Was wisst ihr alles über schwarze Löcher – wie genau kann man sich unendliche Dichte vorstellen?🌌⚫?
Ein schwarzes Loch entsteht, wenn die Raumzeit so stark gekrümmt wird, dass kein Licht mehr ,,reflektiert". Wie genau kann man sich diesen kleinen Punkt vorstellen, der ein schhwarzes Loch so riesig erscheinen lässt, obwohl es ein kleiner Punkt mit unendlich Dichte ist (Singularität)
Bitte teilt euer Wissen. Und vllt kann das mit einer erklären.
6 Antworten
Die Sache mit der Dichte ist kein wirklicher Fakt. Sie weißt nur darauf hin das die allgemeine relativitätstheorie Murks rausgibt. Die funktioniert einfach bei den Skalen des inneren des schwarzen Loches nicht.
Signularitäten sind immer ein Problem in den physikalischen Rechnungen.
Wenn wir Herausfinden wie die Gravitation auf Quantenebene funktioniert werden wir wahrscheinlich auch Herausfinden können was im inneren eines SL vor sich geht.
Ungeachtet dessen kann man etliche Aussagen über das SL machen.
Ersteinmal das was da schematisch in dem ersten Bild als schwarze Kugel dargestellt ist. Ist der Ereignishorizont. Das was wir da "sehen" hat eine tatsächliche Ausdehnung. Und ist quasi die Grenze ab der einfach kein Licht mehr aus dem Bereich zu und zurück kommt. Quasi die Grenze zwischen äusserem und innerem des schwarzen Loches.
Die grösse des Ereignis Horizontes steht in klarem Bezug zu seiner Masse. Und dessen Radius nennt man schwarz Schild Radius.
Jede Masse hat im Grunde einen solchen schwarz Schild Radius. Und immer dann wenn man diese Masse auf eine Ausdehnung unter diesem zusammenquetschen würde. Dann kollabiert das ganze zu einem SL und bleibt auch eines.
Je grösser die Masse desto grösser ist der schwarz Schild Radius und dementsprechend der Ereignis horizont.
SL existieren in unserem Universum. Sie sind keine bloßes Hypothesen. Wir haben sie indirekt und auch direkt beobachten können.
SL sind keine übermächtigen Himmelstaubsauger. Das ist ein Mythos. Sie verhalten sich wie jedes andere Objekt das gravitativ interagiert. Würde man unsere Sonne durch ein gleich schweres SL ersetzen. (Welches nur ein paar hundert Kilometer oder so groß währe) Dann würde mit dem Sonnensystem nichts passieren. Außer das es halt dunkel wird. Aber die Planeten werden auch weiterhin ihre Bahnen ziehen.
SL strahlen auch Hawking Strahlung ab. (Weiss nicht ob das schon wirklich gemessen wurde oder noch ne Hypothese ist) Auf jeden Fall verlieren sie mit der Zeit Masse und lösen sich irgendwann auf. Je kleiner sie sind desto schneller geht das.
Die Mechanismen dahinter sind komplex und quantenmechanische Effekte.
Die meisten Galaxien haben super massive SL in ihren Zentren. Wir wissen nicht wirklich wie diese entstanden sind.
SL die kollidieren senden gravitations Wellen aus. Das bedeutet das die raumzeit quasi sich welllenförmig ausdehnt und wieder zusammenzieht. Diese haben wir bereits gemessen.
Stellare SL entstehen üblicherweise bei supanovae welche Sterne grösser als 4 Sonnenmassen durchlaufen.
Neutronensterne sind Sterne die nur knapp grösser sind als der minimale Radius des zugehörigen Ereignis horizont. Sprich: noch n bissel kleiner und Dichter und sie werden zu SL
Das ist so ein grober überblick. Ohne jetzt in die komplexen Details zu gehen.
Schwarze Löcher sind eines der faszinierendsten und extremsten Phänomene im Universum. Hier ist ein Überblick darüber, was wir über sie wissen – inklusive der Idee der unendlichen Dichte:
🔭 Was ist ein Schwarzes Loch?Ein Schwarzes Loch entsteht, wenn eine sehr große Masse auf ein extrem kleines Volumen zusammengepresst wird – zum Beispiel, wenn ein sehr massereicher Stern am Ende seines Lebens kollabiert. Die Gravitation wird so stark, dass nicht einmal Licht entkommen kann.
➡️ Es gibt drei Hauptarten:
- Stellare Schwarze Löcher – entstehen durch kollabierende Sterne (~3–100 Sonnenmassen).
- Supermassive Schwarze Löcher – in den Zentren von Galaxien (Millionen bis Milliarden Sonnenmassen).
