Der "Naturwissenschaften" Thread

[Threshold]

Der Jet eines supermassiven Schwarzen Lochs schafft das übrigens alle paar Minuten.

Soweit brauchst du nicht mal schauen.
Die kosmische Strahlung hat eine so große Energie, die wir nie in einem Teilchenbeschleuniger erreichen können.
Eine Zahl mit 21 Nullen.

 

[RyzA]

Eine Singularität ist ja etwas, das man physikalisch nicht wirklich erfassen kann, da es ja etwas sein soll, was die Raumzeit ins Unendliche krümmt. Und mit Unendlichkeit ist das in der Physik so eine Sache. Unendlich gibt es da ja nicht. Unendlichkeit würde ja die Kausalitätskette sprengen und da haben die Planck Einheiten was dagegen.
Der Schwarzschild Radius gibt an, wie groß das Objekt ist. Das ist linear. Die Sonne hätte als schwarzes Loch einen Radius von 3km. Ein schwarzes Loch mit 3 Sonnen hat dann eben einen Radius von 9km. 3 Milliarden Sonnenmassen sind 3 Milliarden Km.
Und der Ereignishorizont ist eben die Grenze, wo unsere Physik endet und das schwarze Loch anfängt.

Es ging mir um das Bild vom schwarzen Loch. Dort sieht man ja deutlich diesen Ring. Das müßte ja der Ereignishorizont sein.
Und im Inneren ist logischer Weise alles schwarz. Aber das ganze Schwarze ist doch nicht die Singularität, oder?

 

[RtZk]

Es ging mir um das Bild vom schwarzen Loch. Dort sieht man ja deutlich diesen Ring. Das müßte ja der Ereignishorizont sein.
Und im Inneren ist logischer Weise alles schwarz. Aber das ganze Schwarze ist doch nicht die Singularität, oder?

Nein. Der Ring ist die Aggretationsscheibe. Das Schwarze was du siehst ist der Ereignishorizont. Die Singularität ist nicht sichtbar und kann niemals sichtbar sein und man wird auch niemals etwas hineinschicken können was irgendwelche Informationen wieder hinaussenden kann.

 

[RyzA]

Nein. Der Ring ist die Aggretationsscheibe. Das Schwarze was du siehst ist der Ereignishorizont.

Achso ok. Dann hatte ich das falsch verstanden.

Die Singularität ist nicht sichtbar und kann niemals sichtbar sein und man wird auch niemals etwas hineinschicken können was irgendwelche Informationen wieder hinaussenden kann.

Ja das ist klar.

 

[RtZk]

Was mir gerade einfällt, man geht ja davon aus, dass sich die Geschwindigkeit mit der sich der Raum ausdehnt immer weiter erhöht bis irgendwann jedes Atom auseinander gerissen wird, aber wie könnte ein Schwarzes Loch jemals auseinander gerissen werden, da die Gravitation in der Singularität unendlich groß ist, die Geschwindigkeit mit der sich der Raum ausbreitet demnach niemals schneller sein kann, im Grunde nach können sie ja dann sich nur selbst durch die Hawkingstrahlung nach ein unglaublich langen Zeitspanne vernichten, oder liege ich da falsch?

 

[Two-Face]

Was mir gerade einfällt, man geht ja davon aus, dass sich die Geschwindigkeit mit der sich der Raum ausdehnt immer weiter erhöht bis irgendwann jedes Atom auseinander gerissen wird, aber wie könnte ein Schwarzes Loch jemals auseinander gerissen werden, da die Gravitation in der Singularität unendlich groß ist, die Geschwindigkeit mit der sich der Raum ausbreitet demnach niemals schneller sein kann, im Grunde nach können sie ja dann sich nur selbst durch die Hawkingstrahlung nach ein unglaublich langen Zeitspanne vernichten, oder liege ich da falsch?

Das würde wohl auf's gleiche hinauslaufen, wie wenn du versuchst, eine unendliche große Zahl zu teilen.

 

[RyzA]

Werden denn die Atome durch die Raumexpansion auseinander gerissen? Ich glaube nicht. Der Raum dehnt sich scheinbar zwischen der Materie aus. Aber zieht nicht an ihr.
Soviel ich weiß können schwarze Löcher nach sehr langer Zeit verdampfen.

