Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Hier werden andere Standardmodelle der Physik kritisiert oder verteidigt

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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon nocheinPoet » Donnerstag 26. März 2015, 09:54

Auch Moin Ralf,

Ralf Maeder hat geschrieben:NocheinPoet, das kleine "r" war ein Tippfehler, den ich erst bemerkte, als ich die erste Email mit meinen Registrierungsdaten erhalten hatte. Konnte ich nachträglich leider nicht mehr korrigieren, es sei denn vielleicht der Administrator?

Das geht, kann aber sein, dass Du danach noch mal Dein PW ändern musst oder so, ich werde die Tage mal schauen. Wenn was nicht geht, schreib mir eine Mail.


Ralf Maeder hat geschrieben:Du hast recht, ich schreibe aus praktischen Gründen ohne Umlaute, denn meine Tastatur ist eine englische und selbst wenn ich die Software auf deutsch umstelle, so ist es ein Ratespiel, wo die deutschen Umlaute genau liegen. Und das Z wird mit dem Y vertauscht, ein Riesendurcheinander. Wie du vielleicht aus meiner Zeit im Mahag weißt, lebe ich seit 15 Jahren in Guatemala, Mittelamerika.

Das klingt schön, ja da war mal was, gibt doch am günstige Tastaturen auch mit Umlauten, liefern die nicht bis nach Guatemala? Ich kann ja mal schauen. Also mich stört es auch nicht, aber mich selber würdest es stören, wenn ich keine Umlaute hätte.


Ralf Maeder hat geschrieben:Vielen Dank für die Links mit weiteren Informationen. Werde ich mir heute Abend anschauen (GMT-06:00). Yukterez hat mich darauf hingewiesen, dass ich seinen Kommentar etwas verdreht hatte. Sein Originalzitat vom Mahag war dieses:
Yukterez hat geschrieben:
Ralf Maeder hat geschrieben:Übersetze ich diesen Gedanken auf das innere eines Schwarzen Loches, so käme ich zu dem Schluss, dass dort im Prinzip dasselbe auftritt: je mehr man sich dem Zentrum des SL nähert, umso geringer ist die Gravitation dort bis sie schließlich im Zentrum völlig ausbalanciert ist und dort also die Gravitation null beträgt, Schwerelosigkeit.

Allerdings kannst du nicht für immer auf die Erde zufallen ohne je auf die Erde zu knallen. Außerdem, eine wirklich homogene Massenverteilung hat man schon bei der Erde nicht, und noch weniger in einem schwarzen Loch. Bei jeder Masse braucht es immer elektromagnetische Kräfte die dem Gravitationskollaps entgegen wirken. Diese können sich aber nur mit c im Raum ausbreiten, während der Raum selbst mit mehr als c nach innen gezogen wird. Also gewinnt letzten Endes die Gravitation.

Ach so, ja nun wird das klarer was er meinte.


Ralf Maeder hat geschrieben:Allerdings was ich im Allgemeinen fragen wollte, ist ob denn Materie nicht nur ein Maximum an Kompaktheit erreichen kann, über den hinaus sie nicht weiter verdichtet werden kann? Wenn ich die Theorie über SL richtig verstehe, so ist im Zentrum, der Singularität, diese Obergrenze der Kompaktheit effektiv überschritten, denn die Dichte geht gegen unendlich, sei es durch extreme Krümmung der Raumzeit oder Quanteneffekte? Das hieße dann aus meiner naiven Sicht, dass Materieteilchen sich überlappen?

