Gibt es eine "Vorstufe" von einem Schwarzen Loch, welches eine Fluchtgeschwindigkeit gerade unterhalb der Lichtgeschwindigkeit besitzt?
Wie oben beschrieben, frage ich mich, ob es Planeten gibt, welche eine so große Gravitation besitzen, und ob diese auch zu einem Schwarzen Loch zusammenfallen können?
4 Antworten
Hallo KarateChrista23,
wie einige Vorredner schon gesagt haben, ist der Neutronenstern so etwas wie die Vorstufe zum Schwarzen Loch (SL).
Er hat mehr Masse als die Sonne, hat dabei nur den Durchmesser einer mittleren Stadt und heißt so, weil er in seinem Inneren einen so großen Druck erzeugt, dass Neutronen dort stabil sind und das Innere vorwiegend aus Neutronen besteht.
Diese befinden sich in einem speziellen Zustand, den man Fermi-Entartung nennt und die bei ihnen den nötigen Gegendruck gegen die eigene Schwerkraft erzeugt, übrigens unabhängig von der Temperatur.
Was ihn zur 'SL-Vorstufe' macht, ist das tiefe Gravitationspotential an und in der Nähe der (übrigens festen) Oberfläche, die eine ausgeprägte Gravitationsrotverschiebung und auch einen erheblichen Gravitationslinseneffekt verursacht. Außerdem fehlt ihm zum SL nur relativ wenig Masse im Verhältnis zu der, die er hat.
Übrigens ist diese 'Fluchtgeschwindigkeit gleich Lichtgeschwindigkeit' - 'Erklärung' für den EH eingängig, aber falsch.
Die Lichtgeschwindigkeit c ist kein Tempo wie jedes andere auch, sondern nimmt, obgleich endlich, die Rolle ein, die in der Newton'schen Version der Klassischen Mechanik eine unendliche Geschwindigkeit innehätte. Die spezifische kinetische Energie eines Körpers B, der sich mit einem Tempo v bewegt, ist
(1) E[k]/m = c²(γ – 1) = c²(1/√{1–v²/c²} – 1),
die für v << c näherungsweise in ½·v² übergeht. Als Maß dafür, wie schnell man ist, kann sinnigerweise auch der spezifischen Impuls γ·v verwenden, oder die Rapidität ζ dienen, deren Tangens Hyperbolicus v/c ist.
Ein kugelsymmetrisches Gravitationsfeld wird durch die Schwarzschild-Metrik
(2) dτ² = dt²·q² – dr²/(c²·q²) – r²dΩ²/c²
beschrieben, die einfachste Lösung für Einsteins Feldgleichungen. Dabei ist dt eine kurze Zeitspanne aus der Sicht eines entfernten Beobachters dr eine kleine radiale und rdΩ eine kleine tangentiale Verschiebung.
Dank des Schwarzschild-Faktors
(3) q = √{1 – 2μ/r} = √{1 – 2GM/c²r}
bezeichnet r zwar noch immer eine Umkugel um das Massenzentrum mit der Fläche 4πr², aber keinen räumlichen Abstand zum Ursprung.
Das Gravitationspotential lässt sich als
(4) Φ = c²(q – 1) = c²(√{1–2GM/c²r} – 1)
beschreiben, was für |Φ|<<c² in –GM/r übergeht. Die Idee ist, dass sich bei einem Photon, das ja eine elektromagnetische Energie h·f und eine potentielle Energie h·f·Φ/c² hat, die Gesamtenergie
(5) ε = h·f·(1 + Φ/c²) = const.
sein muss, mit (4) also
(6) ε = h·f(∞) = h·f(r)·q(r),
und die Frequenz ist ja ein Maß der Zeit. Wenn also ein stationärer Beobachterauf r=R eine elektromagnetische Welle mit der Frequenz f(R)=1/T erzeugt, fällt diese für r→∞ auf
q(R)/T = f(R)√{1–2μ/R}.
Bei r = 2μ ist Φ = –c², und q=0. Würde dort ein Lichtsignal erzeugt, so würde dessen Frequenz auf 0 fallen, und zwar nicht etwa irgendwo, sondern für jedes r≠2μ. Es käme gar nicht weg. Deshalb sind SL ja auch schwarz.
Eine Fluchtgeschwindigkeit ist entweder kleiner als c, oder sie ist gar nicht definiert.
Bei r=3μ gibt es einen (instabilen) Photonenorbit, also außerhalb, nicht innerhalb des EH.
Die Masse eines Planeten ist dafür zu gering, es muss schon ein Stern von einer Ausgangsmasse von ca. 10 Sonnenmassen sein.
Die "Vorstufe" zum schwarzen Loch wäre ein Neutronenstern, auf dessen Oberfläche die Entweichgeschwindigkeit immerhin 0,7 c entspricht.
Eine SL-Vorstufe gibt es, aber mit einem (Mini-)Planeten hat selbige nur die Größe (Volumen) gemein, die Masse ist extrem viel größer, nämlich etwa 1,5 bis im Extremfall 3 Sonnenmassen.
Nennt sich Neutronenstern und ist der Rest eines massereichen Sterns, der in einer Supernova explodiert ist.
Wird der Sternenrest noch schwerer, dann entsteht direkt ein Schwarzes Loch.
Gruß
es gibt gar keine schwarzen löcher. lass dich nicht verarschen. urknall gab es auch nie.
Jetzt hast du mich aber total verunsichert! Kann es sein dass es den Osterhasen auch nicht gibt?
Kannst du zwar behaupten, aber dann bitte auch eine Hypothese, warum das so sein soll. Und wenn die testbar ist und die Tests übersteht, dann kann man darüber nachdenken. ob sie den Statur einer Theorie bekommt.
Ich höre???