Von außen betrachtet sieht es also so aus, als würde das Schwarze Loch „verdampfen“ und somit langsam kleiner werden, je kleiner desto schneller. Wenn es beim Urknall sehr kleine Schwarze Löcher gab, dann wären sie daher in der Zwischenzeit vollständig verdampft. Die dabei entstehende Strahlung wäre sehr charakteristisch und könnte als Nachweis solcher Löcher dienen. Diese Strahlung wurde jedoch bisher nicht gefunden. Daraus ergibt sich eine Obergrenze für die Anzahl der beim Urknall entstandenen kleinen Schwarzen Löcher.

Aus Sternen der Hauptreihe entstandene Schwarze Löcher geben nur sehr wenig Hawking-Strahlung ab, verdampfen auf einer Zeitskala, die das Alter des Universums um dutzende Größenordnungen übersteigt. Momentan wachsen sie allein schon durch Absorption der Hintergrundstrahlung.

Quelle: Schwarzes Loch – Wikipedia

Große schwarze Löcher würden wohl nach sehr sehr langer Zeit verschwinden. Wenn es die Strahlung überhaupt gibt.

 

[RtZk]

Werden denn die Atome durch die Raumexpansion auseinander gerissen? Ich glaube nicht. Der Raum dehnt sich scheinbar zwischen der Materie aus. Aber zieht nicht an ihr.
Soviel ich weiß können schwarze Löcher nach sehr langer Zeit verdampfen.

Quelle: Schwarzes Loch – Wikipedia

Große schwarze Löcher würden wohl nach sehr sehr langer Zeit verschwinden. Wenn es die Strahlung überhaupt gibt.

Ich habe mal eine super Seite gehabt (PC neuaufgesetzt und ich finde es sie nicht mehr) in dem eine Person klasse astronomische Fragen erläutert hat, laut ihm ist es wissenschaftlicher Konsens zurzeit, dass die Beschleunigung nicht aufhören wird und dass man in Billionen Jahren, wenn man in den Himmeln von einem hypothetischen Planeten schauen würde nichts als die reine Dunkelheit sehen würde, bereits jetzt entfernen sich so gut wie alle Objekte von einander, bis letztendlich jede Art von endlicher Gravitation nichts ist als eine Verlangsamung des Unausweichlichem, ich sehe nicht wirklich einen Grund weshalb ein Atom nicht ebenfalls zerissen werden würde, genauso wie letztendlich auch jedes kleinere Teil.

 

[RyzA]

Ich habe mal eine super Seite gehabt (PC neuaufgesetzt und ich finde es sie nicht mehr) in dem eine Person klasse astronomische Fragen erläutert hat, laut ihm ist es wissenschaftlicher Konsens zurzeit, dass die Beschleunigung nicht aufhören wird und dass man in Billionen Jahren, wenn man in den Himmeln von einem hypothetischen Planeten schauen würde nichts als die reine Dunkelheit sehen würde, bereits jetzt entfernen sich so gut wie alle Objekte von einander, bis letztendlich jede Art von endlicher Gravitation nichts ist als eine Verlangsamung des Unausweichlichem, ich sehe nicht wirklich einen Grund weshalb ein Atom nicht ebenfalls zerissen werden würde, genauso wie letztendlich auch jedes kleinere Teil.

Also nach meinen Verständnis expandiert der Raum zwischen der Materie aber reisst sie nicht auseinander.
Sonst würde er ja Galaxien und Galaxienhaufen auch auseinander reissen.
Aber da ist die Gravitation noch stärker.
Um ein Atom auseinander zureissen braucht man viel Kraft/Energie.
Aber irgendwann zerfallen bestimmt die Atome. Und verwandeln sich in Energie/Strahlung.

Was aber sicher ist, wenn sich das Universum unendlich lange ausdehnen sollte, wird es sehr dunkel, sehr kalt und fast ein Vakuum sein. Aber wohl nie ganz Vakuum, wegen dem Energieerhaltungssatz.

 

[ruyven_macaran]

Eben! Anders als so kann man ein schwarzes Loch gar nicht beobachten und das ist für mich auch ein direkter Nachweis.

Anders kann man es nicht beobachten - stimmt. SO kann man es aber eben auch nicht beobachten. Wäre es nahe genug, dass man damit experimentieren und die Aktion von Materie und Licht unmittelbar am Horizont nachvollziehen könnte, dann wäre man längst tot könnte man eine ganze Menge der Merkmale eines Schwarzen Loches bestätigen. Auf unsere Entfernung sehen wir nur eine Scheibe mit einem dunklen Fleck in der Mitte. Und die Grenze zwischen beiden ist bei unserer Betrachtungsentfernung so unscharf, dass es alles mögliche sein könnte. Das alle Beobachtungen zur Theorie eines schwarzen Loches passen, ist eine Bestätigung/gescheiterte Falsifikation, aber es ist kein Fotos eines schwarzen Loches und es ist auch keinen lückenloser Beweis.

