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Schwarze Löcher = Schwarze Scheiben? - Seite 6
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TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 27. Mai 2014 11:52    Titel: Antworten mit Zitat

Kaum.

Am Beispiel des Wasserfalls:
- die Raumzeit entspräche dem Fluss
- der Ereignishorizont entspräche der gedachten "ine ohne Wiederkehr"
- die Singularität entspräche dem eigtl. Wasserfall

Beobachtet würde jedoch nicht die Raumzeit selbst, sondern Photonen bzw. Lichtstrahlen, d.h. Scharen von Booten auf dem Fluss.

Um Beobachtungen ableiten zu können, benötigt man natürlich die unterlagerte Raumzeit. Die ART beschränkt sich aber oft auf die rein mathematische Beschreibung der Raumzeit (Ausnahmen wie das Video bestätigen die Regel)

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomW



Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 28. Mai 2014 10:30    Titel: Antworten mit Zitat

Dann geht es darin aber nicht um meine Frage.

TomS hat Folgendes geschrieben:
TomW hat Folgendes geschrieben:
Diese Deformation würde etwa dann darauf hinauslaufen, dass ein außenstehender Beobachter kein kugelrundes schwarzes Objekt mehr sieht, sondern irgendeine andere Form?

Ja (vorbehaltlich der Tatsache, dass es dazu noch keine numerischen Resultate zu geben scheint)


Mit anderen Worten, SLs sind alles andere als rund (zumindest, sobald sie akkretieren)?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 28. Mai 2014 10:44    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
Mit anderen Worten, SLs sind alles andere als rund (zumindest, sobald sie akkretieren)?

Richtig

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TomW



Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 28. Mai 2014 11:16    Titel: Antworten mit Zitat

Da frage ich mich aber schon, weshalb Schwarze Löcher dann immer als Kugeln dargestellt werden.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 28. Mai 2014 11:42    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
weshalb Schwarze Löcher dann immer als Kugeln dargestellt werden.

werden sie nicht immer

http://www.physics.utah.edu/~bromley/blackhole/index.html
http://www.space.com/19324-black-holes-first-images.html
http://www.space.com/24002-black-hole-image-event-horizon.html

sowie die bereits diskutierten Videos

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Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 29. Mai 2014 08:50    Titel: Antworten mit Zitat

Also, ich sehe ehrlich gesagt immer nur runde Gebilde. Dass die Akkretionsscheibe eine Scheibe ist und keine Kugel, ist mir schon klar. Mir geht es um das, was immer als "Ereignishorizont" tituliert wird (aus Außenstehendensicht genaugenommen ja nur ein Haufen stark rotverschobener Materie). Ist das nun kugelförmig oder nicht? (Außenstehendensicht!)
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 29. Mai 2014 09:28    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
Also, ich sehe ehrlich gesagt immer nur runde Gebilde.

Schau mal genau hin. Insbs. bei ein Videos zur Verschmelzung zweier SLs siehst du ganz klar, wie sich die EH tropfenförmig verzerren und annähern.

Bei der reinen Schwarzschild- oder Kerrgeometrie hast du recht.

https://www.youtube.com/watch?v=p647WrQd684
https://m.youtube.com/watch?v=NefRPvkgXTA
https://m.youtube.com/watch?v=4nM6kf2OAFw

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Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 29. Mai 2014 16:11    Titel: Antworten mit Zitat

Das hatten wir doch schon:
TomS hat Folgendes geschrieben:
TomW hat Folgendes geschrieben:
Visualisierung der Horizonte im Sinne eines Außenstehenden? Mit unendlicher Zeitdilatation, gefrorenem Stern etc?

Nein, sicher nicht.


