Frage von Christian45764, 87

Sehen Schwarze Löcher so aus? Wenn ja, wie funktioniert das mit dem Licht außen?

Antwort
von Willy1729, 48

Hallo,

es liegt in der Natur der Schwarzen Löcher, überhaupt nicht auszusehen.

Aussehen kann nur etwas, von dem wir in irgendeiner Weise Licht empfangen, entweder als Reflektion oder als Strahlung oder als Mischung von beidem.

Etwas, von dem keinerlei Licht ausgeht, kann deshalb auch nicht aussehen.

Du kannst bestenfalls die Wirkungen des Schwarzen Lochs wahrnehmen, wenn z.B. Materie, die durch seine Anziehungskräfte stark beschleunigt wird, Strahlung aussendet, oder wenn das Licht dahinterliegender Objekte durch dessen starke Gravitation verzerrt bzw. vervielfacht wird (Gravitationslinse).

Das Schwarze Loch würde also nicht einmal unbedingt dahinterliegende Objekte verdecken; ihr Licht würde um dieses herumgeleitet.

Herzliche Grüße,

Willy

Kommentar von grtgrt ,

Ist die letzte Aussage wirklich richtig? 

Kann das Schwarze Loch kein Licht verschlucken, das von einem direkt hinter ihm liegenden Stern kommt?

Richtig allerdings ist: Licht von jenem Stern, das uns sonst nicht treffen würde, kann uns erreichen, weil es zum Loch gezogen wird und so seine Bahn hin zu uns krümmen kann (Stichwort: Gravitations-Linsen-Effekt).

Kommentar von Willy1729 ,

Genauso war es gemeint. Es verschluckt das Licht, das uns normalerweise erreichen würde, lenkt aber Lichtstrahlen, die normalerweise an uns vorbeigehen würden, in unsere Richtung ab.

Kommentar von Ysosy ,

Sollte es die Hawking-Strahlung geben, sind Schwarze Löcher genaugenommen Sichtbar. Die Strahlung wird sicher nicht im Sichtbaren Bereich liegen... aber das sich ja modifizieren.

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 6

Sehen Schwarze Löcher so aus?

Ja, Schwarze Löcher sehen in etwa so aus. Das Schwarze Loch selbst ist natürlich unsichtbar oder besser gesagt schwarz, denn aus seiner Richtung kommt ja kein Licht und damit u.U. noch weniger als aus den es umgebenden Richtungen.

Ein Schwarzes Loch (SL) ist ein Bereich der Raumzeit, der von einem Ereignishorizont umgeben ist. Das ist nicht einfach eine Fläche, an der die Anziehungskraft außergewöhnlich stark wird oder die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit erreichte.

Ein Ereignishorizont ist vielmehr eine Fläche, an der aus Sicht eines Außenbeobachters die Zeit stehen bleibt und innerhalb derer laut ART die radiale Koordinate zeitartig wird, mit Zeitrichtung nach innen. Von dort wieder zurückkehren zu wollen hieße, sich in die Vergangenheit bewegen zu müssen. 

Karl Schwarzschild hatte - kurz vor seinem gewaltsamen Tod 1916 - die erste exakte Lösung der Einstein'schen Feldgleichungen gefunden, und zwar für einen Massenpunkt am Ursprung.

Ist ein Linienelement ohne Massenpunkt in Polarkoordinaten durch

(1) (c·dτ)² = (c·dt)² – (dr)² – (r·dϑ) – (r·sin(ϑ)dφ)²

gegeben, wobei r der Abstand vom Ursprung ist und zugleich eine "Umkugel" der Fläche 4πr² markiert, so ist die Raumzeit-Umgebung des Massenpunkts verzerrt, nämlich

(2) (c·dτ)² = (c·dt)²(1 – 2µ/r) – (dr)²/(1 – 2µ/r) – (r·dϑ) – (r·sin(ϑ)dφ)²,

wobei 2µ=2GM/c² der Schwarzschild-Radius heißt. Hier ist der Raum gekrümmt, und r markiert nur noch die "Umkugel", bei 2µ den Ereignishorizont. Der räumliche Abstand zwischen zwei Punkten r₁ und r₂ auf einer Linie mit dem Ursprung ist ja

(3) ∫_[r₁]^{r₂} dr √{1/(1 – 2µ/r)} > r₂ – r₁,

vorausgesetzt, r₁,r₂>2µ. Über r=2µ hinaus lässt sich das gar nicht fortsetzen, und für r<2µ wird der Faktor (1 – 2µ) negativ.

Der Kreis, den man von fern sieht, entspricht im Durchmesser nicht 4µ, sondern ist größer. Von knapp über dem Ereignishorizont kann ein Lichtsignal nur radial nach außen entkommen.