Betrachtet man eine Singularität rein mathematisch nach der klassichen Relativitätstheorie ist sie eigentlich ein sechsdimensionaler Punkt in einem dreidimensionalen Universum.
Einige Forscher gehen davon aus, dass innerhalb der Quarks eine sechsdimensionale Raumzeit existiert, aus denen die Strings gebildet werden.
Da hört's halt mit unserem Verständnis der Welt auf: Wie zum Teufel sieht sowas aus?

Wie so vieles andere auch, denn "aussehen" ist ein für die ersten drei Dimensionen geprägter Begriff und missachtet bereits, dass alle Objekte bereits im Rahmen der Raumzeit definitiv vierdimensional sind Die fünfte und sechste würden auf das Aussehen also auch keinen Einfluss haben. Das für mich immer unerklärliche Konzept: Wie können weitere drei Dimensionen nur in einem bestimmten Bereich der ersten drei exisitieren? Dimensionen sind eine Grundeigenschaft des Raumes undzwar alle gleichberechtigt an jeder Stelle.

Werden denn die Atome durch die Raumexpansion auseinander gerissen? Ich glaube nicht. Der Raum dehnt sich scheinbar zwischen der Materie aus. Aber zieht nicht an ihr.

Die Frage zur Raumverzerrung habe ich auch schon mehrfach gestellt und nie eine befriedigende Antwort erhalten. Fakt ist jedenfalls, dass ein entstehen neuen Raums (nur) zwischen Materie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik selbst dann verletzt, wenn man ihn um E=mc² erweitert, weil dadurch ohne Änderungen an der Materie und ohne Verbrauch einer anderen Energieform zusätzlich potentielle Energie geschaffen wird. Was bislang nur x Lichtjahre auf einen Stern herabfallen/beschleunigen konnte, kann jetzt x + y Lichtjahre weit fallen.

 

[RyzA]

Anders kann man es nicht beobachten - stimmt. SO kann man es aber eben auch nicht beobachten. Wäre es nahe genug, dass man damit experimentieren und die Aktion von Materie und Licht unmittelbar am Horizont nachvollziehen könnte, dann wäre man längst tot[strike] könnte man eine ganze Menge der Merkmale eines Schwarzen Loches bestätigen. Auf unsere Entfernung sehen wir nur eine Scheibe mit einem dunklen Fleck in der Mitte. Und die Grenze zwischen beiden ist bei unserer Betrachtungsentfernung so unscharf, dass es alles mögliche sein könnte. Das alle Beobachtungen zur Theorie eines schwarzen Loches passen, ist eine Bestätigung/gescheiterte Falsifikation, aber es ist kein Fotos eines schwarzen Loches und es ist auch keinen lückenloser Beweis. [/QUOTE]
Dann müssen wir das wohl so untersuchen
[MEDIA=youtube]HyULTU9smVQ[/MEDIA] :devil:

Nein, mal im Ernst: anders als durch ein Bild werden wir wohl ein schwarzes Loch nie zu Gesicht bekommen. Und für mich ist das ein Beweis.


[quote]Die Frage zur Raumverzerrung habe ich auch schon mehrfach gestellt und nie eine befriedigende Antwort erhalten. Fakt ist jedenfalls, dass ein entstehen neuen Raums (nur) zwischen Materie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik selbst dann verletzt, wenn man ihn um E=mc² erweitert, weil dadurch ohne Änderungen an der Materie und ohne Verbrauch einer anderen Energieform zusätzlich potentielle Energie geschaffen wird. Was bislang nur x Lichtjahre auf einen Stern herabfallen/beschleunigen konnte, kann jetzt x + y Lichtjahre weit fallen.[/quote]
Das soll wohl über "dunkle Energie" irgendwie erklärbar sein. Aber ich habe nicht genau verstanden wie.

 

[Threshold]

Was mir gerade einfällt, man geht ja davon aus, dass sich die Geschwindigkeit mit der sich der Raum ausdehnt immer weiter erhöht bis irgendwann jedes Atom auseinander gerissen wird, aber wie könnte ein Schwarzes Loch jemals auseinander gerissen werden, da die Gravitation in der Singularität unendlich groß ist, die Geschwindigkeit mit der sich der Raum ausbreitet demnach niemals schneller sein kann, im Grunde nach können sie ja dann sich nur selbst durch die Hawkingstrahlung nach ein unglaublich langen Zeitspanne vernichten, oder liege ich da falsch?