Mir geht es darum: Sind nichtrotierende Schwarze Löcher aus Sicht eines Beobachters, der z.B. mit einem Raumschiff dorthin geflogen ist, um sie zu untersuchen, schwarze Kugeln oder einfach unförmige schwarze Gebilde (wegen des asymmetrischen Materiezuflusses)?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 29. Mai 2014 20:13    Titel: Antworten mit Zitat

Ganz einfach: maximal symmetrische SLs ohne Massenzufluss haben einen kugelförmigen EH; mit Massenzufluss muss man i.A. von nicht symmetrischen EHs ausgehen; die Videos zeigen das explizit für den Fall, dass der Massezufluss selbst in Form eines SLs stattfindet (entsprechend wird auch das "Bild" des SLs nicht mehr symmetrisch sein)
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Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 30. Mai 2014 10:38    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Massenzufluss muss man i.A. von nicht symmetrischen EHs ausgehen; die Videos zeigen das explizit für den Fall, dass der Massezufluss selbst in Form eines SLs stattfindet

D.h., in Form einer Kugelschale.

TomS hat Folgendes geschrieben:
entsprechend wird auch das "Bild" des SLs nicht mehr symmetrisch sein

Und wenn der Zufluss über eine Scheibe erfolgt (den Drehimpuls jetzt mal außen vor), dann ist das, was der Beobachter von außen sieht (die stark rotverschobene Materieverteilung, die er mit dem schwarzen Loch identifiziert), tatsächlich irgendwann (wenn genug Masse zugeströmt ist) scheibenförmig?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 30. Mai 2014 11:35    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
D.h., in Form einer Kugelschale.

Nur näherungsweise für weit entfernte SLs. Was man eben schön sieht ist die Deformation und das Verschmelzen der Horizonte, nur darum ging es mir.

TomW hat Folgendes geschrieben:
Und wenn der Zufluss über eine Scheibe erfolgt (den Drehimpuls jetzt mal außen vor), dann ist das, was der Beobachter von außen sieht (die stark rotverschobene Materieverteilung, die er mit dem schwarzen Loch identifiziert), tatsächlich irgendwann (wenn genug Masse zugeströmt ist) scheibenförmig?

Ich denke nein, da man weder den Drehimpuls noch die auslaufenden Gravitationswellen vernachlässigen darf. Aber ich kenne keine Rechnungen dazu.

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TomW



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Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 30. Mai 2014 18:32    Titel: Antworten mit Zitat

D.h. also, die man weiß einfach nicht, wie ein Schwarzes Loch aussieht? (Wenn es Materie akkretiert hat, aber das haben wohl so gut wie alle SLs im Universum schon; und da der Drehimpuls die Sache ja nochmal komplizierter macht, wird's dann wohl da erst recht nichts geben)
Man sollte sich also immer vor Augen halten, dass diverse Simulationen und Bilder eigtl. nix damit zu tun haben, wie es in der Realität aussieht, weil man das einfach nicht weiß.
DrStupid



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Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 30. Mai 2014 21:32    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
D.h. also, die man weiß einfach nicht, wie ein Schwarzes Loch aussieht?


Bei stellaren Schwarzen Löchern weiß man das in guter Näherung. Für die Bildung eines SL mit Kerr-Metrik durch einen Kernkollaps gibt es Simulationen (siehe z.B. http://arxiv.org/pdf/gr-qc/0403029v2.pdf) und alles was danach passiert ist in guter Näherung vernachlässigbar, weil der Massezuwachs durch Akkretion klein gegenüber der Masse des Loches selbst ist.

Bei Supermassiven Schwarzen Löchern sieht das etwas anders aus, weil man ihren Entstehungsprozess nicht kennt. Man kann lediglich aus Beobachtungen (insbesondere von Quasaren) auf ihre Eigenschaften schließen und die sind auch gut mit der Kerr-Metrik vereinbar.
TomW



Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 30. Mai 2014 21:54    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
weil der Massezuwachs durch Akkretion klein gegenüber der Masse des Loches selbst ist.

Wie kommst du darauf?
Wenn das Loch direkt nach den Kollaps nur z.B. zehnfache Sonnenmasse hat, dann kann es doch im Laufe seines Milliarden Jahre dauernden Lebens mit Sicherheit deutlich mehr als diese zehn Sonnenmassen aufsaugen, oder zumindest genug Materie, um die hineingefallene Masse in einen nicht mehr vernachlässigbaren Größenordnungsbereich ansteigen zu lassen.
Genau um diesen Punkt geht es mir ja. Dass bei im Vergleich zur Lochmasse vernachlässigbar geringen Massen sich nur wenig tun wird, ist natürlich klar. Aber dann?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 30. Mai 2014 23:38    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
Wenn das Loch direkt nach den Kollaps nur z.B. zehnfache Sonnenmasse hat, dann kann es doch im Laufe seines Milliarden Jahre dauernden Lebens mit Sicherheit deutlich mehr als diese zehn Sonnenmassen aufsaugen, oder zumindest genug Materie, um die hineingefallene Masse in einen nicht mehr vernachlässigbaren Größenordnungsbereich ansteigen zu lassen.


