine Frage zu beantworten:

Thomas schrieb: Dann aber ein Verständnis zu erzeugen, dass diese hohe Rotationsgeschwindigkeit zu diesen Geometrien führt und was diese bedeuten, das hier zu ergründen, wäre schön.

Mal schauen, ob wir da ein Stück weit vorankommen.

Ich dachte eigentlich, dass OsunSeyis Frage bereits beantwortet war.

OsunSeyi schrieb: Ja, darum bin ich ein bisschen enttäuscht, was wäre es doch schön wenn es mal was gäbe, was wir garnicht wissen können... zB das Innere eines schwarzen Loches.

Wie gesagt, geht man im allgemeinen von einem Innenraum aus, der sich rechnerisch aus dem rs ergibt. Der Nobelpreisträger t'Hooft hat sich dazu auch schon andere Gedanken gemacht. Nach seinen Überlegungen gibt es zwar womöglich keinen Innenraum, ist aber der Durchmesser auch im Inneren zumindest 2rs.

Ich denke zwar eher, dass sich Phänomene nur an der Oberfläche abspielen können, was einem "Durchmesser" von π·rs entsprechen würde.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 02 08. 2020 11:04 #74046

OsunSeyi schrieb: Ja, darum bin ich ein bisschen enttäuscht, was wäre es doch schön wenn es mal was gäbe, was wir garnicht wissen können... zB das Innere eines schwarzen Loches zu kennen.


In der Tat können wir nicht wirklich wissen, was im Inneren eines Schwarzen Lochs wirklich vor sich geht. Wir können die Erkenntnisse der ART von außerhalb eines SLs auf die Verhältnisse innerhalb extrapolieren. Aus 2 Gründen ist dies potentiell fehlerbehaftet:
- Generell sind Extrapolationen auf Gebiete möglucherweise fehlerbehaftet, die experimentell nicht zugänglich sind, da dort physikalische Effekte auftreten können, die wir noch nicht kennen.
- Innerhalb eines Schwarzen Lochs treten zusätzlich auch noch Quanteneffekte auf. Da wir keine vereinigte Theorie aus ART und Standardmodell haben, können wir nicht vorhersagen, wie genau die sich auswirken.

Daher aus meiner Sicht kein Grund, enttäuscht zu sein.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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Innenvolumen von schwarzem Loch 02 08. 2020 12:35 #74051

Hallo OsunSeyi,
du schriebst:

Da nun aber der Raum an Ereignishorizont des schwarzen Loches quasi "aufhört", kann es doch augenscheinlich kein sinnvoll definiertes Innenvolumen geben...
Liege ich da richtig?


Also soweit ich weiß ( bin auch blutiger Laie) hört der Raum am Ereignishorizont nicht auf sondern er ist für ein Objekt was den überschreitet
nur sowas wie der Point of no returne ab da es überhaupt kein Entkommen mehr gibt (auch für Photonen nicht). Wenn ein Beobachter den im freien
Fall überqueren würde, würde er aus seiner Sicht ( nur als reines Gedankenexperiment ohne die anderen Effekte die da so auftreten)
selbst überhaupt nix davon merken. Er würde einfach so durch den Horizont hindurchfallen ohne groß etwas davon zu bemerken.
Für einen Beobachter in weiter Entfernung sähe das jedoch so aus als ob der Hineinfallende nie den Ereignishorizont überschreiten würde
wegen der gravitativen Zeitdilatation und der Rotverschiebung.

Die Antwort, daß sich über das "innere" eines schwarzen Loches keine Aussage machen lässt, scheint mir hier nicht zu passen. Meine Frage geht eher dahin, in welchem Rahmen hier der Begriff "innerhalb' sinnvoll angewendet werden kann.


Als Innerhalb würde ich das beschreiben was den Ereignishorizont überschreitet weil ab da nix mehr (noch nicht mal das Licht) also
vor allem keine Information mehr nach außen dringen kann. Trotzdem gibt es da physikalische Vorstellungen (wohl mathematisch begründet)
wie man sich das Innere eines schwarzen Loches vorstellen könnte, kannst ja mal hier den Link von Markus Pössel gucken:

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

Raum und Zeit vertauschen die Rollen :woohoo:
Dir auch einen schönen Sonntag :-)

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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Innenvolumen von schwarzem Loch 02 08. 2020 13:54 #74052

Sonni1967 schrieb: Raum und Zeit vertauschen die Rollen :woohoo:

Eigentlich geht es dabei nur darum, dass sich das Linienelement verändert:

ds² = -c²dt²σ² +dr²/σ² +r²dΩ²

ds² = c²dt²σ'² -dr²/σ'² +r²dΩ²

mit σ = ²(1-rs/r) > 0 für r>rs und σ' = ²(rs/r-1) = ±i·σ > 0 für rs>r

Aber frag mich nicht nach einer astreinen Interpretation....
naja es bedeutet, dass gleichzeitig (dt=0, dr>0) eine Eigenzeitspanne (dτ>0) bedeutet und am selben Ort (dr=0, dt>0) einen radialen Eigenabstand (ds>0) bedeutet....aber was das nun impliziert....:S

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Innenvolumen von schwarzem Loch 02 08. 2020 20:28 #74097

Sonni,

man drückt sich manchmal auch so aus:
Was im Aussenbereich raumartig war wird beim Überschreiten des Horizonts zeitartig, und was zeitartig war, wird raumartig.

