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THEMA: Form/Shape schwarzer Löcher

Form/Shape schwarzer Löcher 05 Nov 2018 13:18 #44613

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Hallo miteinander

Ich interessiere mich aktuell sehr für das Thema schwarze Löcher und habe dazu eine Frage.

Ist es möglich, dass es sich bei schwarzen Löchern um extrem dichte Kugeln/Ellipsoiden (analog Sterne, Planeten, usw.) handelt?
Ich denke dabei, dass es eine Art Neutronenstern wäre, der eine so starke Gravitation ausübt, dass eben das Licht auch nicht entschwinden kann und die Materie an dieser Kugel "haften" bleibt. Somit würden Informationen nie (oder nicht) vernichtet werden sondern gravitativ an dieser Kugel gebunden werden.

Wie wichtig in den Berechnungen und Modellen ist die Form schwarzer Löcher?

Falls ich etwas weiter ausführen soll, bitte einfach melden. Ansonsten danke ich allen im Voraus für die Antworten.

Freundliche Grüsse aus der Schweiz
Davide

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Form/Shape schwarzer Löcher 05 Nov 2018 21:50 #44635

Im Grunde ja, SL sind nur sehr dichte Sterne.

Allerdings ist der Ereignishorizont (zB Schwarzschildradius rs) so undurchsichtig, dass niemand sagen kann, was wirklich dahinter los ist.

Das Standardmodell geht von einer Zentralsingularität aus, dass also die gesamte Materie/Energie im Zentrum in einem Punkt versammelt ist. Im Hinblick auf relativistsiche Effekte kann man auch annehmen, dass die Materie auf dem Weg zum Zentrum "eingefroren" ist. Es gibt auch Ansätze aus der QM, dass im zentralen Bereich eine zwar äußerst dichte Region existiert aber keine Punktsingularität.

Da es keinen Einblick in den Raum jenseits des Ereignishorizonts gibt, ist das alles reine Theorie. Man kann eben nur die bekannten Naturgesetze extrapolieren und auf den Innenraum anwenden, was allerdings ebenfalls nicht so einfach ist, wie Du siehst.
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Form/Shape schwarzer Löcher 06 Nov 2018 06:09 #44643

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DavideM-CH schrieb: Ist es möglich, dass es sich bei schwarzen Löchern um extrem dichte Kugeln/Ellipsoiden (analog Sterne, Planeten, usw.) handelt?
Ich denke dabei, dass es eine Art Neutronenstern wäre, der eine so starke Gravitation ausübt, dass eben das Licht auch nicht entschwinden kann und die Materie an dieser Kugel "haften" bleibt. Somit würden Informationen nie (oder nicht) vernichtet werden sondern gravitativ an dieser Kugel gebunden werden.

Wie bereits ra-raisch ausgeführt hat, wir wissen es nicht, was sich hinter dem Ereignishorizont abspielt.
Jedoch gibt es einige Theorien dazu. Eben, dass es ein "Schwarzes Loch" mit Punktmasse wäre, oder aber ein kosmisches Objekt mit einer Ausdehnung.
Diese Theorie wird grundsätzlich nicht als Schwarzes Loch gesehen sondern als sog. " Gravastern ". Dies würde deinen Vorstellungen am ehesten treffen. Allerdings wird bei der Gravasternhypothese auch bestritten, dass es einen Ereignishorizont gibt und der Gegendruck würde durch eine Art "Dunkler Energie" erzeugt werden, was zu der Anwesenheit einer dünnen Hülle, im Sinne einer fluiddynamischen Grenzschicht führt.

Nach einer im Jahr 2001 publizierten Hypothese von Pawel Mazur und Emil Mottola soll ein sehr massereicher Stern sich nicht zu einem Schwarzen Loch entwickeln, sondern würde zu einem Gravastern werden. Bei der Entstehung eines (stellaren) Schwarzen Loches kollabiert der Stern unter seiner eigenen Masse und bildet dabei eine punktförmige Singularität ohne räumliche Ausdehnung. Dagegen wird in der Gravastern-Theorie vermutet, dass der Stern nur bis zu einer bestimmten Grenze kollabiert. Der Theorie nach sollen Quanteneffekte eine Art von Phasenübergang in der Raumzeit hervorrufen, wodurch das weitere Verkleinern des Sterns aufgehalten wird.


