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THEMA: Schwarzes Loch zerreisst Stern...

Schwarzes Loch zerreisst Stern... 07 Feb 2017 15:11 #11835

Hallo zusammen,

soeben habe ich gelesen, dass das schwarze Loch XJ1500+0154 über lange Zeit einen Stern zerrissen und "aufgesaugt" hat. Nun meine Frage dazu... was passiert eigentlich genau da mit dem Stern?

Wenn Materie abgezogen wird, wird ja der Druck auf den Kern geringer, explodiert der Stern dann zuerst oder hört die Kernverschmelzung einfach auf oder passiert noch irgend was anderes?

Sorry, grad gesehen, dass ich wohl ins falsche Forum geschrieben habe :(

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 07 Feb 2017 16:53 #11836

Hi Silvia,

hier ist ein interessanter Artikel zum Thema, in dem wird schon relativ viel und anschaulich erklärt. www.scinexx.de/wissen-aktuell-19578-2015-11-27.html

Ansonsten kann ich dir nur auf Wikipedia die Artikel Schwarzes Loch, Ereignishorizont; Schwarzschild Radius und Chandrasekhar nahe legen. Es gibt auch Videos von den Herren Gaßner / Lesch auf YouTube zu diesem Thema. Allesamt natürlich sehr empfehlenswert.

p.S.: die genaue Antwort auf deine konkrete Frage weiß ich nicht der Stern wird vernichtet, und dabei werden ungeheure Energieen frei gesetzt, nämlich in dem Moment wo die Scherkräfte der Gravitation des SL die Materie des Sterns regelrecht zerreißen.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 07 Feb 2017 16:55 #11837

Kernfusion tritt überall dort auf wo die Energie groß genug ist das sich Atomkerne so nahe kommen das sie verschmelzen können. Machen wir auch auf der Erde im LHC in Genf oder im ITER in Frankreich... von daher brauchen wir keine Bedingungen wie im Innern eines Sternes.

Da der Stern jedoch in ein Graviatationsfeld fällt, nimmt die Energie nicht ab, sondern zu. Bedenke die Gravitation eines schwarzen Loches übertrifft die eines Sternes bei weitem, in diesem Fall um viele Millionen mal (mutmaße aus der Aussage "supermassive", könnte auch mehr sein).

Dieser Unterschied ist so immens dass das "bißchen Kernfusion" des Sternes wohl nur eine untergeordnete Rolle spielt. Ob innerhalb der Akkretionsscheibe, also nachdem der Stern aufgerieben wurde, noch Kernfusion stattfindet entzieht sich meiner Kenntnis. Explodieren wird / kann er nicht, das Kräfteverhältnis ist ungefähr wie Ameise gegen Mensch.

Von einem einzelnen Stern sieht man in 1,8 Milliarden Lichtjahren (so gut wie) nix. Die Beschleunigung die das schwarze Loch auf die Materie des Sternes ausübt ist aber so gewaltig das wir diesen Strahlenausbruch sehen, bzw. die Röntgenstrahlung messen können.

Andreas.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 07 Feb 2017 19:42 #11838

Ich glaube nicht, dass innerhalb der Akkretionsscheibe noch Kernfusion stattfindet, dazu ist das Gas vermutlich zu dünn.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 07 Feb 2017 20:39 #11840

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Hallo,

kann es sein, dass in der Akkretionsscheibe ein heller weißer Blitz entsteht, weil gerade da Fusion und Reibung entsteht.

Das SL blinkt dann auf, wenn die Sonne zerissen wird.

Gruß 1234

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 07 Feb 2017 23:44 #11843

Meine Gedanken gehen eigentlich in eine andere Richtung...


Der Stern, welcher dem schwarzen Loch zu nahe kommt, fusioniert ja bis dahin so in Ruhe vor sich hin. Das heißt der Druck von seinem Kern, wo die Fusion stattfindet und der Plasmahülle (?) ist irgendwie im Gleichgewicht. Wenn das schwarze Loch anfängt Materie abzusaugen, dann wird dieses Gleichgewicht meiner Meinung nach gestört.