Ja da gibt es was, schrieb ich ja schon, zurzeit haben wir so drei konkretere Ansätze das Universum zu beschreiben, wenn wir über die ART und QT hinausschauen, also so Richtung TOE, da haben wir die Stringtheorie (ich persönlich halte da inzwischen nicht mehr viel von), dann die Schleifenquantengravitation (Loop-Quantengravitation) und dann "E8", hier mal ein Auszug zur Schleifenquantengravitation:

Reinhard Lassek hat geschrieben:Fäden und Schleifen

... Wie gesagt, lässt sich ohne eine Theorie der Quantengravitation die physikalische Welt als Ganzes nicht plausibel beschreiben. Doch diese Theorie der großen Vereinigung existiert noch nicht. Es gibt allenfalls vielversprechende Ansätze. Hoffnungsvollste Kandidaten dabei sind derzeit die String- und die Loop-Theorie. Beide postulieren völlig neue Vorstellungen von Teilchen -winzigen Strukturen weit unterhalb jener Dimensionen, mit der es Teilchenphysiker bislang zu tun hatten. Es geht dabei nicht mehr um punktförmige Objekte, sondern um die Schwingungszustände winzigster Fäden, "Strings", oder um die Knotenpunkte eines über Schleifen, "Loops", geknüpften raumzeitlichen Netzwerks.

Bojowald setzt auf die Loop-Theorie. Die Schleifen-Quantenkosmologie löst den herkömmlichen kontinuierlichen Zeitbegriff zugunsten einer diskreten Zeit auf. Und dies garantiert eine Umgehung jener Urknall-Singularität, bei der die Werte für die Raumzeit-Krümmung sowie die der materiellen Dichte und Temperatur ins Unendliche und somit Sinnlose anwachsen.

Doch was ist unter "diskreter Zeit" zu verstehen und worauf beruht ihre überragende Bedeutung für die Beschreibung kosmologischer Ursprungs-Szenarien?

Anders als die Relativitätstheorie, die von einem Raum-Zeit-Kontinuum ausgeht, sorgen quantenmechanische Vorstellungen dafür, dass sich die Raumzeit in allerkleinste Einheiten, quasi in Raumzeit-Atome, aufteilen lässt. Im Gegensatz zur kontinuierlichen Zeitlinie, die theoretisch unendlich viele Zeitpunkte aufweist, liefert die Quantelung der Zeit nur noch eine begrenzte Anzahl diskreter Zeitpunkte. Diese bilden eine Art Raster. "Zeit" kann sich nach Bojowald "nicht mehr beliebig ändern, sondern nur im Vielfachen eines kleinsten Zeitschritts".

Ist die Zeit gerastert, dann steht dem Universum auch weniger Zeit zu Verfügung. Denn ein Raster bedeutet, dass alles, was zwischen den einzelnen Rasterpunkten, jenen theoretisch kleinsten Zeitschritten, liegt, eliminiert wird. "Es existiert", stellt Bojowald fest, "buchstäblich nichts zwischen zwei aufeinanderfolgenden atomaren Zeitpunkten im diskreten Gitter der Quantengravitation."

Die Einführung der diskreten Zeit hat nicht nur bedeutende Auswirkungen auf die Struktur der Raumzeit selbst, sondern berührt auch die Frage nach der Materie- oder Energiedichte des Universums. Während bei Annahme einer kontinuierlichen Zeitachse die Energiedichte beliebig ansteigen kann, was unweigerlich zum Kollaps des Universums führen muss, bleibt die Energieaufnahme-Kapazität eines diskreten Zeitgitters stets begrenzt.

Ein Zeitgitter funktioniert wie ein poröser Schwamm: Nur eine begrenzte Menge Wasser kann aufgenommen werden. Und einmal vollgesogen, wird überschüssiges Wasser einfach abgestoßen. Ganz ähnlich reagiert auch der Schleifen-Quantenkosmos in der Situation des Urknalls, jenem denkbar höchst-energetischen Ereignis des Universums. Ist der Zeitpunkt der maximalen Energieaufnahme erst einmal erreicht, wirkt das Zeitgitter für zusätzliche Energie abstoßend. "Abstoßende Kräfte", betont Bojowald, "verhindern die Singularität, bewahren die Raum-Zeit vor dem Untergang und ermöglichen eine Welt vor dem Urknall."

