Wie "stirbt"ein schwarzes Loch?

5 Antworten

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Schwarze Löcher "verdampfen" mit der Zeit, weil an ihrem Ereignishorizont Hawking Strahlung entsteht. Das ganze ist etwas komplexer zu erklären (ich bin mir sicher die Experten hier können das besser verständlich machen. Da es aber bisher niemand genauer erklärt hat, möchte ich es gerne mal versuchen.):

Gegensätzlich zur klassischen Physik, wird das Vakuum im Weltraum in der Quantenphysik nicht als leer angesehen. Stattdessen glaubt man das in ihm sogenannte Vakuumfluktuation stattfindet. Darunter versteht man das ansonsten als konstant angesehene Werte in quantenmechanischen Größenordnungen Fluktuationen unterliegen. Unter anderem entstehen hier auch sogenannte virtuelle Teilchen-Antiteilchen Paare.

Entsteht nun in der Vakuumfluktuation sehr dicht am Ereignishorizont einen schwarzen Loches ein solches Paar, so kann es passieren, das einer der beiden Partner (z.B. Das Antiteilchen) in das schwarze Loch fällt (weil es gerade so im Schwarzschildradius liegt), der andere Partner (hier dann das Teilchen) es aber eben gerade noch so heraus schafft. Hierdurch entsteht ein Energieungleichgewicht:

Das schwarze Loch verliert Energie (des es nimmt das negative Teilchen auf) während Energie in den Raum entkommt (das "geflüchtete" Teilchen). Man darf das aber nicht mit dem strahlen andere Körper verwechseln. Nicht das schwarze Loch selbst strahlt (denn nichts entkommt aus dem Schwarzschildradius), sondern die "Oberfläche" des Ereignishorizontes lässt Strahlung entkommen.

Da die Vakuumfluktuation von Raum-Zeit Krümmung begünstigt werden, "strahlen" kleine schwarze Löcher stärker, denn ihr Schwarzschildradius ist kleiner und der Raum damit stärker um sie gekrümmt. Ein schwarzes Loch strahlt also immer mehr, je mehr Masse es verliert und verliert immer mehr Masse je mehr es strahlt. Daher zerstrahlen mikroskopische schwarze Löcher vermutlich sofort und es gibt entsprechen eine Minimalgröße in der ein schwarzes Loch noch stabil sein kann (~1000 Tonnen).

Die Strahlung ist thermisch (also Wärmestrahlung). Leider sind die uns bekannten schwarzen Löcher alle sehr groß und weit weg, sodass man die Strahlung (die ja entsprechend gering ist) bisher noch nie gemessen hat. Das Universum selbst ist insgesamt noch zu warm um solch geringe Strahlungsunterschiede auf diese Distanzen mit aktuellen Instrumenten zu messen.

Es scheint bei SL noch einen ganz anderen Massenverlust zu geben, nämlich bei einer Verschmelzung: 2 verschmelzende SL sind leichter als beide zuvor waren. Der Massendefekt erklärt sich durch die erzeugten Gravitationswellen.

Dazu ist aber nicht zwingend ein 2. SL erforderlich. Auch die Verschmelzung mit einem Neutronenstern oder Weißen Zwerg würde dazu führen, nur deutlich schwächer.

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@nax11

Ich weiß nicht woher sie das haben aber das ist grundlegend falsch eher das Gegenteil ist der Fall. Zwei verschmelzende Löcher sind um den Faktor hoch 2 SCHWERER als die schwarzen löcher in der addition.

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@Keyalha

Da liegst du daneben - mehr als die Addition beider Massen wäre physikalisch ohnehin nicht möglich.

Der Massenverlust konnte aber beobachtet werden: LIGO hat so ein Ereignis im September 2015 detektiert. Dabei hatten die SL 36 und 29 Sonnenmassen und das resultierende SL hatte nur 62 und nicht 65 S-Massen, macht 3 S-Massen Verlust in Form von G-Wellen. Dafür gab's 2017 den Nobelpreis

https://de.wikipedia.org/wiki/LIGO

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Man weiß es nicht. Es gibt zwar verschiedenen mathematische Theorien dazu, aber keine einzige konnte bisher durch Beobachtung oder Messungen belegt werden.

Stichwort "Hawking-Strahlung" (in etwa Temperaturstrahlung eines Schwarzen Loches)

Das 2. hat soweit ich mich erinnere irgendwas mit einer Zeitumkehr zu tun, weiß aber auch nichts Genaues mehr.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium, Hobby, gebe Nachhilfe

Da erinnerst  du dich schwach an die Theorien Hawkings zu den Schwarzen Löchern, die er aber inzwischen großteils wieder revozieren musste.

http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-13522084.html

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@Hamburger02

Den Spiegel-Text haben mit Sicherheit keine Physiker verfaßt.

Einst, vor rund 20 Milliarden Jahren, so Hawking...

Hawking ist sich durchaus darüber im klaren, daß der Urknall vor knapp 13,8 und nicht 6,2 Mrd. Jahre früher stattfand.