Wenn ein großer Stern seinen Wasserstoff verbrannt hat und anfängt die schwereren Elemente zu fusionieren, stößt er doch soweit ich weiß seine äußere Hülle ab um dann irgendwann unter seiner eigenen Schwerkraft zu kollabieren, was schließlich zur Supernova führt. Könnte ein ähnlicher Prozess nicht stattfinden, wenn das schwarze Loch dem Stern Materie entreißt oder habe ich einen Denkfehler? Oder hätte der Stern auf Grund der starken Gravitation des schwarzen Lochs gar nicht mehr die Möglichkeit zu kollabieren?

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 08 Feb 2017 06:55 #11845

Grundsätzlich gilt: Je leichter ein Stern, desto langsamer verbrennt sein Wasserstoff und desto länger lebt er. Zudem zieht das nahe SL den Stern ja auseinander. Eine durch ein sehr nahes SL ausgelöste Supernova hate ich daher nicht für möglich.

Was theoretisch möglich sein könnte (wenn auch sehr unwahrscheinlich) ist, dass ein Stern regulär zur Supernova wird, wenn das SL schon ganz nah ist.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 08 Feb 2017 11:33 #11849

Ich glaube es geht Silvia um etwas anderes: Innerhalb eines jeden Sterns existiert eine Art Gleichgewicht, zwischen seiner eigenen Masse die durch die Gravitation nach innen drückt und dem Strahlungsdruck der aufgrund der Fusion im Inneren nach außen drückt.

Wenn das Gleichgewicht einmal ins Wanken kommt wie z.B. wenn der Stern seinen Brennstoff verbraucht hat und der Strahlungsdruck weg fällt dann kollabiert der Stern und das mündet eine Supernova. Soweit ist das ja jedem hier bekannt.

Nun zieht ein benachbartes Schwarzes Loch einem Stern der völlig im Gleichgewicht ist kontinuierlich Masse ab, und die Frage lautet: Was passiert mit dem bisher bestehenden Gleichgewicht?

Mögliche Ergebnisse:
  • a: Nichts, der Stern bleibt im Gleichgewicht, es drückt weniger Masse nach Innen, es gibt aber auch weniger Fusionsmaterial
  • b: Der Stern verliert so viel Masse, dass der Gravitationsdruck dem Strahlendruck nicht mehr Stand halten kann und der Stern explodiert in einer "Mininova"
  • c: Der Stern verliert so viel Masse, dass die Fusion zum erliegen kommt weil nicht mehr genug Druck nach Innen besteht um die Fusionen zu zünden


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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 08 Feb 2017 17:26 #11851

Ich muss mal vorausschicken das mein Wissen sich nur auf viele Jahre Erfahrung bezieht, durch Gespräche mit klugen Leuten und dem Selbststudium vieler (Lehr-)Bücher, sonst bekommt das folgende einen "komischen Klang".

Ich glaube ich habe den Größenunterschied noch deutlich genug gemacht. Wenn man sich die Bilder / Videos betrachtet die den Artikeln anhängen, dann versucht man als Mensch ganz unbewusst ein Gefühl für die Situation zu entwickeln. Die Bilder sehen schön aus, führen aber leider in die Irre.

Und das interessante an dieser Geschichte um XJ1500+0154 hat noch niemand erwähnt...

Fangen wir mal mit der Größe an. Vielleicht habt ihr ja auch am 9.5.2016 den Merkurtransit beobachten können, ich hatte einen fantastischen Blick, bitte mal dieses Bild der NASA anschauen .

Na? Merkur sieht man doch auf den ersten Blick oder? ;-) Nicht? Und links auf halb neun ist er.
Wer möchte, hier hab ich noch mehr Bilder und ein paar Videos .

