Gibt es feste Materie in einem Schwarzen Loch?

9 Antworten

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Du musst einmal verstehen, was ein Schwarzes Loch ist. Vereinfacht dargestellt geht es um folgendes:

Dir ist sicherlich bekannt, dass Atome aus einem Kern und einer Elektronenhülle bestehen.

Nun kann die Gravitation eines Sternes so hoch werden, dass die Elektronen in den Kern gepresst werden. So ein Gebilde nennt man Neutronenstern, da sich die Protonen des Kerns und die Elektronen zu Neutronen vereinen. Spätestens zu diesem Zeitpunkt besteht der Stern nicht mehr aus 'Materie' in unserem Sinn sondern nur mehr als Elementarteilchen, hat aber noch eine Ausdehnung.

Wenn die Gravitation noch stärker ist, kollabieren sogar die Neutronen und übrig bleibt letztendlich ein 'Schwarzes Loch'. Niemand weiß so genau, was da im Inneren vorhanden ist, aber es ist sicherlich keine Materie im Sinn wie wir sie kennen.

Das ist natürlich nur eine einfache und anschauliche Erklärung, in Wirklichkeit ist es viel komplizierter.

Gute Antwort und anhängend vielleicht noch: Was im Innern eines Lochs passiert ist nicht bekannt und wird es auch nie sein. Aus Schwarzen Löchern kommt keine Information mehr heraus, und die wird in der Physik benötigt um Vorgänge beschreiben zu können. Das Innere eines Schwarzen Lochs wird der Physik immer unzugänglich bleiben!

LG!

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Nein, in einem schwarzen Loch gibt es tatsächlich "nichts" mehr.

Ein Eindeutigkeits-Theorem von Werner Israel besagt, dass ein Schwarzes Loch vollständig durch Masse (siehe Schwarzschild-Metrik), elektrische Ladung (siehe Reissner-Nordström-Metrik) und Drehimpuls (siehe Kerr-Metrik) charakterisiert ist.

(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch)

Diese drei Größen charakterisieren das schwarze Loch vollständig. Es kann also keine "Materie-Kugel" in einem schwarzen Loch geben, sonst könnten sich schwarze Löcher ja im Durchmesser dieser Materiekugel (und anderen Dinge wie Zusammensetzung, Dichte, etc.) unterscheiden. Das tun sie aber nicht. Sofern die drei Eigenschaften übereinstimmen, haben die schwarzen Löcher vollkommen identische Eigenschaften. Es ist daher unerheblich, aus welcher Materie das schwarze Loch "gebildet wurde". Die Materie als solche ist nicht mehr da. Es existieren nur noch zwei Skalare (Masse und elektrische Ladung) und ein Vektor (Drehimpuls). Sonst keinerlei "Geometrie" oder andere Eigenschaften.

Wenn du schon den Wikipedia-Artikel zitierst, solltest du aber zumindest den entsprechenden Absatz komplett durchlesen. Der Absatz, den du zitiert hast, endet mit:

Ein neuerer Ansatz schlägt vor, das Keine-Haare-Theorem anhand der Präzession der Bahnellipsen zweier eng um Sagittarius A* umlaufender Sterne zu testen. [...] Sollte sich herausstellen, dass das Verhältnis der Präzessionsraten komplizierteren Beziehungen gehorcht, so wäre das Keine-Haare-Theorem widerlegt.

Bedeutet: Es ist nur eine unbewiesene Theorie, dass Schwarze Löcher tatsächlich nur die drei Eigenschaften Masse, Ladung und Drehimpuls haben und keine komplexe Geometrie.

Es gibt inzwischen Computersimulationen von dem, was in einem Schwarzen Loch vorgehen muss. Laut diesen Simulationen gibt es eine Geometrie in einem Schwarzen Loch.

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@martin7812

Da man allerdings niemals hinter den Ereignishorizont blicken kann ist die "Geometrie" aber letztlich egal, weil sie nicht experimentell überprüft werden kann.