Da es außerhalb des Universums nichts gibt, wohin überschüssige Energie verdrängt werden könnte, verbleibt nur noch eine Möglichkeit, den verhängnisvollen Energiezuwachs zu stoppen: Es kommt nicht zum großen Knall, sondern zum großen Rückprall. Das Volumen des Universums wechselt gewissermaßen von minus auf plus. "Die Zeit vor dem Urknall", folgert Bojowald, "impliziert eine Umkehrung der räumlichen Orientierung." Die Raumzeit wird dabei wie ein Handschuh umgestülpt. Und das bedeutet, der Urknall ist kein Nullpunkt mehr, sondern ein Umkehr- oder Durchgangspunkt.

Die Raumzeit hört also im Urknall nicht mehr auf, zu existieren, sondern bleibt erhalten. Das Urknall-Universum hat somit erstmals eine Vorgeschichte. Denn jener Energieüberschuss lässt sich nur verhindern, indem die Ursache für den Energiezuwachs selbst gestoppt und die Expansion der Raumzeit umgekehrt wird: "Auf diese Weise", erklärt Bojowald, "liefert ein Weniger von lokalen Zeitpunkten im Gitter eine physikalische Gegenkraft zum Kollaps und damit ein Mehr an Zeit vor dem Urknall."

Um Missverständnisse zu vermeiden: Bojowald hält die Urknalltheorie, durchaus für geeignet, die sukzessive^ Entstehung von Atomkernen, Atomen! und weiter zusammengesetzter Materie bis hin zu Galaxien aus einem heißen Anfangszustand zu erklären. Doch er sieht auch die Grenzen dieses etablierten Weltbildes, wenn es um eine Vorhersage des Anfangs der Welt geht.

Gibt es Gründe, warum sich auch Nicht-Physiker mit der Schleifen-Quantengravitation beschäftigen sollten? Folgt man Bojowalds Darstellung, dann kann es darüber keinerlei Zweifel geben. Denn schließlich geht es um das grundsätzliche Verständnis unserer Welt, um die Rätsel von Zeit und Raum, aber auch um die faszinierenden Wege, die die menschliche Erkenntnis nimmt, und welche Konsequenzen dies sodann für das jeweils persönliche Welt- und Menschenbild hat. Die herkömmliche "Urknall-Singularität", ist Bojowald überzeugt, "stellt sich als Grenze der alten Sprache heraus, in der sie erstmals formuliert wurde. Sie bedeutet jedoch keine Grenze der Welt."

http://www.gaebler.info/sonstiges/wissen.htm

Demnach gibt es also eine bestimmte Menge an Energie, die die Raumzeit aufnehmen kann und nicht unendlich viel, ein Singularität gibt es demnach nicht. Das mit den Zeitquantisierung hatte ich mir so auch mal vor vielen Jahren überlegt, halte das für eine logische Annahme. Persönlich mag ich aber das Modell von Lisi mit E8 am meisten, es hätte sicher auch Einstein gefallen. Hier nur mal so ein Link dazu:

http://www.focus.de/wissen/weltraum/ode ... 75059.html

Und hier noch einer zu Bojowald:
http://www.spektrum.de/pdf/sdw-09-05-s0 ... 92248?file

Und so noch was:
http://www.joergresag.privat.t-online.d ... chap22.htm
http://www.joergresag.privat.t-online.d ... chap81.htm
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon ralfkannenberg » Donnerstag 26. März 2015, 10:59

ralf Maeder hat geschrieben:Yukterez hat mich darauf hingewiesen, dass ich seinen Kommentar etwas verdreht hatte. Sein Originalzitat vom Mahag war dieses:

Ralf Maeder hat geschrieben:
Uebersetze ich diesen Gedanken auf das innere eines Schwarzen Loches, so kaeme ich zu dem Schluss, dass dort im Prinzip dasselbe auftritt: je mehr man sich dem Zentrum des SL naehert, umso geringer ist die Gravitation dort bis sie schliesslich im Zentrum voellig ausbalanziert ist und dort also die Gravitation null betraegt, Schwerelosigkeit.