Rechnet man das Volumen aus, dann passt der Merkur ≈23 Millionen mal in die Sonne. (Der Dichteunterschied Merkur zu Sonne sei mal egal.) Das Verhältnis schwarzes Loch zu Stern bei XJ1500+0154 geht beträgt jedoch (mehrere) 100 Millionen.
Wie groß das maßstäblich nun in dem Fall wirklich ist lass ich mal dahingestellt sein, aber Masse ist äquivalent zu Energie, das ist wichtig!

Wenn man sich die Sonne einfach 10-20x größer als auf dem Foto vorstellt und sich dann Merkur ankuckt und dann gedanklich die Sonne = XJ1500+0154 und Merkur = den Stern setzt, dann kann man ein Gefühl bekommen wie da die Verhältnisse sind. Es sollte nun deutlich sein das der Stern "energietechnisch" nur ein kleiner Pups ist.

Fällt nun der Stern zum schwarze Loch hin, dann wird nichts von ihm weg gesaugt wie mit einem Staubsauger. Diese Vorstellung ist weit verbreitet und schlichtweg falsch.
Ein schwarzes Loch ist eine Raum(zeit)krümmung, d.h. wenn wir gedanklich mal die Gezeitenkräfte außer acht lassen, dann wir der Stern sogar zusammengepresst, zweidimensional gesehen fällt er ja in einen Trichter hinein.

Die Raum(zeit)krümmung ist nun so extrem das die dem schwarzen Loch zugewandte Seite eine größe Kraft erfährt als die abgewandte Seite, er wird in die Länge deformiert, im Extrem "spaghettifiziert", aber dennoch insgesamt steigt die Energie an. Das das ganze jedoch auch rotiert wird der Stern bei diesem Prozess quasi in die Breite verschmiert und er bildet eine Akkretionsscheibe. Wie genau das ganze abläuft ist Gegenstand der Forschung. Nochmals: Ob in der Akkretionsscheibe noch Fusion stattfindet (oder wo da der Übergang stattfindet wenn nicht) entzieht sich meiner Kenntnis.

Eine Supernova halte ich für ausgeschlossen, einen solchen Peak hätte man gesehen / messen können und widerspricht auch dem NASA Artikel .

Ich übersetze mal einen Teil und fasse zusammen:

Röntgenteleskope zeigten Hinweise auf ein "Tidal Disruption Event" (TDE) , bei dem die Gezeitenkräfte aufgrund der intensiven Schwerkraft von einem Schwarzen Loch ein dichtes Objekt - wie einen Stern - zerstören können. Während eines TDE werden einige der stellaren Ablagerungen mit hohen Geschwindigkeiten nach außen geschleudert, während der Rest in Richtung des schwarzen Lochs fällt. Während es nach innen fährt, um durch das schwarze Loch aufgenommen zu werden, erwärmt sich das Material bis zu Millionen von Grad und erzeugt eine deutliche Röntgenstrahlung.

Das ist ungefähr so als wenn man einen Marshmallow in das Strahlwerk eines Düsenjets hält. Diese Beschleunigung des Gases macht die Beobachtung aus, nicht die Fusion des Sternes.

Die Röntgenstrahldaten zeigen auch, dass die Strahlung von Material, das dieses Schwarze Loch umgibt, die so genannte Eddington-Grenze , die durch ein Gleichgewicht zwischen dem äußeren Druck der Strahlung von dem heißen Gas und dem nach innen gerichteten Ziehen der Schwerkraft des schwarzen Lochs definiert ist, konsequent überschritten hat.

Und das ist für mich der eigentlich spannende(re) Teil:

Nun hofft man erklären zu können warum schwarze Löcher "so schnell" wachsen konnten und damit Rückschlüsse auf die Strukturbildung im Universum ziehen zu können.
In den Universums-Simulationen ist das Entstehen der schwarze Löcher noch ein Problem. (Wie die ersten Supernova-Simulationen die nicht explodieren wollten.)

