Frage von DepravedGirl, 112

Existieren mikroskopisch kleine schwarze Löcher und wie entstehen sie?

Wie große schwarze Löcher entstehen habe ich mal gelesen.

Ein Stern mit etwa 8 bis 10 Sonnenmassen kollabiert am Ende seiner Existenz zu einem schwarzen Loch hatte ich gelesen, und nimmt dann diesen Schwarzschild-Radius als Ausdehnung ein, der aber alles andere als mikroskopisch klein ist.

Aber wie sollen mikroskopisch kleine schwarze Löcher entstehen ?, davon hatte ich schon öfter mal was gehört.

Gibt es diese mikroskopisch kleinen überhaupt, und wenn ja, wie lange existieren die ?, oder hat sich das jemand einfach nur so ausgedacht ?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von PhotonX, 64

Nach dem aktuellen Stand der Forschung strahlen schwarze Löcher sogenannte Hawking-Strahlung ab und zwar umso intensiver je kleiner sie sind. Dabei verlieren sie an Masse (irgendwo muss die Energie für die Hawking-Strahlung ja herkommen). Wenn ein schwarzes Loch also nichts zu fressen bekommt (also keine Materie aus seiner Umgebung akkretieren kann), dann sinkt seine Masse mit der Zeit, erst sehr langsam, dann immer schneller bis es ganz zerstrahlt.

Bei einem astronomischen schwarzen Loch mit mehreren Sonnenmassen dauert es sehr sehr lange, bis es zerstrahlt. Umgekehrt, die mikroskopischen schwarzen Löcher im CERN, um die vor einigen Jahren so viel Wind gemacht wurde, die durch die Kollosionen von extrem energiereichen Teilchen entstehen, zerstrahlen umgekehrt extrem schnell.

Ein schwarzes Loch, das einerseits lang genug lebt, um direkt (und nicht nur anhand seiner Zerfallsprodukte) untersucht zu werden, andererseits aber klein genug um mikroskopisch genannt werden zu können, entsteht, so weit ich weiß, weder in der "freien Wildbahn" noch kann es künstlich erzeugt werden. Man könnte denken, dass ein ein makroskopisches schwarzes Loch irgendwo im Weltall gerade jetzt seine letzten Jahre vor der endgültigen Zerstrahlung durchmachen dürfte, aber leider ist unser Universum nicht alt genug dafür, ein schwarzes Loch mit nur zwei Sonnenmassen braucht laut http://abenteuer-universum.de/stersterne/bl8.html 10^66 Jahre bis zur vollständigen Zerstrahlung, unser Universum lebt gerade mal etwa 10^10 Jahre...

Kommentar von DepravedGirl ,

Recht herzlichen Dank für deine umfangreiche und gute Antwort !

Kommentar von hypergerd ,

Der LINK ist gut. Er zeigt auch, dass es noch viel zu erforschen gibt, denn noch ist kein "Mikroloch" direkt nachgewiesen! (in CERN werden immer nur indirekt Energiestöße {meist in MeV} gemessen)

So weit ich weiß, ist die "Verdampfgeschwindigkeit" auch nur eine Theorie/Vorhersage von Hawking.

Man weiß zwar, dass da was über 10^30 Jahre brauchen könnte, aber nichts genaues.

Analog weiß man auch von Proton, dass die Zerfallsdauer über 10^30 Jahre liegt, aber mehr nicht (bis Unendlich {und so lange existiert kein Universum} gibt's noch viele Werte dazwischen!).

Kommentar von PhotonX ,

Beim Protonzerfall hat man tatsächlich nur eine untere Schranke für die Zerfallszeit. Kann gut sein, dass das Proton stabil ist, also überhaupt nicht zerfällt. Der Protonzerfall wird nur von sog. GUTs (grand unified theories) gefordert, welche die drei nichtgravitativen Wechselwirkungen vereinheitlichen, die Zerfallszeit kann aber prinzipiell sehr hoch sein, wenn man bloß die zusätzlichen Eichbosonen dieser Theorien schwer genug macht. Aber ob die GUTs stimmen oder nicht, weiß man nicht, ein Protonzerfall wäre ein Indiz dafür, aber es gibt keine andere Beobachtungen, die die GUTs bestätigen würden - im Moment sind sie also nur der Schönheit willen da.

Bei der Hawking-Strahlung ist es hingegen so, dass sie vorhergesagt wurde. Wenn also die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenfeldtheorie (genauer gesagt, ihre Kombination, die Quantenfeldtheorie auf gekrümmter Raumzeit) stimmen, und das sind im Gegensatz zu den GUTs sehr sehr gut durch Beobachtungen bestätigte Theorien, dann muss es Hawking-Strahlung zwingend geben.

Antwort
von dompfeifer, 42

Natürliche Schwarze Löcher entstehen nur durch astronomisch große Massen und zerfallen in astronomisch langen Zeiträumen. Künstlich im Labor erzeugte Schwarze Löcher entstehen mit mikroskopisch kleinen Massen und zerfallen in mikroskopisch kleinen Zeiträumen.

Theoretisch erreicht natürlich auch ein natürliches zerfallendes Schwarzes Loch einmal eine mikroskopische Größe für einen winzigen Zeitraum. Ein derartiger Prozess ist aber schwerer zu beobachten als das finale Siechtum eines Schnupfen-Virus.

Kommentar von DepravedGirl ,

Recht herzlichen Dank für deine Antwort !

Antwort
von Vapormaid, 54

Schau dir mal von CERN den LHC (large hadron collider) an.

Das ist aber alles nur theory und noch nicht passiert.

Kommentar von DepravedGirl ,

Ok, danke für deine Antwort !

Antwort
von Bogiano, 57

Ja, die sind aber 1000x kleiner als ein Atom und somit unrelevant für Menschen. Sie entstehen durch Erdanziehung und UV Strahlung.

Kommentar von DepravedGirl ,

Danke für deine Antwort !

Ich kann mir allerdings nicht vorstellen wie dadurch schwarze Löcher entstehen sollen.

Kommentar von Bogiano ,

Das müsste ich dir mal bei einem Kaffee erklären. Das ist definitiv zu viel zum schreiben :-).

Kommentar von DepravedGirl ,

;-))

Antwort
von PerlaDelacid, 58

Ja ich hab sogar eins 😥😌😉

Kommentar von DepravedGirl ,

Haha ;-)), ich hätte ahnen sollen, dass so eine Antwort kommt :-))

Kommentar von PerlaDelacid ,

:D

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