Wo soll diese zusätzliche Masse herkommen?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 31. Mai 2014 08:20    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
D.h. also, die man weiß einfach nicht, wie ein Schwarzes Loch aussieht?

Wie kommst du drauf?
TomS hat Folgendes geschrieben:
ich kenne keine Rechnungen dazu.

Ich weiß es nicht genau, andere evtl. schon.

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TomW



Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 31. Mai 2014 13:11    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Wo soll diese zusätzliche Masse herkommen?

Vielleicht von Staubwolken, Steinbrocken, anderen Sternen,... Ins Loch fällt immer nur etwas rein, aber nie etwas heraus. Irgendwann wird sich da genug angesammelt haben, dass es sich bemerkbar macht. Okay, es gibt sicherlich auch Löcher, die kaum etwas "zu fressen" kriegen. Aber bestimmt auch viele, die ein mehrfaches ihrer eigenen Masse akkretieren, wenn auch vielleicht über einen längeren Zeitraum hinweg.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Wie kommst du drauf?

TomS hat Folgendes geschrieben:
ich kenne keine Rechnungen dazu.

Ich weiß es nicht genau, andere evtl. schon.

Ich kann aber davon ausgehen, dass ein Schwarzes Loch (unter der vereinfachenden Bedingung, dass es nicht rotiert) sich für einen außenstehenden Beobachter keineswegs als kugelrundes Objekt darstellt (wenn es in der Vergangenheit schon Materie akkretiert hat, was ja im Kosmos der Normalfall sein dürfte)?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5029

Beitrag DrStupid Verfasst am: 31. Mai 2014 15:26    Titel: Antworten mit Zitat

TomW hat Folgendes geschrieben:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Wo soll diese zusätzliche Masse herkommen?

Vielleicht von Staubwolken, Steinbrocken, anderen Sternen,...


Staubwolken und Steinbrocken kann man wegen der extrem geringen Materiedchte in der Milchstraße getrost vergessen und mit anderen Sternen müsste das Loch schon frontal zusammenstoßen. Das ist aber nicht das, worüber wir hier reden und außerdem ist es selbst in Milliarden Jahren sehr unwahrscheilich.

Als potentielles Futter steht dem Loch im Wesentlichen nur das zur Verfügung, was bereits gebunden drum herum rotiert und selbst davon kommt nur ein kleiner Teil nach innen. Wirklich große Massen erreichen das Loch nur, wenn es mit dem Rest eines großen ehemaligen Nachbarsterns kollidiert oder verschmilzt. Aber auch das ist ein anderes Thema.
TomW



Anmeldungsdatum: 23.04.2014
Beiträge: 96

Beitrag TomW Verfasst am: 01. Jun 2014 08:06    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Wirklich große Massen erreichen das Loch nur, wenn es mit dem Rest eines großen ehemaligen Nachbarsterns kollidiert oder verschmilzt.

Zum Beispiel, ja.
Ich versuche nochmal zusammenzufassen. Wenn das Loch nach dem Kollaps nichts/im Vergleich zur Lochmasse verschwindend wenig zu "fressen" kriegt, wird es in etwa bei der Kugelform bleiben. Wenn die akkretierte Masse irgendwann in den gleichen Größenordnungsbereich kommt wie die Masse des kollabierten Sterns, dann wird das Loch für einen außenstehenden Beobachter nicht mehr als kugelrunder schwarzer (genauer, extrem rotverschobener) Bereich erscheinen, sondern wohl eine andere Form annehmen; welche genau, hängt von vielen Faktoren ab und ist nicht so einfach zu sagen.
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