Yukterez hat geschrieben:
Allerdings kannst du nicht für immer auf die Erde zufallen ohne je auf die Erde zu knallen. Außerdem, eine wirklich homogene Massenverteilung hat man schon bei der Erde nicht, und noch weniger in einem schwarzen Loch. Bei jeder Masse braucht es immer elektromagnetische Kräfte die dem Gravitationskollaps entgegen wirken. Diese können sich aber nur mit c im Raum ausbreiten, während der Raum selbst mit mehr als c nach innen gezogen wird. Also gewinnt letzten Endes die Gravitation.

Hallo Namensvetter,

besten Dank. Das ist ein sehr interessanter Aspekt. Vorsicht bitte, dass er nur für "hinreichend" leichte Körper gilt, also nicht für "jede Masse".

Bei hinreichend kleinen Massen, wie man sie bei Planeten sowie den leichteren Braunen Zwergen vorfindet, wird der atomare Aufbau von elektromagnetischen Kräften bestimmt, die viel stärker als die Schwerkraft sind. Aus diesem Grunde erleiden Planeten und die leichteren Braunen Zwerge auch ohne Strahlungsdruck keinen Gravitationskollaps. Ab einer genügend großen Masse jedoch dominiert die Schwerkraft, so dass die uns vertraute atomare Struktur zusammenbricht und der Himmelskörper einen Gravitationskollaps erleidet. Dieser kann vom Strahlungsdruck, vom Pauli'schen Ausschließungsprinzip für Elektronen oder vom Pauli'schen Ausschließungsprinzip für Neutronen gestoppt werden.

Aus physikalischer Sicht sind somit also folgende Szenarien denkbar:

Gravitationskollaps wird von:

1. elektromagnetischen Kräften, die den atomare Aufbau bestimmen, gestoppt: --> Kleinkörper, Planeten und leichte Braune Zwerge
2. Pauli'schen Ausschließungsprinzip für Elektronen gestoppt: --> schwere Braune Zwerge und Weisse Zwerge
3. Strahlungsdruck gestoppt: --> leuchtende Sterne (Hauptreihensterne, Rote Riesen)
4. Pauli'schen Ausschließungsprinzip für Neutronen gestoppt: --> Neutronensterne
5. nicht gestoppt: --> Schwarze Löcher

Möglicherweise gibt es zwischen (4) und (5) noch weitere Möglichkeiten, einen Gravitationskolaps zu stoppen, dazu gibt es Überlegungen betreffend Quarksternen und Axionensternen.

Streng genommen gilt Yuketerez' Statement also nur für (1), lässt sich aber völlig analog auch auf (2) und (4) fortsetzen. (3) ist eine Zwischenphase, da ja eines Tages der Kernbrennstoff des Sternes aufgebraucht ist und der Strahlungsdruck zum erliegen kommt.


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon Herr Senf » Donnerstag 26. März 2015, 12:42

Hallo zusammen, zu dem, was Yukterez geschrieben hatte:
Diese können sich aber nur mit c im Raum ausbreiten, während der Raum selbst mit mehr als c nach innen gezogen wird.
Also gewinnt letzten Endes die Gravitation.

Das ist eher weniger Physik, als eine andere mathematische und ART-konforme Beschreibung von schwarzen Löchern.
Der Raum fließt nach Newton/Galilei auf den Ereignishorizont zu und erreicht dort Lichtgeschwindigkeit, danach kann nichts entkommen.
In jedem Raumpunkt gilt aber lokal die SRT, man kann diese sich wie mit dem Raum-Fluß mittreibende Boote vorstellen, drin SRT.
Das ist das sogenannte Wasserfall- oder Fluß- bzw. River-Modell, haben wir im Januar bei MB auf den ScienceBlogs diskutiert.
Wer will, hier nachlesen http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drac ... zeitstaub/
Die Diskussion hat aber Unklarheiten hinterlassen, das letzte Wort hat der Chief-Mathematiker Cryptic versucht.
Man müßte korrekter sagen "also gewinnt letzten Endes die Raumkrümmung", die hat ja die unvermeidliche Singularität.
Mit der Gravitation als Kraftbegriff nach Newton auf das Raum-Boot wirkend kommt man nur bis zum Ereignishorizont.

