Wird jede Masse von mehr als 50 Quintillionen kg automatisch zum schwarzen Loch?

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5 Antworten

Es gibt zwei Widerstände gegen das Kollabieren, die beide darauf beruhen, dass sich Fermionen nicht einfach zusammenpressen lassen.
Man spricht auch vom Fermionendruck.

Die Chandrasekhar-Grenze:
Unterhalb dieser sind es die Elektronen, die sich gegen die Kompression stemmen. Es bildet sich ein Weißer Zwerg. Der ist zwar wesentlich dichter als Sterne oder Planeten, besteht aber noch aus normaler Materie, also Atomkernen und Elektronen.
Oberhalb verbinden sich Elektronen mit den Protonen zu Neutronen, und ein Neutronenstern entsteht. Dieser ist im Prinzip ein riesiger "Atomkern". Es sind die Neutronen, die sich gegen die Kompression stemmen.

Die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze:
Unterhalb dieser ist der oben erwähnte Neutronenstern stabil.
Oberhalb bricht der letzte Widerstand zusammen, ein Schwarzes Loch entsteht.

Die Grenzen liegen lt. WIkipedia bei 1,4 bzw. 2 Sonnenmassen, mit großer Unsicherheit.
In kg kannst du das gerne slbst umrechnen.

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Kommentar von JTKirk2000
31.10.2015, 14:22

Da sich die Frage auf 50 * 10^30 kg bezog und die Masse der Sonne in etwa 1,989 * 10^30 kg (laut Wikipedia) beträgt, also die Frage sich auf etwa 25 Sonnenmassen bezieht, wäre demnach Deine Antwort vermutlich ein "ja", oder? Schließlich liegt die Unsicherheit, von der Du schreibst, bei 1,4 bis 2 Sonnenmassen.

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Ja.

Sterne mit Endmassen (am Ende ihres Lebens) von 2 bis 3 Sonnenmassen kollabieren wahrscheinlich zu schwarzen Löchern. Unsere Sonne hat eine Masse von 1,9 * 10hoch30, da 10hoch30 eine Quintillion sind, hätte deine Massenangabe 26 mal mehr Masse, als unsere Sonne. 

Doch natürlich könnte es auch ein Objekt sein (hypothetisch), dass sehr groß ist, dann geht das natürlich nicht. Das wäre dann aber ohnehin kein Kandidat für ein schwarzes Loch.

Im Prinzip kann jedes Objekt ein schwarzes Loch sein, wenn man es klein genug komprimiert. Die Masse der Erde (5.97 * 10^24kg) müsste auf 9 mm zusammengeballt werden, und diese Kräfte können eben erst in genügend "schweren" Sternen auftreten, oder von extrem fortgeschrittenen Zivilisationen erzeugt werden.

Das von dir genannte Objekt (sagen wir es wäre ein Stern) würde also wahrscheinlich zu einem schwarzen Loch. Aber nicht automatisch. Es würde erst noch sein Sternenleben zu Ende führen, was für Menschen unfassbar lang, aber verglichen mit der Sonne recht kurz wäre.

Als Anregung noch folgendes: Der massereichste bekannte Stern ist der blaue Überriese R136a1 mit 260 Sonnenmassen. Bei seiner "Geburt" waren es anscheinend sogar 320. Dieser Stern wird jedoch nur insgesamt fünf Millionen Jahre leben können. In zwei bis drei Millionen Jahren wird er dann in einer Supernova enden.

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Kommentar von NutzlosAlpha
31.10.2015, 20:51

Ja.

Sicher? Wenn ich mich nicht täusche, scheinst du jedenfalls zwei Punkte vergessen zu haben:

Sterne mit Endmassen (am Ende ihres Lebens) von 2 bis 3 Sonnenmassen kollabieren wahrscheinlich zu schwarzen Löchern.

Die TOV-Grenze bezieht sich nur auf den Kern des ehemaligen Sterns, nicht auf auf die Gesamtmasse des Sterns selbst. Sterne mit 2-3 Sonnenmassen werden nichtmal zu Neutronensternen sondern enden als weiße Zwerge. 

Das von dir genannte Objekt (sagen wir es wäre ein Stern) würde also wahrscheinlich zu einem schwarzen Loch.

Nicht zwangsläufig. Ob ein Stern zum Neutronenstern oder einem schwarzen Loch wird, hängt nämlich nicht nur von der Masse ab, sondern auch von der Metallizität. Sowohl metallarme als auch metallreiche Sterne mit 26 M^solar werden zu Neutronensternen, der einzige Unterschied besteht darin, dass bei den metallreichen Sternen durch Materierückfall im Nachhinein dann ein schwarzes Loch entsteht.

Außerdem können bei schwereren metallreichen Sternen ebenfalls Neutronensterne als Überrest bleiben und bei extrem schweren Sternen geringer Metallizität entsteht unter Umständen gar kein Überrest. 

Doch natürlich könnte es auch ein Objekt sein (hypothetisch), dass sehr groß ist, dann geht das natürlich nicht. Das wäre dann aber ohnehin kein Kandidat für ein schwarzes Loch.

Stimmt, hier hätte der Fragesteller wohl etwas konkreter werden müssen. Es ist nicht klar ersichtlichtlich, ob er damit nur kompakte Objekte meint oder die Frage allgemein gestellt wurde. Außerdem ist auch nicht ganz klar, ab wann die Definition "kompakt" gültig ist. Eine Gaswolke mit 1000 Sonnenmassen wird nicht automatisch zu einem schwarzen Loch.

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nein, kommt natürlich auf die dichte und vermutlich auch geometrische verteilung an.

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Nicht, solange Strahlungsdruck und Gasdruck das verhindern.

Erst wenn genügend Energie in die Umgebung abgestrahlt ist und kein physikalischer Prozess im Inneren der Masse mehr "Nachschub" liefern kann, geht der Kollaps weiter.

Dann ja. Wenn es dann immer noch 25 Sonnemassen sind, ist der Kollaps bis zu einem SL nicht mehr aufzuhalten.

Egal wie dicht die Masse vorher war. Ist nur eine Frage der Zeit.

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Kommentar von JTKirk2000
01.11.2015, 21:08

Bei einer Größenordnung von 25 Sonnenmassen wird der entsprechende Stern vermutlich sehr schnell seine Kernfusionsbrennstoffe aufbrauchen, bis zu einem Grad, wo auch ein Stern mit derartiger Masse keine weitere Kernfusion mehr hervorbringen kann. Dabei bedeutet vermutlich sehr schnell, dass es vermutlich nicht einmal eine Milliarde Jahre dauern wird, bis der Stern keine ausreichende Kernfusion mehr bewerkstelligt, damit der Strahlungsdruck mit der eigenen Schwerkraft im Gleichgewicht ist.  

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Was soll denn da mit "Objekt" gemeint sein ??

Wenn es sich dabei um eine sehr große und massereiche interstellare Gaswolke oder z.B. um einen Sternhaufen handelt, ist die Antwort wohl ein ziemlich klares "Nein". Jedenfalls wäre es dann außerst unwahrscheinlich, dass dieses gesamte Objekt zu einem Schwarzen Loch kollabieren würde.

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Kommentar von ThomasAral
12.12.2015, 17:58

kann eine gaswolke überhaupt soviel masse haben ... dann wäre es wohl keine gaswolke mehr und es würden sich objekte darin bilden

mehrere objekte als eines aufzufassen war natürlich ausgeschlossen ... dewegen scheidet sternhaufen aus

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