- Primordiale Schwarze Löcher – hypothetisch, könnten kurz nach dem Urknall entstanden sein.
In der Mitte eines Schwarzen Lochs befindet sich laut klassischer Physik eine Singularität:
- Singularität = ein Punkt mit unendlich hoher Dichte und unendlich gekrümmter Raumzeit.
- Das bedeutet: unendlich viel Masse in null Volumen.
- In der Allgemeinen Relativitätstheorie (Einstein) ergibt die Mathematik eine Unendlichkeit, was in der Physik meist bedeutet: „Wir wissen hier nicht mehr weiter.“
- Die Quantenphysik (die Welt des Kleinen) widerspricht aber der Vorstellung einer echten Unendlichkeit.
- ➡️ Wahrscheinlich existiert keine echte Singularität – wir brauchen eine Theorie der Quantengravitation, um zu verstehen, was wirklich passiert.
Das ist schwer, weil unser Verstand keine Erfahrung mit solchen Extremen hat. Aber ein Versuch:
- Stell dir einen riesigen Berg vor, zusammengedrückt auf die Größe eines Staubkorns.
- Jetzt pack noch Millionen solcher Berge in dieses Staubkorn.
- Und dann… mach das Volumen noch kleiner. Und nochmal. Und nochmal.
- Irgendwann spricht die Mathematik: „Das ist unendlich dicht.“ Aber Physiker sagen: Das ist ein Hinweis darauf, dass unsere Theorie nicht mehr funktioniert.
- Sie haben nur drei Eigenschaften: Masse, Drehimpuls (Spin), elektrische Ladung – alles andere geht verloren („No-Hair-Theorem“).
- Sie „verdampfen“ langsam durch Hawking-Strahlung – theoretisch können sie also verschwinden.
- Man kann sie nicht direkt sehen, aber ihre Existenz wird durch Gravitationswellen, Lichtablenkung, Sternbewegungen oder Akkretionsscheiben (heiße Materie drum herum) bewiesen.
- 2019 wurde das erste echte Bild eines Schwarzen Lochs gemacht: M87*.
Die Singulatrität ist ein Ergebnis der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART). Dadurch sagt sie etwas voraus, was sie selbst nicht beschreiben kann und verliert deshalb ihre Gültigkeit. Die ART geht von der nachgewiesenermaßen falschen Annahme aus, dass Ort und Impuls eines Objekts gleichzeitig beliebig genau bestimmbar wären. Dies spielt allerdings nur bei sehr kleinen Abständen eine Rolle.
Nach der ART findet am Rand des Schwarzen Lochs eine raumzeitliche Krümmung statt. Die Zeit wird raumartig. Die Weltlinien der Objekte schneiden sich dann im Zentrum in der Zukunft.
Der Ereignishorizont, d.h. der Bereich aus dem es kein Entkommen mehr gibt, kann durchaus die Größenordnung eines Planetensystems haben. Bei Quasaren scheint der Ereignishorizont innerhalb der Rochschen Grenze zu liegen. Deshalb strahlen diese so intensiv. Bei alten Schwarzen Löchern liegt die Rochsche Grenze innerhalb des Ereignishorizonts (z.B. das Biest in der Milschstraße) und deshalb strahlen diese nicht entsprechend oder sie haben ihre Umgebung in der langen Zeit schon leergesaugt.
Ein schwarzes Loch entsteht, wenn die Raumzeit so stark gekrümmt wird, dass kein Licht mehr ,,reflektiert".
Ich korrigiere mal deine falsche Behauptung.
Es geht nicht um Reflexion, sondern um das Emittieren von Licht. Und das ist die FOLGE der enormen Gravitation. Diese beeinflusst nämlich auch Photonen.
Trotzdem verliert ein Schwarzes Loch Energie, siehe Tschernenkow-Strahlung.
Du hast da mehrere Begriffe durcheinandergebracht.
Erstens: Ein Schwarzes Loch „reflektiert“ kein Licht, das stimmt, aber das ist nicht der springende Punkt. Der Grund, warum es schwarz erscheint, ist, dass selbst Licht, das von innen ausgesendet wird, nicht entkommen kann – es geht also um das Fehlen von Emission, nicht um fehlende Reflexion.
Zweitens: Deine Bemerkung zu ‚Tscherenkow-Strahlung‘ ist falsch platziert.
Tscherenkow-Strahlung entsteht, wenn geladene Teilchen sich schneller als das Licht in einem Medium bewegen (z. B. in Wasser). Das hat überhaupt nichts mit Schwarzen Löchern zu tun.
Was du vermutlich meinst, ist Hawking-Strahlung – ein quantenmechanischer Effekt am Ereignishorizont, durch den Schwarze Löcher über extrem lange Zeiträume Energie verlieren können.