Grüße Senf
ich will auch mal was dazu sagen
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon ralfkannenberg » Donnerstag 26. März 2015, 13:29

Herr Senf hat geschrieben:das letzte Wort hat der Chief-Mathematiker Cryptic versucht.

Hallo Herr Senf,

bist Du Dir sicher ? Der schreibt ja keine Einzeiler und nutzt auch keine gefährlichen Smileys anstelle von Argumenten.


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon Herr Senf » Donnerstag 26. März 2015, 14:41

Hallo Ralf, ziemlich:
Er taucht öfters mal in anderen Blogs auf wie JS oder MB ..., immer wo es mit der Relativitätstheorie zusammenhängt.
Dann unter seinem früheren RK-Nick, zeitgleich kommen häufig ähnliche "Einlassungen" auch bei M&H, kein Zufall.
Er liest die "Relativistenszene" mit, ich hab schon mit ihm "diskutiert", freue mich immer über's Verstehen von l'Hospital.

Grüße Senf
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon ralf Maeder » Freitag 27. März 2015, 06:18

NocheinPoet,
das ist wirklich ein interessantes Konzept der Zeitquantisierung. Kann mich mit dem Gedanken der Umstuelpung der raeumlichen Orientierung im Moment des Urknalles aber nicht anfreunden. Ich bin sowieso kein Fan vom Urknall-Szenario. Diese Zeitquantisierung waere vielleicht sogar messbar, falls es sie gaebe, wenn man extreme Zeitdilatationen messtechnisch auswerten koennte. Dann sollte eine Quantisierung zum Vorschein kommen.

Ich moechte noch einmal meinen Beitrag wiederholen, wo die Wikipedia ueber das "Verdampfen" von SL spricht:

Dort steht unter "Hauptsätze der Schwarzloch-Dynamik", dass die Summe der Flächen der Ereignishorizonte eines SL niemals abnehmen kann." Zitat Ende.
Nun nehme ich mal an, dass damit ebenfalls unwiderruflich die Groesse und Masse des SL festgelegt wird, sie kann also ebenfalls nicht kleiner werden!?

Und dann wird die Beschreibung in der Wikipedia noch verwirrender: "Quantentheoretische Überlegungen zeigen, dass jedes Schwarze Loch auch Strahlung abgibt. Es findet dabei kein Materie- oder Energietransport aus dem Inneren des Schwarzen Lochs statt." Dennoch wird behauptet, dass ein SL mit der Zeit "verdampfen" koennte/sollte. Allerdings frage ich mich, was denn da nun vom SL verloren geht und dafuer sorgt, dass es "verdampft" wenn es doch weder Strahlung noch Materie jenseits des Ereignishorizontes verlieren kann!?

Ich zitiere die Wikipedia: "Von außen betrachtet sieht es also so aus, als würde das Schwarze Loch „verdampfen“ und somit langsam kleiner werden."
Wie geht denn die eine Behauptung mit der anderen zusammen?

Ist die Wikipedia falsch oder zu vereinfacht und laesst ein paar wichtige Punkte unerwaehnt? Oder verstehe ich die Aussagen falsch?


Hallo ralfkannenberg, habe den Wikipedia-Artikel ueber Neutronensterne gelesen und er hat mir bessere Eindruecke verschafft, was ich davon halten sollte und was fuer ungewoehnliche Zustaende Materie durchmachen koennte unter diesen extremen Bedingungen. Es wird auch klar, dass selbst bei Neutronensternen noch viel spekuliert wird und wichtige Erkenntnisse bzw. mathematische Beschreibungen fehlen und so scheint es so zu sein, dass bei SL der Unsicherheitsfaktor der heutigen Wissenschaft noch um einiges hoeher liegt!?