Dh, dass ein Teilchen, das den EH überquert, nur noch eine Dimension kennt, nämlich den Weg zum Zentrum und dass für dieses Teilchen die Zeit nicht mehr eindimensional, sondern 3 - dimensional verläuft. Wobei letzteres schwer zu verstehen ist, da wir uns ein solches Verhalten nicht vorstellen können.

Aber nochmal zurück zur Eingangsfrage:
der Schwarzschildradius ist: R = 2GM über c2.

Damit ist bei gegebener Zentralmasse ein Radius definiert, der dort c zur Fluchtgeschwindigkeit macht.
Also gibt es ein Volumen, das den Ereignishorizont als Grenze hat.

Desweiteren wachsen SL, indem sie Energie in sich aufnehmen und über die Pole als Jets zum Teil das Einstürzen verhindert wird.
Das Teilerverhältnis liegt bei etwa 40% geht nach innen und 60% geht über die Jets nach draußen.

Das was nach innen geht, erfährt eine Gezeitenkraft, die in der bekannten Spaghettifizierung, eine von Hawking geprägten Begrifflichkeit, dazu führt, dass massebehaftete Teilchen deformiert werden, entlang des Potentialverlaufs des Schwerefeldes. Vorausgesetzt, dass es beim Überschreiten des EH überhaupt noch solche Teilchen gibt und man sich dieses Phänomen nicht eher außerhalb vorstellen muss.

Wenn das SL also gerade Energie von außen akkretiert, dann ist dieses Innenvolum nicht leer. Es wird durchströmt von Energie, die sich auf dem Weg nach innen befindet.

Ob die DM auch diesen Weg gehen muss, wenn sie in den Einflussbereich eines SLs kommt, kann man letztlich noch nicht sagen, solange man nicht weiß, woraus DM besteht.
Es könnte durchaus sein, dass DM sich ziemlich unbeeindruckt von SL zeigt.

Ein Innenvolumen gibt es also, woran Osun ja zweifelt. Ob man recht hat, mit den Simulationen, die die Vorgänge im Inneren zu beschreiben versuchen, liegt vornehmlich daran, ob man der Beschreibungsmächtigkeit der Theorie mehr oder weniger zutraut, hier das wahrscheinlich richtige zu treffen.

Ein Problem, das hier noch nicht gelöst ist, ist der Informationsverlust, der beim Überschreiten mit einhergeht.

Solange man das nicht gelöst hat, bleibt die Beschreibung unvollständig.

Thomas
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Innenvolumen von schwarzem Loch 02 08. 2020 20:38 #74098

Thomas schrieb: man drückt sich manchmal auch so aus:
Was im Aussenbereich raumartig war wird beim Überschreiten des Horizonts zeitartig, und was zeitartig war, wird raumartig.

Dh, dass ein Teilchen, das den EH überquert, nur noch eine Dimension kennt, nämlich den Weg zum Zentrum und dass für dieses Teilchen die Zeit nicht mehr eindimensional, sondern 3 - dimensional verläuft. Wobei letzteres schwer zu verstehen ist, da wir uns ein solches Verhalten nicht vorstellen können.


Dann drückt man sich manchmal falsch aus.

Hinter dem Horizont bleibt der Raum dreidimensional - man kann hoch, runter, links, rechts, nur nicht zurück oder stehen bleiben. Und die Zeit bleibt eindimensional, sie geht nur vorwärts. Es handelt sich um einen reinen Koordinatentausch. Hier zum x-ten Mal der Link zu einer genauen Erläuterung (hatte ich gerade vor kurzem schon mal gepostet):

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

Insbesondere wird hinter dem Horizont nichts zeitartiges raumartig und auch nicht raumartiges zeitartig. Das dachte ich auch mal, es ist allerdings nicht mehr als ein gängiges Missverständnis, eine Überinterpretation des Koordinatentauschs. Siehe dazu auch Yukterez:

"Wer hat dir denn das erzählt? Auf einer raumartigen Geodäte wärst du nur wenn du einen Lichtstrahl überholen könntest, was du auch im Inneren eines schwarzen Lochs nicht kannst."

urknall-weltall-leben.de/forum/aktuell/n....html?start=60#53740

Thomas schrieb: Ob die DM auch diesen Weg gehen muss, wenn sie in den Einflussbereich eines SLs kommt, kann man letztlich noch nicht sagen, solange man nicht weiß, woraus DM besteht.
Es könnte durchaus sein, dass DM sich ziemlich unbeeindruckt von SL zeigt.


Ein Teilchen, das die Anforderungen an die DM erfüllt, muss gravitativ wechselwirken. Es wird sich also keinesfalls unbeeindruckt von einem SL zeigen können.

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