...sei die gesamte kosmische Materie in einem einzigen Schwarzen Loch versammelt gewesen und dann beim Urknall ("Big Bang") explodiert

Daß das Universum mal ein Schwarzes Loch gewesen sei ist schon sehr lange widerlegt - ich habe bei Hawking auch nichts gefunden, wo er eine derartige Behauptung aufstellt. Wenn, dann war das Universum ganz zu Anfang ein Weißes Loch, aber sehr viel spricht dafür auch nicht.

Die anderen Statements des Spiegel sind ähnlich ungenau. Mir ist nicht bekannt, daß Hawking bei einem (hypothetischen) Big Crunch von einer Zeitumkehr ausgeht. Er hat eine komplexe Zeit benutzt, um die Singularität der ART handhaben zu können, was nur eine mathematische, virtuelle Konstuktion ist. Mit Zeitumkehr hat das nichts zu tun.

Es ist aber nicht auszuschließen, daß er derartige Analogien bei den Büchern benutzt hat, die er als Co-Autor seiner Tochter geschrieben hat - das sind aber nichtmal populärwissenschaftliche, sondern Kinderbücher - eine Art moderne "Grimms Märchen".

Und auch Prigogine wurde falsch interpretiert. Der geht nicht davon aus, daß die Entropie nicht existent sei. Seine dissipativen Strukturen stehlen sich ihren "entropischen Widerstand" gewissermaßen aus ihrer Umgebung.

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Interstellar - physikalisch richtig? (Zeitdilation)

Vorweg: Meine Frage enthält Spoiler zum Film "Interstellar".

Für alle die sich unter dem Begriff "Zeitdilation" nichts vorstellen können: Mit der gravitativen Zeitdilatation bezeichnet man den Effekt, dass eine Uhr – wie auch jeder andere Prozess – in einem Gravitationsfeld langsamer läuft als außerhalb desselben.

Es geht darum das die Crew im Film einen Planeten erforscht. In der Nähe des Planeten befindet sich ein super massereiches Schwarzes Loch namens „Gargantua“. Laut dem Film entsprechen 24 Stunden auf dem Planeten, 7 Jahre außerhalb des Einflussbereichs der Gravitation des Schwarzen Lochs, somit auch auf der Erde (ca.). Aber wie soll das möglich sein? Die Zeit verläuft umso langsamer, desto höher die gravitative Wirkung ist, aber um eine solche Zeitverzerrung zu verursachen, müsste die Gravitation doch unvorstellbar hoch sein. Sogar so hoch das nicht einmal ein Planet dort existieren, geschweige denn ein Mensch überleben könnte. Ich meine die Zeit auf der Erdoberfläche vergeht grade mal um den Faktor 7·10^−10 langsamer, als im gravitationsfreien Weltraum. Und ja ich weiß das es im Film nicht um die Schwerkraft des Planeten geht. Das soll nur ein Vergleich sein und zeigen wie groß die gravitativen Kräfte des schwarzen Lochs in dem Bereich demnach sein müssten.

Bitte antwortet jetzt nicht sowas wie: "Ist doch nur ein Film". Der Film wirbt mit physikalischer Richtigkeit und es wurde eng mit dem theoretischen Physiker Kip Thorn zusammengearbeitet. Deswegen vermute ich stark das es dafür eine Erklärung gibt.

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Universen parallel zu unserem?

Tag Allerseids! Zwar benötigt es für das Verständnis dieses Themas etwas Wissen von Physik, aber es können auch welche ihre Meinung zu diesem Thema in dieser Umfrage beitragen, die sich nicht damit befassen.

Die Frage ist ganz simple:

Haltet ihr es für möglich, dass es, neben unserem Universum, auch ein anderes Universum oder andere Universen gibt?

Zumindest wenn man sich über die Entstehung unseres Universums Gedanken macht, stösst man früher oder später auf diese Frage.

Es kann ja nämlich sein, dass es das Vakuum schon vor dem Urknall gegeben und dort auch etwas fluktuiert hat. Der Urknall könnte aus einer solchen Fluktuation hervorgegangen sein und somit gäbe es andere Universen, in denen die Expansion zu langsam oder zu schnell und die Gravitationskraft zu stark oder zu schwach ist. Man kann diese Theorie weiter ausbauen, aber ich bleibe Mal bei diesem Punkt.

Ich habe mich selber mit Schwarzen Löchern befasst. Schwarze Löcher krümmen ja, durch ihre enorme Dichte, die Raumzeit bis ins Unendliche, sodass eine sogenannte Singularität entsteht, ein unendlichkleiner Punkt mit unendlich hoher Dichte.

Da allerdings die heissenberg‘schen Unschärferelation die Existnz einer solchen Singularität verbietet, fragt man sich, wo denn das ganze Material, das in einem Schwarzen Loch gefallen ist, hinfliesst.

Eine der beliebtesten und spannendsten Theorien ist, dass die extreme Raumkrümmung in ein Paralleluniversum hineinragt, wo die Zeit umgekehrt läuft und es dort, anstatt Schwarze Löcher, Weisse Löcher gibt. Ein Schwarzes Loch wäre demnach mit einem Weissen Loch verbunden und es entstünde ein sogenanntes Wurmloch.

Ich wäre echt mega froh, wenn ihr an dieser Umfrage teilnehmen würdet, da ich mir sehr viel Mühe und Zeit gab.

Ich freu mich schon auf das Ergebnis und danke euch schonmal im Voraus :)

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