Gruss Ralf.
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon Uli » Freitag 27. März 2015, 13:00

ralf Maeder hat geschrieben:Ich moechte noch einmal meinen Beitrag wiederholen, wo die Wikipedia ueber das "Verdampfen" von SL spricht:

Dort steht unter "Hauptsätze der Schwarzloch-Dynamik", dass die Summe der Flächen der Ereignishorizonte eines SL niemals abnehmen kann." Zitat Ende.
Nun nehme ich mal an, dass damit ebenfalls unwiderruflich die Groesse und Masse des SL festgelegt wird, sie kann also ebenfalls nicht kleiner werden!?

Und dann wird die Beschreibung in der Wikipedia noch verwirrender: "Quantentheoretische Überlegungen zeigen, dass jedes Schwarze Loch auch Strahlung abgibt. Es findet dabei kein Materie- oder Energietransport aus dem Inneren des Schwarzen Lochs statt." Dennoch wird behauptet, dass ein SL mit der Zeit "verdampfen" koennte/sollte. Allerdings frage ich mich, was denn da nun vom SL verloren geht und dafuer sorgt, dass es "verdampft" wenn es doch weder Strahlung noch Materie jenseits des Ereignishorizontes verlieren kann!?

Ich zitiere die Wikipedia: "Von außen betrachtet sieht es also so aus, als würde das Schwarze Loch „verdampfen“ und somit langsam kleiner werden."
Wie geht denn die eine Behauptung mit der anderen zusammen?

Ist die Wikipedia falsch oder zu vereinfacht und laesst ein paar wichtige Punkte unerwaehnt? Oder verstehe ich die Aussagen falsch?


Man müsste eventuell alles lesen und nicht nur die, aus dem Zusammenhang gerissenen, von dir zitierten Abschnitte. Z.B.

Die „Hauptsätze der Schwarzloch-Dynamik“
Für Schwarze Löcher folgen aus der allgemeinen Relativitätstheorie Gesetze, die auffallend jenen der Thermodynamik gleichen. Schwarze Löcher verhalten sich ähnlich wie ein Schwarzer Strahler, sie haben also eine Temperatur. Es gelten im Einzelnen die folgenden Gesetze: ...


Die beiden Hauptsätze folgen also aus der klassischen, d.h. unquantisierten, Physik ("allgemeine Relativitätstheorie"). Hawking-Strahlung und Verdampfung ist aber ein Quanteneffekt, der die Vorhersagen der klassischen Physik ggf. korrigiert.
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon ralfkannenberg » Freitag 27. März 2015, 14:34

ralf Maeder hat geschrieben:Ist die Wikipedia falsch oder zu vereinfacht und laesst ein paar wichtige Punkte unerwaehnt? Oder verstehe ich die Aussagen falsch?

Hallo Namensvetter,

wie Uli schon geschrieben hat hast Du nicht alle Aspekte zitiert. An sich müsstest Du das in der Originalarbeit von Hawking nachlesen - auch die Wikipedia kann hier nur eine sehr vereinfachte Darstellung bieten. Hast Du es einmal mit der englsichen Wikipedia versucht ? Die ist meistens genauer.

ralf Maeder hat geschrieben:Es wird auch klar, dass selbst bei Neutronensternen noch viel spekuliert wird und wichtige Erkenntnisse bzw. mathematische Beschreibungen fehlen und so scheint es so zu sein, dass bei SL der Unsicherheitsfaktor der heutigen Wissenschaft noch um einiges hoeher liegt!?

Es erschliesst sich mir nicht, wie Du darauf kommst, dass das "auch klar" werde. Worauf begründest Du das ? ich meine - hochkomplexe Gebilde wie Planeten sind schwierig zu beschreiben, aber ein Neutronenstern ist doch eher ein einfach beschreibbares Objekt.

Wenn Du Dich für dieses Thema besonders interessierst, so kann ich das kleine Büchlein "Weiße Zwerge - Schwarze Löcher" von R.Sexl/H.Sexl sehr empfehlen; die Neutronensterne kommen da gleichwertig ebenfalls vor, sie sind lediglich nicht im Titel erwähnt.