Es sei denn, man könnte anhand des Gravitationsfeldes nachweisen, dass es sich nicht um eine Punktmasse handelt.

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und ein Vektor (Drehimpuls).

Womit man sich recht weit aus dem Fenster lehnt. Wer will und wie soll man nachschauen, ob dies stimmt? Gehen wir die Angelegenheit doch mal mathematisch an. Ein Schwarzes Loch soll eine Singularität sein. Nun errechne doch einmal den Drehimpuls den die Sonne hätte, würde sie zu einem Schwarzen Loch gemacht werden. Errechnen kann man dies schon mal gar nicht, der Verstand sagt aber, da kommt was mit unendlich raus. Wenn es mathematisch nicht geht, probieren wir es doch mal physikalisch. In einer Singularität vereinen sich alle Kräfte. Also der umgekehrte Vorgang, den wir beim sogenannten Urknall beschreiben. Gibt es ein Verfahren, ein Experiment oder einen Versuchsaufbau, mit dem wir in Erfahrung bringen können, ob diese "Urenergie" so etwas wie einen Drehimpuls noch kennt?

Bei allem was sich hinter dem Ereignishorizont von Schwarzen Löcher befindet, handelt es sich um Spekulationen. Mehr nicht. Ich könnte genau so gut behaupten:

Im Inneren eines Schwarzen Loches hockt ein intelligentes Rührei mit Mayo.

Kann irgend jemand das Gegenteil beweisen?

PS So lange man bei Deiner Antwort aber von Annahmen, Vermutungen, bzw allgemeinen Vorstellungen aus geht, kann man Dir einen DH geben.

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@Abahatchi

Da man nicht hinter den Ereignishorizont blicken kann, müsste man einen Weg finden, eine tatsächliche Punktmasse von einer ausgedehnten Masse zu unterscheiden, indem man beispielsweise das Gravitationsfeld betrachtet.

Darüber müsste prinzipiell eine Unterscheidung möglich sein. Sofern das Gravitationsfeld von dem einer Punktmasse ununterscheidbar ist, können wir behaupten, dass es sich um eine Punktmasse handelt, da wir die "tatsächliche" Geometrie niemals zu sehen bekommen werden. Gemäß Relativitätstheorie kann schließlich keine Information den Ereignishorizont des schwarzen Lochs verlassen.

Sofern von außen keine Unterscheidung möglich ist, können wir getrost von einer Punktmasse ausgehen, da wir den Ereignishorizont ohnehin niemals durchqueren können. "Eigenschaften", die ausschließlich "innerhalb des Ereignishorizonts bestehen" sind damit gewissermaßen "inexistent", da die Relativitätstheorie verhindert, dass sie jemals Einfluss auf die Welt nehmen oder bestimmt werden können.

Die Frage ist also: Kann man das Gravitationsfeld eines schwarzen Lochs von dem einer Punktmasse unterscheiden?

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@NoHumanBeing

eine tatsächliche Punktmasse von einer ausgedehnten Masse zu unterscheiden, indem man beispielsweise das Gravitationsfeld betrachtet.

Klassisch ist der Physiker gewohnt, es einfach, so weit er kann zu messen und dann die Punkte in einem Diagramm einzutragen und einfach die Punkte elegant mit einer Linie zu verbinden und sich dann die Parabel genau an zu sehen und bis zur "Mitte" weiter zu zeichnen. Mathematiker würden dies (auch Physiker) im Besten Falle einfach so weiter rechnen. So scheint schon eine Möglichkeit zu bestehen, auf Grund der Betrachtung der Zu- bzw. Abnahme der Gravitation in der Nähe von Schwarzen Löchern, Rückschlüsse auf das Innenleben von Schwarzen Löchern zu ziehen. Wer sagt aber, daß dies dann auch so tatsächlich hinter dem Ereignishorizont weiter geht. Kann irgendjemand etwas von den theoretischen Annahmen und Berechnungen überprüfen? NEIN

Daher ist es für mich vollkommen unrelevant (bewußt nicht Irrelevant) , ob man theoretisch davon ausgehen Könnte, wie die Masse im Inneren eines Schwarzen Loches tatsächlich wäre. Es bliebe Spekulation.