Andreas.
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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 08 Feb 2017 19:04 #11853

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@Andreas Killer

Na? Merkur sieht man doch auf den ersten Blick oder? ;-) Nicht? Und links auf halb neun ist er.
Wer möchte, hier hab ich noch mehr Bilder und ein paar Videos .

Sehr schöne Bilder und Videos Andreas, bin beeindruckt. Allein dafür lohnt es sich jeden Tag hier vorbei zu schauen. B)

In den Universums-Simulationen ist das Entstehen der schwarze Löcher noch ein Problem.

Sind das rechnerische Simulationen oder existieren da Videos?
Gibt es eine Möglichkeit, für Normalos sich so eine Simulation mal anzuschauen?
Grüße EXCEL

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 08 Feb 2017 21:30 #11855

Alles in Sachen schwarzes Loch sind Simulationen... Gott sei Dank sind die Dinger weit weg. :-)

Wo genau ich das gesehen hatte kann ich nicht mehr sagen, ich bin der Meinung das ich sogar schon mal eine Doku im Fernsehen in den letzten Monaten gesehen hatte und da wurde das kurz thematisiert.

Schau mal bei der NASA vorbei: www.nasa.gov/subject/6895/black-holes/
Da findet man u.a. www.nasa.gov/press-release/nasa-telescop...es-formed-so-quickly

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 08 Feb 2017 21:39 #11856

Beim stöbern bin ich eben noch auf ein Video gestoßen was meine Erläuterung oben besser verständlich macht.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 09 Feb 2017 10:49 #11858

Vielen Dank für die ausführliche Antwort und die Links, sehr interessant.

Ich bin wohl auch den Animationen auf den Leim gegangen. Ich habe mir das tatsächlich, ähnlich wie bei Doppelsternsystemen so vorgestellt :whistle:

Ebenso denke ich, wird es in der Akkretionsscheibe keine Kernfusion mehr geben, da meines Erachtens nach der Druck fehlt. Ob es sein könnte, das die große Geschwindigkeit und der Energiezuwachs durch die Gravitation des schwarzen Lochs das ausgleichen können und es trotzdem zu einer Art Kernfusion kommen kann (zumindest theoretisch) wäre interessant zu wissen.

Die englische Artikel sind etwas schwer zu verstehen, aber hochinteressant. Auch die neue Theorie, dass die supermassenreichen Schwarzen Löcher direkt aus einer gigantischen Gaswolke entstanden sein könnten, ohne vorher als Stern zu existieren und zu kollabieren (hoffe ich habe den Artikel richtig verstanden).

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 09 Feb 2017 14:45 #11864

Silvia schrieb: Auch die neue Theorie, dass die supermassenreichen Schwarzen Löcher direkt aus einer gigantischen Gaswolke entstanden sein könnten, ohne vorher als Stern zu existieren und zu kollabieren (hoffe ich habe den Artikel richtig verstanden).

Ja, hast Du. Auch ansonsten stimmen Deine Überlegungen jetzt. Freut mich zu hören das ich helfen konnte.

Für die englischen Texte kann ich translate.google.com/ empfehlen, da kann man den Text einer Webseite rein kopieren oder auch den Link einer Webseite selber. Allerdings funktioniert das Übersetzen einer ganzen Seite leider oft nicht wirklich, die NASA-Seiten werden meist nur schwarz.

Man muss auch das Übersetze mit Vorsicht genießen, gerade bei Fachartikeln kommt da oft Kauderwelsch raus.