MfG
WL01
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MfG
WL01

Form/Shape schwarzer Löcher 06 Nov 2018 06:21 #44644

@DavideM,

es gibt im Wesentlichen 3 Arten von Sternleichen.
A) weiße Zwerge
B) Neutronensterne
C) Schwarze Löcher

Sie unterscheiden sich durch ihre Masse und Massendichte
Die Weißen Zwerge werden durch den Fermidruck der Elektronen stabilisiert. Einen Strahlungsdruck, verursacht durch Kernfusion im Zentrum gibt es ja nicht mehr.
Die Neutronensterne werden stabilisiert durch den Fernidruck der Neutronen. Auch hier keine Fusionsprozesse im Inneren mehr.
Die Gravitationswirkung eines SL ist jetzt so stark, dass der Fermidruck der Neutronen nicht mehr ausreicht, den zusammenstürzenden Stern zu stabilisieren. Und einen weiteren Fermidruck anderer Elementarteilchen gibt es nicht. Folge: die Sternmaterie stürzt nicht nur zusammen und bleibt irgendwann bei einer Kugel dann stehen, nein, es gibt nichts mehr, keinen Widerstand der Materie mehr, der den Zusammsturz auf einen Punkt verhindern kann.
Unterschieden wird in den Modellen zwischen nicht rotierenden und rotierenden SL.
Bei rotierenden SL, die sicher die Majorität bilden, verwendet man zur mathematischen Beschreibung die sog. Kerr - Metrik.
Nach der bildet einfallende Energie einen Torus aus, bevor sie ganz im Zentrum verschwindet.
Ob das Zentrum tatsächlich punktförmig ist, ist strittig, da die QM sagt, wenn etwas sehr klein ist, fängt es an zu schwanken oder anders gesagt, es wird unscharf in Energie und Zeit und unscharf im Ort und Impuls.
Strittig ist jetzt, ob die enorme Gravitationswirkung diese quantenmechanische Eigenschaft vernichtet oder nicht.
Die Information, die eigentlich erhalten bleiben muss, wird in diesem Modell mit vernichtet.
Manche behaupten, sie bliebe am Ereignishorizont zurück. Die Frage, die dann sofort kommt, in welcher Form das darstellbar sein soll. An Materie oder Energie kann die Information nicht gebunden bleiben. Aber an was dann?

Das ist das Schöne an der Wissenschaft, dass man eben nicht alles weiß und zukünftige Forschergenerationen auch noch was zu ergründen haben.

Grüße in die Schweiz
Thomas
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Form/Shape schwarzer Löcher 06 Nov 2018 08:43 #44648

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Ich danke euch allen herzlich für die spannenden und verständlichen Ausführungen.

Beste Grüsse und einen schönen Tag :-)
Davide

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Form/Shape schwarzer Löcher 07 Nov 2018 09:14 #44675

Wenn ein rotierendes SL ein (zweidimensionaler) Torus ist, wie sieht dann der EH aus?
Immer noch kugelförmig? Oder anders? Könnte man prinzipiell durch den Torus hindurch fliegen?

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Form/Shape schwarzer Löcher 07 Nov 2018 09:23 #44676

blende8 schrieb: Wenn ein rotierendes SL ein (zweidimensionaler) Torus ist, wie sieht dann der EH aus?
Immer noch kugelförmig? Oder anders? Könnte man prinzipiell durch den Torus hindurch fliegen?

Der EH ist eine abgeplattete Kugel (blauer Bereich), also nichts mit einer Passage.
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Form/Shape schwarzer Löcher 07 Nov 2018 10:44 #44681

blende8 schrieb: Wenn ein rotierendes SL ein (zweidimensionaler) Torus ist, wie sieht dann der EH aus?

Wer sagt dass ein schwarzes Loch ein zweidimensionaler Torus wäre? Die Orbits von Testpartikeln um das rotierende schwarze Loch können einen Torus ausfüllen, aber doch nicht das schwarze Loch selber, und schon gar nicht zweidimensional. Wie man im obigen Bild sieht ist die Singularität ein Ring, der Horizont ein Rotationsellipsoid und die Ergosphäre kürbisförmig, und man kann auch durch alle drei hindurchfliegen.

Aus falschen Annahmen nur falsche Schlussfolgerungen ziehen könnend,

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Form/Shape schwarzer Löcher 07 Nov 2018 13:00 #44684

Ich dachte, das wäre deshalb, weil eine punktförmige Singularität keinen Drehimpuls haben kann.

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Form/Shape schwarzer Löcher 07 Nov 2018 13:02 #44685

blende8 schrieb: Ich dachte, das wäre deshalb, weil eine punktförmige Singularität keinen Drehimpuls haben kann.

Wo soll denn im Zusammenhang mit einem rotierenden schwarzen Loch eine Punktsingularität herkommen?

Widersprüche aufdeckend,

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Form/Shape schwarzer Löcher 07 Nov 2018 13:05 #44686

Ja, eben. Es gibt keine, sondern einen Ring.

www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_r05.html#ring

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