Ein Beispiel. Unsere Sonne hat auf Grund Ihrer Masse eine Gewisse Anziehungskraft auf unsere Erde. Würden wir aus dieser Sonne nun einen Neutronenstern machen mit gleicher Masse, müßte viele denken, es hätte keinerlei Auswirkungen auf die Umlaufbahn der Erde bzw. keinen gravitativen Einfluß auf die Erde. Doch weit gefehlt. Die Sonne hat einen größeren Durchmesser als normale Sonne im Gegensatz als Neutronenstern. Der gravitative Einfluß auf die Erde erfolgt aber von jedem Elementarteilchen separat. Daher ist die Zunahme der Gravitation bis zur Barymitte nicht exakt identisch bei eine Vergleich der Parabeln von normaler Sonne und Neutronenstern. Deutlicher wird es, wenn wir von der Mitte des Neutronensternes so weit weg wären, wie von der Mitte der normalen Sonne zu deren Oberfläche. Wären wir auf der "Oberfläche" der Sonne, wären manche anziehenden Teilchen genau bei uns und andere einen Sonnendurchmesser weit entfernt. Uns trifft also von allen Teilchen der Sonne die Gravitation nicht gleich stark. Anders wäre dies auf der Oberfläche der Sonne als Neutronenstern. Die nahen Teilchen hätten die gleiche Wirkung wie bei der Normalen Sonne, nur sind die am weitesten entfernten Teilchen viel näher als bei der normalen Sonne und somit wäre auch deren gravitative Einfluß größer. Wären wir aber bei der Normalen Sonne so weit von deren Mittelpunkt entfernt wie die Oberfläche vom Mittelpunkt der Sonne als Neutronenstern, dann würde ja ein Teil der Sonnenmasse nicht nur vor uns liegen, sondern hinter uns.

Mann kann also, würde man diese gravitativen Einflüsse messen, alleine daran erkennen, ob es sich um eine Sonne als Neutronenstern handelt oder um eine normale Sonne. Das gute daran ist aber, daß wir es überprüfen könnten, wenn wir wollten. Diese Überprüfungen der zuvor errechneten Annahmen geben uns die Gewißheit, daß man dieses Verfahren von Eisenplaneten bis zu Gasriesen oder gigantischen Staubwolken im All nutzen kann.

Ja, so lange wir nicht auf einen Ereignishorizont stoßen, hinter den keiner blicken kann gibt es Gewißheit. Jedoch gibt es diese Gewißheit eben nicht für alles was uns einen Ereignishorizont beschert.

Daher stellt sich genau genommen die Frage,

Kann man das Gravitationsfeld eines schwarzen Lochs von dem einer Punktmasse unterscheiden?

nicht. Es würde uns nichts über das Innere eines Schwarzen Loches bestätigen. Es wären nur Vermutungen bzw. Annahmen. Theoretisch kann man durchaus mathematisch schon heute:

Gravitationsfeld von dem einer Punktmasse ununterscheidbar

Nur wie war das mit dem Nachweis dem Beleg für diese Berechnungen, daß dies auch wirklich sich so im Schwarzen Loch dann verhält? Wir kommen da einfach nicht weiter.

Gruß Abahatchi

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Hi,

also die Frage finde ich sehr interessant! Aufgrund der Entstehungsweise von schwarzen Löchern ist diese Theorie natürlich möglich (dachte ich mir auch schon :D), genau sagen kann das natürlich keiner :D. Also ich finde diese Theorie sehr interessant.

Lg Dudi1205 :D

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