Die Dunkle Energie ist deutlich schwächer als die Gravitation. Nur dort, wo die Gravitation praktisch nicht vorhanden ist, kann die Dunkle Energie wirken, aber schon innerhalb von Galaxienhaufen ist die dunkle Energie zu schwach und Atome wird sie nie auseinander reißen können, da ja die elektromagnetische Kraft um ein Vielfaches stärker ist als die Gravitation.
Und die Hawking Strahlung ist eine Hypothese. Mehr nicht. Es gibt keinen einzigen Beleg für ihre Existenz.

 

[Two-Face]

Mich würde ja interessieren, wie viel Mindestmase (nicht Dichte!) ein Objekt mindestens haben müsste, um so verdichtet werden zu können, dass eine Singularität draus wird.
Nach meinem letzten Kenntnisstand meinten einige Forscher, die läge bereits unterhalb der Planck-Masse. Aber kann man ein Molekül aus meinetwegen 2 Atomen dermaßen verdichten? Da muss es doch eine Mindestgrenze geben.

 

[Threshold]

Wie willst du das denn verdichten?

 

[Two-Face]

Es geht mir darum, wie viel Masse ein Objekt überhaupt braucht, um es so kompakt werden zu lassen, dass es eine Singularität bildet.
Presst man die Erde auf eine Murmel zusammen, würde daraus ein Schwarzes Loch entstehen.
Theoretisch könnte man das ja auch mit einem Kugelschreiber oder einem Staubkorn machen.

Die Mindestdichte kann man ja ausrechnen, aber wie sieht's mit der Masse aus? Es reicht da mit Sicherheit nicht, wenn ich einfach nur die Formel umstelle oder?

 

[Adi1]

Die Dunkle Energie ist deutlich schwächer als die Gravitation. Nur dort, wo die Gravitation praktisch nicht vorhanden ist, kann die Dunkle Energie wirken, aber schon innerhalb von Galaxienhaufen ist die dunkle Energie zu schwach und Atome wird sie nie auseinander reißen können, da ja die elektromagnetische Kraft um ein Vielfaches stärker ist als die Gravitation.

Das Blöde ist nur,
das die Gravitation unendlich weit wirkt.

Rein theoretisch sollte also in Galaxien die Gravitation das Sagen haben,

in den "dünnen" leeren Räumen dazwischen diese "dunkle Energie" und "dunkle Masse".

Nach unserem Verständnis sind nur 5% der Materie mit unseren Messmethoden nachweisbar,
oder anders gesagt,
wir haben praktisch überhaupt keine Ahnung,
wie das Alles zusammenhängt.

 

[RtZk]

Die Dunkle Energie ist deutlich schwächer als die Gravitation. Nur dort, wo die Gravitation praktisch nicht vorhanden ist, kann die Dunkle Energie wirken, aber schon innerhalb von Galaxienhaufen ist die dunkle Energie zu schwach und Atome wird sie nie auseinander reißen können, da ja die elektromagnetische Kraft um ein Vielfaches stärker ist als die Gravitation.
Und die Hawking Strahlung ist eine Hypothese. Mehr nicht. Es gibt keinen einzigen Beleg für ihre Existenz.

Stand jetzt, ja aber die Raum Ausbreitung beschleunigt sich immer später und es ist nicht mit einer Verlangsamung zu rechnen.

Mich würde ja interessieren, wie viel Mindestmase (nicht Dichte!) ein Objekt mindestens haben müsste, um so verdichtet werden zu können, dass eine Singularität draus wird.
Nach meinem letzten Kenntnisstand meinten einige Forscher, die läge bereits unterhalb der Planck-Masse. Aber kann man ein Molekül aus meinetwegen 2 Atomen dermaßen verdichten? Da muss es doch eine Mindestgrenze geben.

Es gibt keine Mindestgrenze, da die Singularität selbst auch unendlich klein ist, nur eine obere Grenze ab der diese stabil ist und nicht sofort verpfufft durch die (wahrscheinlich existierende) Hawkingstrahlung.

