Ist ein schwarzes loch eine Scheibe?

6 Antworten

Nein, ja, doch, äh...

Unter einem Schwarzen Loch versteht man landläufig ein Gesamtgebilde aus mehreren Komponenten.

"Kern" des Schwarzen Loches, im wortwörtlichen Sinne, ist die Massenansammlung in seinem Inneren. Die gewaltige Masse eines kompletten Sternes - je nach Art des SL auch mehrere Dutzend Sonnenmassen, auch tausende bis sogar milliarden Sonnenmassen - sind auf einem extrem winzigen Raum komprimiert, nicht größer als ein Atom. Je nach physikalischen Grundlagen, die man anwendet, wäre zumindest rechnerisch ein unendlich winziger Punkt ohne jegliche Raumausdehnung möglich. Deswegen wird die Massenkonzentration gelegentlich auch Singularität benannt.

Der "Kern" wird zumschlossen von der Schwarzschildsphäre. Das ist der Bereich, in dem die Anziehung so groß ist, dass nicht einmal Licht entweichen kann. Die Form ist kugelförmig oder bei einem rotierenden SL die eines Rotationsellipsoiden. Vermehrt wird diese kreisförmige Erscheinung als das eigentliche Schwarze Loch angesehen. Von nahem sähe es auch tatsächlich aus wie ein Loch im Universum.

Die Schwarzschildsphäre wird häufig von Materie umkreist - meist Gas und kleinste Partikel, deren Umlaufgeschwindigkeit noch zu hoch ist, um in die Sphäre zu fallen. Nahe der Schwarzschildsphäre rotiert diese Materie so schnell und ist so hoch konzentriert, dass sie eine sehr dünne Scheibe aus hellglühendem Material bildet.

Also:

Der Kern ist annähernd punktförmig

Die Schwarzschildsphäre ist annähernd kugelförmig

Die Akkretionsscheibe ist ziemlich exakt scheibenförmig.

Der Ker


Basinga795  20.01.2021, 18:20

Sehr gut erklärt!

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sowas wird vermutet ---- also nicht direkt völlig scheibe, aber eben mehr in der ebene als in der 3ten dimension. Dass die Galaxien so aussehen hat wohl auch damit was zu tun.


Hinkelsteiner  20.01.2021, 22:10

Nach Lesch soll sogar das Universum flach sein.

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Hallo Lea524,

ein Schwarzes Loch (SL) ist definitiv keine Scheibe; mir ist nicht einmal eine "Flat Black Hole Society" bekannt, die das behauptete😉.

Ein SL ist der innere Teil des Gravitationsfeldes eines kollabierten Körpers. Von dessen äußerem Teil ist er durch den Ereignishorizont (EH) angegrenzt, ist im einfachsten Fall eine Kugelschale.

Der Ereignishorizont ...

... hat seinen Namen daher, dass man von einer Seite aus Ereignisse auf der anderen Seite nicht beobachten kann, egal wie lange man wartet.

Man kann so etwas theoretisch sogar künstlich erzeugen: Stellen wir uns zwei Uhren U und Ω vor, die anfangs antriebslos durch den Weltraum dümpeln, und Ω beginnt gleichförmig (d.h. so, dass die Trägheitsbeschleunigung konstant bleibt) zu beschleunigen.

Die Signale von U werden immer mehr "rot"verschoben und auseinandergezogen, und obwohl Ω nie das Licht-Tempo c erreicht, gibt es Signale, die es nicht mehr erreichen. Das erste solche Signal markiert den Ereignishorizont.

Bild zum Beitrag

Abb. 1: Ereignishorizont als Artefakt gleichförmiger Beschleunigung

Hintergrund: Raumzeitliche Abstände

Ein EH ist eine sogenannte Nullfläche. Die Bezeichnung hat mit dem raumzeitlichen Abstandsquadrat

(1.1) dτ² = dt² − ds²⁄c² = dt² − (dx² + dy² + dz²)⁄c² für ds ≤ cdt
(1.2) dς² = ds² − c²dt² = dx² + dy² + dz² − c²dt² für ds > cdt

zwischen zwei hinreichend eng benachbarten Ereignissen zu tun, wobei dx, dy und dz die räumlichen Koordinatendifferenzen in einem von U aus definierten Koordinatensystem sind und die von U aus ermittelte Zeitspanne dt die Koordinatenzeit heißt.