Damit es sich tangential bewegen und den Beobachter erreichen kann, muss es weiter entfernt sein als der Photon-Orbit auf einer Umkugel mit r=3µ, nämlich bei etwa 54µ/4. Der Rand des "Schattens" des SL besteht aus den Lichtsignalen, die gerade noch, um das SL herumbewegt, Richtung Beobachter entkommen sind.

Generell wird Licht um ein SL herumgeleitet, sodass man sich dahinter nicht verstecken kann. Die Umgebung sieht auseinander gebogen aus wie durch ein waagerecht gehaltenes Weinglas betrachtet. Ein Stern, der direkt hinter dem SL steht, wird ggf. zu einem Einstein-Ring verzerrt.

Wenn ja, wie funktioniert das mit dem Licht außen?

Das ist eine Akkretionsscheibe aus extrem heißer Materie, die as SL umgibt wie die Ringe den Saturn oder der Asteroidengürtel die Sonne. Sie ist eigentlich, wie man auch sehen kann, so ausgerichtet, dass der Betrachter eigentlich auf die Kante guckt.

Bei einem Planeten oder Stern sähe man tatsächlich nur die Kante. Das SL hingegen krümmt die Lichtwelle so, dass man Ober- und Unterseite der Akkretionsscheibe sehen kann, nur eben nicht da, wo sie sind, sondern drumherum, und zwar gleich mehrfach.

Die Helligkeit sollte an sich allerdings nicht gleichmäßig sein, denn die Materie rotiert schnell und teilweise vom Betrachter weg und teilweise zu ihm hin. Ersteres führt zu einer Rotverschiebung und Abschwächung, Letzteres zu einer Blauverschiebung und Verstärkung.

Ansonsten ist das vermutlich ziemlich genau das, was man sehen würde.

Antwort
von CarrieSatan, 20

Ja so in etwa. Also der Ring ist Materie du um das schwarze Loch rotiert und durch die extreme Hitze und Geschwindigkeit Fängen die Partikel an zu leuchten. Das ist der waagerechte Ring. Der senkrechte Ring ist die Rückseite des schwarzen Loches. 

Der Raum wird ja gekrümmt, wenn das schwarze Loch schwer genug ist wird das Licht bzw der Raum bzw beides so extrem gebogen das man die Rückseite des schwarzen Loches sieht. Deswegen würde sich der zweite Ring wenn man das schwarze Loch umkreist mit einem drehen. Also nicht drehen in dem Sinne aber du verstehst das schon.

Das schwarze nennt man den ereignisshorizont. Das ist im Grunde ein Teil des gravitationsfeldes. Er ist schwarz weil ab dieser Grenze die Anziehungskraft so stark ist das selbst Licht angezogen wird. 

Ein schwarzes Loch an sich ist laut einigen Theorien ein Planet. Bzw eine Kugel die sogenannte  Singularität. Sagen wir mal es stimmt das de Kern eines schwarzen Loches eine Kugel ist. Dann wäre das ein so unglaublich faszinierender und seltsamer Ort.

Es wäre wohl eine spiegelglatte Kugel die schwarz ist. Es gäbe auch kaum noch Zeit. Es könnte sein das jede Sekunde die du auf ihr verbringst Millionen und Milliarden Jahre außerhalb des schwarzen Loches sind. 

Antwort
von carlokoks, 25

Ich glaube nicht da ein schwarzes Loch ja das Licht absorbiert. Ich hoffe ich liege nicht falsch mit meiner Theorie

Kommentar von SlowPhil ,

Ein Schwarzes Loch absorbiert nicht im üblichen Sinne, das Licht stürzt gleichsam hinein. Das Licht drum herum kommt aber von außerhalb des Schwarzen Loches, es wird angezogen und umrundet das Schwarze Loch halb, bevor es schließlich entkommt und zu uns gelangt.

Antwort
von CCTomboI, 26

Das Licht drumherum ist das Licht dass vom Schwarzen Loch angezogen wurde. Es rotiert um das Schwarze Loch und es sieht so aus als wäre es ein Ring. Irgendwann wird auch das Licht eingesaugt

Kommentar von SlowPhil ,

Irgendwann wird auch das Licht eingesaugt

Eingesaugt wird das Licht auf keinen Fall, es gibt ja keinen äußeren Überdruck oder dergleichen. Licht kann in ein Schwarzes Loch hineinstürzen.

Das Licht jedoch, das uns den Ring sehen lässt, muss entkommen sein.

Kommentar von SlowPhil ,

Das Licht drum rum ist nicht das sich um das SL bewegende Licht, sondern die heiße Materie in der Akkretionsscheibe, die aber so liegt, dass man eigentlich auf den Rand guckt.

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