 

[RyzA]

Ich glaube nicht, dass wenn man ein Atom auf z.B. die Größe einen Strings komprimieren könnte, es dann eine Singularität würde.
Da gehört noch viel mehr Masse dazu. Hier nochmal ein Auszug aus Wikipedia (beste Lexikon ):

Schwarze Löcher können aus massereichen Sternen am Ende ihrer Sternentwicklung entstehen. Sterne der Hauptreihe oberhalb von ca. 40 Sonnenmassen enden über die Zwischenstufen Wolf-Rayet-Stern und Supernova als Schwarzes Loch. Sterne mit Massen zwischen ca. 8 und ca. 25 Sonnenmassen sowie alle massereichen Sterne mit hoher Metallizität enden als Neutronenstern. Liegt ihre Masse zwischen ca. 25 und ca. 40 Sonnenmassen, können Schwarze Löcher durch Rückfall des bei der unvollständigen Supernova abgesprengten Materials entstehen.

Da die Masse erhalten bleibt, wächst die Dichte des Körpers über alle Grenzen. Solche Körper krümmen die Raumzeit um sich herum so stark, dass man anschaulich von einem Loch im Gefüge des Raums sprechen könnte, man nennt sie jedoch exakter Singularität. Die Singularität wird von einem Raumzeitbereich umgeben, aus dem weder Materie noch Information nach außen gelangen kann. Die Grenze dieses Bereichs ist der sogenannte Ereignishorizont, die Entfernung des Ereignishorizontes von der Singularität ist der sogenannte Schwarzschildradius.

Quelle: Schwarzes Loch – Wikipedia

Also mindestens 25 Sonnenmassen.

 

[Threshold]

Es geht mir darum, wie viel Masse ein Objekt überhaupt braucht, um es so kompakt werden zu lassen, dass es eine Singularität bildet.
Presst man die Erde auf eine Murmel zusammen, würde daraus ein Schwarzes Loch entstehen.
Theoretisch könnte man das ja auch mit einem Kugelschreiber oder einem Staubkorn machen.

Die Mindestdichte kann man ja ausrechnen, aber wie sieht's mit der Masse aus? Es reicht da mit Sicherheit nicht, wenn ich einfach nur die Formel umstelle oder?

Na ja, die Mindestmasse sind eben 3 Sonnenmassen. Erst dann entsteht ein schwarzes Loch. Davor wird es ein Neutronenstern.
Aber nicht jeder Stern, der mehr als 3 Sonnenmassen hat, wird ein Schwarzes Loch, denn der Stern ist immer bemüht, unter dieser kritischen Masse zu kommen.
Dazu sprengt er ja seine Hülle ab. Ist aber der Eisenkern im Inneren größer als 3 Sonnenmassen, stürzt er zusammen und wird zum schwarzen Loch. Ist er kleiner als 3 Sonnenmassen, wird daraus ein Neutronenstern. Gesehen hat sowas natürlich noch keiner. Beteigeuze ist ja ein großer Kandidat für eine Supernova und ein mögliches schwarzes Loch. Aber wann der Stern explodieren wird, weiß halt auch niemand.

Das Blöde ist nur,
das die Gravitation unendlich weit wirkt.

Rein theoretisch sollte also in Galaxien die Gravitation das Sagen haben,

in den "dünnen" leeren Räumen dazwischen diese "dunkle Energie" und "dunkle Masse".

Nach unserem Verständnis sind nur 5% der Materie mit unseren Messmethoden nachweisbar,
oder anders gesagt,
wir haben praktisch überhaupt keine Ahnung,
wie das Alles zusammenhängt.

Tja, 5% der Masse ist leuchtende Materie. 30% Dunkle Materie und der Rest ist dunkle Energie. Wobei eben die Dunkle Energie eine Anti Gravitation ist. Wieso und weshalb weiß aber keiner. Brauchbare Theorien gibt es da auch noch keine. Die Dunkle Materie wird meiner Meinung nach aber in den nächsten 50 Jahren ergründet werden. Man braucht einfach stärkere Teilchenbeschleuniger. Mal sehen, was der LHC nach seinem Umbau liefern kann. Da sind ja alle gespannt.

Stand jetzt, ja aber die Raum Ausbreitung beschleunigt sich immer später und es ist nicht mit einer Verlangsamung zu rechnen.

Es gibt keine Mindestgrenze, da die Singularität selbst auch unendlich klein ist, nur eine obere Grenze ab der diese stabil ist und nicht sofort verpfufft durch die (wahrscheinlich existierende) Hawkingstrahlung.

Das ist vermutlich das Problem. Die Hawking Strahlung ist so gering, dass man es schlicht nicht nachweisen kann. Da braucht es bessere Instrumente.

 

[Adi1]

Was in einem schwarzen Loch abgeht,

davon haben wir leider auch keine Ahnung.

Es gibt zwar viele Berechnungen in der theoretischen Astrophysik,

welche aber auch immer noch unbestätigt sind.