(1.1) liefert typischerweise ein positives Ergebnis, wenn es eine Uhr Ώ gibt, in deren Nähe bzw. in gleicher Position zu der beide geschehen. In dem Fall heißen die Ereignisse zeitartig getrennt und ist die von Ώ direkt gemessene Zeitspanne dτ die Eigenzeit.

(1.2) liefert typischerweise ein positives Ergebnis, wenn es eine Uhr Ώ gibt, von der aus man beide auf dieselbe Zeit "datieren" würde. In dem Fall heißen die Ereignisse raumartig getrennt und kann man dς den Gleichzeitigkeitsabstand nennen.

Den Grenzfall stellen die lichtartig getrennten Ereignisse dar, und deren absoluter Abstand ist Null.

Bild zum Beitrag

Abb. 2: Vergleich räumliche - raumzeitliche Geometrie

Die radiale Koordinate r ist innerhalb des Ereignishorizontes zeitartig mit Richtung nach innen. Daher kann da nichts mehr raus, und man kann ein SL daher als Sackgasse in der Raumzeit beschreiben.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
 - (Physik, Astronomie, Astrophysik)  - (Physik, Astronomie, Astrophysik)

WoranHatsJeleje  20.07.2021, 22:58

Ich glaube die Frage war einfach nur obs nh Scheibe ist und wenn nicht was dann. 5% werden das verstehen was du hier geschrieben hast😂

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SlowPhil  20.07.2021, 23:38
@WoranHatsJeleje

Die Frage, ob ein Schwarzes Loch eine Scheibe sei, habe ich ja am Anfang direkt beantwortet. Erst danach versuche ich näher zu erklären, was es mit Schwarzen Löchern eigentlich auf sich hat.

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Nein ein echtes Schwarzes Loch ist eine punktförmige Singularität.

Und der Ereignishorizont gem. Scharzschild ist eine Kugel.


SlowPhil  21.01.2021, 10:59

Als das Schwarze Loch selbst würde ich nicht die zentrale mutmaßliche Singularität bezeichnen, sondern den inneren Teil ihres Gravitationsfeldes, nämlich alles innerhalb des Ereignishorizonts. Deshalb heißt es ja so.

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BurkeUndCo  21.01.2021, 20:19
@SlowPhil

Kann man so machen, man muss aber nicht.
Das ist dann Interpretationssache ---- Was ist das Ding an sich swelbst, und wie wirkt es auf die Umwelt.

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SlowPhil  21.01.2021, 20:23
@BurkeUndCo

Warum sollte man von einem "Schwarzen Loch" sprechen, wenn man die Zentralmasse meint?

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BurkeUndCo  21.01.2021, 20:32
@SlowPhil

Weil man damit den Endzustand eines besonders großen Sterns beschreibt, der auf eine punktförmige Singularität zusammenschrumpft.

Oder kennst Du einen anderen Namen dafür?

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SlowPhil  21.01.2021, 20:47
@BurkeUndCo

Der Begriff des Massenpunkts war vorher bekannt. Die Bezeichnung "Schwarzes Loch" für die ganze Struktur wurde hingegen erst 1967 durch WHEELER popularisiert.

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damianjung  03.01.2022, 09:15

Ring-singulatität?

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BurkeUndCo  04.01.2022, 17:24
@damianjung

Nein - ein schwarzes Loch ist eine punktförmige Singularität -- Die Gravitation wirkt in jeder Richtung genau gleich.

Wenn das MAterial, das in das schwarze Loch hineinströmt einen Drehimpuls besitzt (istfast immer so), dann gibt es an Ereignishorizont eine ringförmige Scheibe von extrem beschleunigten Material - das meinst du wahrscheinlich.

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Nein, es ist ein Elipsoid