Also: Richtige Richtung, aber die Begriffe solltest du präzise verwenden, sonst wird es schnell irreführend.
Der springende Punkt bei dir ist wie immer, dass du sehr sorglos formulierst.
Nein, ich meine keine Hawking-Strahlung. Recherchiere einfach gründlicher und nicht so oberflächlich.
Wie ich dir oben erklärt habe, war dies bei dir der Fall 😉
In Bezug auf die tscherenkov Strahlung hat social apologet aber Recht.
Ich habe noch nie von dieser in Bezug zu schwarzen löchern gehört.
Kannst du vielleicht genauer erklären was du in deiner Antwort damit meinst ich währe da neugierig.
Ah ja. Weil DU noch nie von einem Bezug gehört hast, hat der FS recht. Interessanter Ansatz.
Ich zitiere mal Google:
Schwarze Löcher selbst können jedoch indirekt mit Tscherenkow-Strahlung in Verbindung gebracht werden, da sie hochenergetische Teilchen und Strahlung emittieren, die in der Umgebung zu Tscherenkow-Effekten führen können.
Schwarze Löcher sind Objekte mit extremer Gravitationskraft, die alles in ihrer Nähe anzieht, einschließlich Licht. Sie können auch Strahlung emittieren, insbesondere durch Hawking-Strahlung, die durch Quantenfluktuationen in der Nähe des Ereignishorizonts entsteht. Diese Strahlung und die von Schwarzen Löchern beschleunigten Teilchen können in ihrer Umgebung zu Tscherenkow-Effekten führen, wenn sie auf ein Medium treffen, in dem die Teilchen schneller als die Lichtgeschwindigkeit in diesem Medium reisen können.
Mir ist sehr wohl bekannt, dass Hawking-Strahlung bekannter ist. Ändert nichts an meinem Hinweis.
Danke. Ja die erklärung klingt plausibel.
Weil DU noch nie von einem Bezug gehört hast, hat der FS recht. Interessanter Ansatz.
Die Strahlung hat er korrekt erklärt. Sie wird emmitiert durch Teilchen die sich schneller als das Licht durch ein Medium bewegt in dem die Lichtgeschwindigkeit "geringer" ist.
Das wird ja auch durch deinen zitierten Text bestätigt.
Und mehr habe ich ja in meinem Kommentar nicht behauptet.
Zum Rest habe ich selbst durchaus auch einiges an Quellen konsumiert zu dem Thema Schwarze löcher. Entsprechend war ich stutzig.
Eine Frage bleibt aber offen. Inwiefern verlieren die SL dadurch Energie? Wie es deine Antwort suggeriert.
Selbst dein Zitat redet ja davon das die schnellen Teilchen in der nähe des SL durch ein Medium fliegen und dann tscherenkov Strahlung emmitieren.
Kannst du dazu noch was sagen?
Die Strahlung hat er korrekt erklärt.
Nein, hat er nicht.
Er schrieb:
dass kein Licht mehr ,,reflektiert".
Damit meinte er, dass kein Licht die Singularität verlassen kann. Reflexion hat damit aber gar nichts zu tun und das habe ich korrigiert. Es geht um Licht, das nicht mehr emittiert werden kann.
Was du nicht wissen kannst, ist, dass der FS als fanatisch religiöser Mensch, der seinen Glauben stets als objektiv, logisch und wissenschaftlich darstellt und Atheisten als solche stets provoziert und trollt und speziell mich zutiefst hasst. Zahlreiche seiner Attacken sind allerdings auf „wunderbare“ Weise wieder verschwunden.
Dennoch suggeriert deine Antwort, das ein SL durch Tscherenkow-Strahlung Energie verliert. Das tut es nicht. Energie verliert es durch Hawking-Strahlung. Teilchen in der Nähe und vom SL emittierte können wohl Tscherenkov-Effekte zeigen, emittiert (und damit Energieverlust des SL) werden Sie dennoch durch Hawking.
Schwarze Löcher sind eigentlich sehr klein im Vergleich zu Sternen, Planeten, oder Monden, sie haben nur eine enorme Masse. Wie das Zentrum aussieht, weiß man nicht.
"Wie das Zentrum aussieht, weiß man nicht."
Naja, es kann eben überhaupt nicht "aussehen", weil es ja jegliche von ihm ausgehende Strahlung gefangen hält !
(ich bin fast sicher, dass jetzt irgendeiner mit der (ebenfalls noch niemals entdeckten) "Hawking-Strahlung" daher kommt .....)
Ist es ok, wenn ich sage, "Wie das Zentrum gestaltet ist, weiß man nicht"?
Danke ChatGPT 😉🤝😁