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon ralf Maeder » Freitag 27. März 2015, 16:21

Ralfkannenberg,

hier die Stellen der Wikipedia, die sich auf das Modell eines Neutronensterns beziehen und auf ein unkomplettes Verstaendnis ueber Aufbau und Prozesse hindeuten. Als Laie schliesse ich daraus, dass unsere Erkenntnisse diesbezueglich allenfalls "Best-Guesses" sind. Mein Schluss, wenn wir bei einem Objekt, das noch keine Singularitaet besitzt schon kein komplettes mathematisches und physikalisches Modell haben, so wird es im Falle von SL unser Unsicherheitsfaktor noch wesentlich hoeher sein.

Zitat Wikipedia:

Aufbau:
Welche Materieformen ab einer Tiefe vorliegen, bei der die Dichte auf das Dreifache der von Atomkernen steigt, ist unbekannt, da sich derartige Dichten auch bei Kollisionen von Atomkernen in irdischen Teilchenbeschleunigern nicht erzeugen und damit auch nicht studieren lassen.

Möglicherweise beginnt dort eine Kernzone aus Pionen oder Kaonen. Da diese Teilchen Bosonen sind und nicht dem Pauli-Prinzip unterliegen, könnten sie alle den gleichen energetischen Grundzustand einnehmen und damit ein sogenanntes Bose-Einstein-Kondensat bilden. Dabei könnten sie dem enormen Außendruck wenig entgegensetzen, so dass ein zweiter Kollaps zu einem Schwarzen Loch möglich wäre.

Eine weitere Möglichkeit wäre das Vorliegen freier Quarks. Da neben Up- und Down-Quarks auch Strange-Quarks vorkämen, bezeichnet man ein solches Objekt als seltsamen Stern (engl. strange = seltsam) oder Quarkstern. Eine derartige Materieform würde durch die starke Wechselwirkung stabilisiert und könnte daher auch ohne den gravitativen Außendruck existieren. Da Quarksterne dichter und damit kleiner sind, sollten sie rascher rotieren können als reine Neutronensterne. Ein Pulsar mit einer Rotationsperiode unter 0,5 ms wäre bereits ein Hinweis auf die Existenz dieser Materieform.

Weiteres:
Die Zustandsgleichung für einen Neutronenstern ist noch immer unbekannt. Man geht davon aus, dass sie sich signifikant von der eines Weißen Zwerges unterscheidet. Die Zustandsgleichung eines Weißen Zwerges ist die eines entarteten Gases, das in guter Näherung mit der speziellen Relativitätstheorie beschrieben werden kann. Bei einem Neutronenstern sind jedoch die Effekte der allgemeinen Relativitätstheorie nicht mehr vernachlässigbar. Daraus resultieren auch insbesondere die beobachteten Abweichungen von den vorhergesagten Grenzen der Massen für einen Neutronenstern.

Zitat Ende.

Ja, ich kann auch englische Texte gut lesen. Ich werde mal versuchen, die Arbeit von Stephen Hawking zu erhaschen. Ist nehme ich mal an das ist kein Buch sondern eine wissenschaftliche Arbeit?

Gruss Ralf.
ralf Maeder
 
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Re: Fragen eines Laien zur Theorie der schwarzen Loecher

Beitragvon ralfkannenberg » Freitag 27. März 2015, 16:40

Hallo Namensvetter,

das ist nun aber eher ein Anti-Denken, welches Du machst. Zielbringender wäre es meines Erachtens, das aufzuschreiben, was man weiss und erst dann die Lücken zu benennen. Das wird übrigens wenn man sich den vollen Wikipdeia-Artikel anschaut auch so gemacht.

Deswegen würde ich Deiner Feststellung

Ralf Maeder hat geschrieben:Als Laie schliesse ich daraus, dass unsere Erkenntnisse diesbezueglich allenfalls "Best-Guesses" sind. Mein Schluss, wenn wir bei einem Objekt, das noch keine Singularitaet besitzt schon kein komplettes mathematisches und physikalisches Modell haben, so wird es im Falle von SL unser Unsicherheitsfaktor noch wesentlich hoeher sein.


zumindest in dieser Form nicht zustimmen.