Andreas.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 09 Feb 2017 15:01 #11865

Weiß man eigentlich wie groß XJ1500+0154 ist? Ich meine den ungefähren Durchmesser gerne in AE.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 09 Feb 2017 15:32 #11866

Also ich versuche die Artikel so zu verstehen, wenn ich ein Wort nicht weiß dann suche ich bei dict.cc. Das was bei Google translate raus kommt ist meist noch schwerer zu verstehen als das englische :lol:

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 09 Feb 2017 15:54 #11867

Silvia schrieb: Also ich versuche die Artikel so zu verstehen, wenn ich ein Wort nicht weiß dann suche ich bei dict.cc. Das was bei Google translate raus kommt ist meist noch schwerer zu verstehen als das englische :lol:

Ja genau, das erinnert dann immer an Bauanleitungen die aus dem Taiwanesischen über Sanskrit ins Deutsche übersetzt wurden. :cheer:

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 10 Feb 2017 15:06 #11881

Madouc99 schrieb: Weiß man eigentlich wie groß XJ1500+0154 ist? Ich meine den ungefähren Durchmesser gerne in AE.

Tja, wenn Du mit Durchmesser den Ereignishorizont meinst, dann brauchen wir keine AE, das Teil ist kleiner.
Könnte ich Dir ggf. ausrechnen wenn irgendwo eine Massenangabe zu dem Ding zu finden wäre.

Aber die gibt es nicht, Wissenschaftler ergehen sich nicht in Spekulationen. :-)

chandra.si.edu/press/17_releases/press_020617.html
arxiv.org/abs/1702.00792

Das ist alles was ich finden konnte.

Andreas.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 11 Feb 2017 07:23 #11893

Andreas Killer schrieb: Könnte ich Dir ggf. ausrechnen wenn irgendwo eine Massenangabe zu dem Ding zu finden wäre.

Aber die gibt es nicht, Wissenschaftler ergehen sich nicht in Spekulationen. :-)
...
arxiv.org/abs/1702.00792

Auf der ersten Seite oben rechts steht als Schätzung ca. 106 Sonnenmassen.

Gruß
Merilix

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 11 Feb 2017 09:27 #11895

Merilix schrieb: Auf der ersten Seite oben rechts steht als Schätzung ca. 106 Sonnenmassen.

Hatte ich wohl Tomaten auf den Augen. :-)

Na dann rechne ich mal und komme auf einen Schwarzschildradius von ~3 Millionen km... gewaltig, in AE aber dennoch nur ein Bruchteil: ~0,02

Wer selber mal genauer rechnen möchte, hier meine Exceldatei dazu:
www.dropbox.com/s/j93sjr7fytrfulh/1296-s...isst-stern.xlsx?dl=0

Andreas.
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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 11 Feb 2017 09:37 #11896

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Hallo Andreas,
habe Tabelle sofort runtergeladen, DANKE.
Grüße EXCEL

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 11 Feb 2017 10:33 #11899

wow 1.000.000 Sonnenmassen... ein wahrhaftiges Monster und unvorstellbar eigentlich. Und um so erstaunlicher ist für mich, dass es diese lange Zeit braucht um sich den Stern einzuverleiben. Leider steht nicht viel da über den Stern und dessen Eigenschaften. Nur dass er den Eddington-Grenze überschritten haben muss, was ja eigentlich nicht sein kann. Das macht die ganze Sache noch interessanter. Da kann man sicher Spekulieren, dass auch der Stern ein ziemlicher Riese gewesen sein muss. Vielleicht könnte man eine Vorstellung von bekommen, wenn man weiß wie viele Sonnenmassen nötig sind, um die Eddington-Grenze zu überschreiten. Ich habe zwar einige Formeln gefunden, aber ehrlich gesagt, stehe ich schon seit meiner Schulzeit damit auf Kriegsfuß

Obwohl, soeben gesehen, das schwarze Loch unserer Milchstraße hat 4.000.000 Sonnenmassen

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 11 Feb 2017 12:12 #11904

Ja mit den Formeln ist das so eine Plage... und die wenigen die man als "Normal Sterblicher" anwenden kann sind auch meist nur grobe Näherungen.