Um der Sache etwas auf den Grund zu gehen, kann man versuchen zu verstehen, woher diese vorgenannten Ungewissheiten kommen:

Ralf Maeder hat geschrieben:Aufbau:
Welche Materieformen ab einer Tiefe vorliegen, bei der die Dichte auf das Dreifache der von Atomkernen steigt, ist unbekannt, da sich derartige Dichten auch bei Kollisionen von Atomkernen in irdischen Teilchenbeschleunigern nicht erzeugen und damit auch nicht studieren lassen.

Fangen wir doch gerade hiermit an. Was ist der Grund für diese Beschreibungen ? Ganz am Anfang des deutschen Wikipedia-Artikels gibt es dazu einen wichtigen Hinweis.

Was die beiden folgenden Abschnitte anbelangt, so würde ich hier die englische Wikipedia vorziehen, zumal diese wortemässig zwar kürzer, inhaltlich aber doppelt so umfangreich ist:

Möglicherweise beginnt dort eine Kernzone aus Pionen oder Kaonen. Da diese Teilchen Bosonen sind und nicht dem Pauli-Prinzip unterliegen, könnten sie alle den gleichen energetischen Grundzustand einnehmen und damit ein sogenanntes Bose-Einstein-Kondensat bilden. Dabei könnten sie dem enormen Außendruck wenig entgegensetzen, so dass ein zweiter Kollaps zu einem Schwarzen Loch möglich wäre.

Eine weitere Möglichkeit wäre das Vorliegen freier Quarks. Da neben Up- und Down-Quarks auch Strange-Quarks vorkämen, bezeichnet man ein solches Objekt als seltsamen Stern (engl. strange = seltsam) oder Quarkstern. Eine derartige Materieform würde durch die starke Wechselwirkung stabilisiert und könnte daher auch ohne den gravitativen Außendruck existieren. Da Quarksterne dichter und damit kleiner sind, sollten sie rascher rotieren können als reine Neutronensterne. Ein Pulsar mit einer Rotationsperiode unter 0,5 ms wäre bereits ein Hinweis auf die Existenz dieser Materieform.


The composition of the superdense matter in the core remains uncertain. One model describes the core as superfluid neutron-degenerate matter (mostly neutrons, with some protons and electrons). More exotic forms of matter are possible, including degenerate strange matter (containing strange quarks in addition to up and down quarks), matter containing high-energy pions and kaons in addition to neutrons, or ultra-dense quark-degenerate matter.


Ralf Maeder hat geschrieben:Weiteres:
Die Zustandsgleichung für einen Neutronenstern ist noch immer unbekannt. Man geht davon aus, dass sie sich signifikant von der eines Weißen Zwerges unterscheidet. Die Zustandsgleichung eines Weißen Zwerges ist die eines entarteten Gases, das in guter Näherung mit der speziellen Relativitätstheorie beschrieben werden kann. Bei einem Neutronenstern sind jedoch die Effekte der allgemeinen Relativitätstheorie nicht mehr vernachlässigbar. Daraus resultieren auch insbesondere die beobachteten Abweichungen von den vorhergesagten Grenzen der Massen für einen Neutronenstern.

Zitat Ende.

Was ist nun hier der konkrete Grund dafür, dass diese Zustandgleichung unbekannt ist ?

Worauf ich hinaus will: es ist nicht ein "pauschales Unwissen", sondern vielmehr ist recht gut bekannt, woher dieses Unwissen rührt und wo konkret angesetzt werden muss, um es besser verstehen zu können.

Bei diesen Unklarheiten geht es ja um den Kernbereich von Neutronensternen. Warum ergibt sich dieses Problem bei Schwarzen Löchern nicht ?


Freundliche Grüsse, Ralf
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