Wie das mit der Strahlung selber zusammenhängt geht dann schon in die Details...
Und eine Frage im Zusammenhang mit schwarzen Löchern taucht dann auch immer auf: Wie groß ist das größte entdeckte?

Aber das könnten andere besser erklären:


Andreas.
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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 11 Feb 2017 14:08 #11905

Dann is XJ1500+0154 eigentlich eher ein Zwerg unter den supermassenreichen schwarzen Löchern.

Superinteressant die ganze Sache. Vielen Dank :)

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 12 Feb 2017 01:52 #11919

Hier ist mal ein Größenvergleich verschiedener schwarzer Löcher.
(Das Video geht bis "holy crap factor" = 100)

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 12 Feb 2017 12:03 #11928

Nach meiner Rechnung hat ein Riesen-SL mit 20 Milliarden Sonnenmassen einen Radius von 0,4 AE (= Astronomische Einheit, Abstand Erde-Sonne). Dies entspricht nicht den im Video gezeigten Abstand.

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 12 Feb 2017 12:23 #11930

Ich habe gerade gesehen das es vom APS April Meeting vom 28.1.2017 bis 31.01.2017 in Washington,DC ein Video mit 3 Vorträgen zum Thema "Schwarze Löcher" veröffentlicht wurde.

Ist zwar im Rahmen der ursprünglichen Fragestellung in diesem Thread eigentlich Offtopic, aber wer bis hierher mitgelesen hat könnte das interessant finden. Das ganze ist in englisch und die Redner berichten vom Stand der Forschung und geben einen Ausblick was geplant ist, daher leider nicht sehr einfach zu verstehen. Aber man bekommt mal einen Einblick in die Dinge wie sie wirklich sind und über die wir hier so leichtfertig reden.

An der Stelle muss ich mal ein großes Lob an Herrn Gaßner und seine Orange loswerden, der diesen komplizierten Krams so einfach und verständlich erklären kann.

In den ersten 29 Minuten geht es nochmals um die Entdeckung der Gravitationswellen, danach wird ein Ausblick gegeben wie der Ausbau der Anlagen geplant ist und was man entdecken möchte.
Ab Zeitindex 38:00 geht es dann um schwarze Löcher wo und wie groß und die Korrelation zu den Galaxien, ins Eingemachte geht es ab 45:00 wo die Rednerin darauf eingeht wo die Dinger zu finden sind.
Der letzte Redner (ab 1:15:00) berichtet dann wie man versucht Quantenmechanik und Gravitation zusammenzubringen... soweit ich das verstanden hab, dem kann nicht mehr wirklich folgen.

Ganz besonders möchte ich auf Zeitindex 1:43:00 hinweisen, das mir gibt Hoffnung für eine Welt die im Moment verrückt zu werden scheint.



Einen schönen Sonntag, Andreas.
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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 12 Feb 2017 22:02 #11933

@ClausS welche Formel benutzt du? Ich habe eben auf die Schnelle die Formel aus der Wiki genommen, r_s≈M*1.485e-27 [m/kg], also
(20000000000 * 1.9884e30[kg] * 1.485e-27[m/kg]) / 149597870700[m] ≈ 395 [au] (sagt der google Taschenrechner)

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 12 Feb 2017 23:16 #11934

@stargazer

Die Formel für den Schwarzschildradius lautet:
Rs = 2G x m / c2
x 2 = D

Das Ergebnis entspricht der Größe des SL.

Grüße
Thomas

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Schwarzes Loch zerreisst Stern... 13 Feb 2017 03:23 #11935

@ClausS,
Ich komme auf das gleiche Ergebnis wie stargazer. Hast du vielleicht mit 20 Millionen Sonnenmassen gerechnet? Dazu würde dein Ergebnis nämlich passen.

Gruß
Merilix

PS:
Danke Andreas für den Link. Gute Gelegenheit mein Englisch zu verbessern und nebenbei noch etwas über Physik dazu zu lernen (oder umgedreht?)

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