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Gedanken zur Dunklen Materie

M_Hamilton

Mitglied
Ich habe nichts gegen extra Dimensionen, im Gegenteil. Es gibt auch viele interessante Arbeiten zu Schwarzen Löchern in höher-dimensionalen Raumzeiten:


Nur für deinen konkreten Ansatz bringt das nichts direkt, da diese Schwarze Löcher selbst eine Singularität haben, nur eben in höheren Dimensionen. Deine andere Idee, wie in einem Punkt/Ring für Milliarden Sonnenmassen genug Platz sein soll, ist natürlich allen klar, ändert sich aber auch nicht in höheren Dimensionen. Ein Loch ohne Boden, d.h. die Singularität ist nicht Teil der Raumzeit (wie in der klassischen Beschreibung), hast du doch oben zurückgewiesen.

Viele Grüße
Mark
 

kirk11

Mitglied
Ein Loch ohne Boden, d.h. die Singularität ist nicht Teil der Raumzeit (wie in der klassischen Beschreibung), hast du doch oben zurückgewiesen.

Möglicherweise habe ich mich missverständlich ausgedrückt, aber für mich wäre dieses 'Loch ohne Boden' / Singularität schon Teil der Raumzeit.

Ich kenne kein Beispiel dafür dass jemals irgendetwas unsere Raumzeit verlassen hat (was nicht ausschliesst dass man so etwas vielleicht eines Tages finden wird).

Ein SL befindet sich nicht nur in unserer Raumzeit sondern ist auch ein ziemlich aktiver Teil davon, man denke z.B. an die Zentren von Spiralgalaxien.

Dass ein SL per se unsichtbar ist und Raum, Zeit & Materie dort 'anders stattfinden' ändert daran nichts.

Für mich gibt es da einen einfachen Para:meter:
solange die Gravitation eines Objekts 'bei uns' wirkt, befindet es sich auch in unserer Raumzeit.

Sollte die Gravitation oder ein Teil davon nachweislich 'verschwinden', dann wäre das anders zu bewerten.
Aber wie schon erwähnt ist mir in diese Richtung nichts konkret bekannt.

Nach meinen Gedankengängen bedingen sich die Singularität und das 'Loch im Boden' gegenseitig.

Ohne die extreme Dichte und Gravitation der Singularität könnte sich das 'Loch im Boden' nicht bilden und ohne 'Loch im Boden' würde sich die Dichte in der Singularität nicht (teilweise) abbauen können, sondern würde solange ansteigen bis die Dichte zu hoch wäre für einen stabilen Zustand, in dem sich ja z.B. ein SL über lange Zeiträume befindet.
 

kirk11

Mitglied
Gibt es eine maximale Dichte, welche nicht übertroffen werden kann (vergleichbar mit der Lichtgeschwindigkeit als Geschwindikeitsmaximum) ?

Als wahrscheinlichster Kandidat würde sich dafür die Planck-Dichte mit unglaublichen 10^93 kg/ccm anbieten.

Die Fragen welche sich dazu u.a. stellen:
Ist dieser Wert (annähernd) erreichbar ?
Wenn ja, handelt es dich dann um einen stabilen Zustand und wenn nicht, was passiert dann ?

Wenn die Planck-Dichte tatsächlich das erreichbare Dichte-Maximum wäre aber so eine Dichte sich sofort wieder reduzieren würde, welche maximale Dichte wäre dann stabil ?
 

kirk11

Mitglied
Ein recht interessanter Artikel zur Materiedichte findet sich hier:


...Nehmen wir an, wir pressten Materie mehr und mehr zusammen und erreichten die Planck-Dichte. Dann sagt die Loop-Quantengravitation voraus, dass von der quantisierten Raumzeit ein nach außen gerichteter “Quantendruck” ausgeht, der eine weitere Verdichtung von Materie verhindern würde. Damit könnte sogar die frühe, heftige Ausdehnungsphase des Universums erklärt werden, die Inflation genannt wird...

Zum Thema 'Stabilität' von hohen Dichten:

...Um den exotischen Materiezustand des Quark-Gluon-Plasmas zu erzeugen, muss man entweder Materie extrem dicht zusammenpressen, zu fünf- bis zehnfacher Kernmateriedichte. Oder man macht die Materie extrem heiß, auf eine Billion Grad, d.h. 100.000mal heißer als das Zentrum unserer Sonne.
Beides klingt unerreichbar verrückt. Dennoch ist Teilchenphysikern am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) in den USA 2004 der Durchbruch gelungen, das Quark-Gluon-Plasma herzustellen. Dazu beschleunigten sie schwere Atomkerne von Gold und ließen sie in einem winzigen Raumpunkt zusammenstoßen. Dort bildete sich für Sekundenbruchteile ein “nuklearer Feuerball” mit wahnsinnig hohen Dichten bzw. Temperaturen. Die Bedingungen waren so extrem, dass die Materie in das Quark-Gluon-Plasma zerfiel...


Im Versuch waren höhere Dichten als für das Quark-Gluon-Plasma also instabil.

Unter welchen Bedingungen sehr hohe Dichten stabil bleiben könnten, wäre wohl noch zu erforschen / berechnen.
 

kirk11

Mitglied
Zum Thema Urknall / SL etwas ziemlich 'abgedrehtes' (aber was ist nicht 'abgedreht' wenn man bei diesen Themen ein bisschen in die Tiefe schürfen will ?):


In ähnliche Richtung geht es bei diesem Artikel:

 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Also dumm ist die Frage sicher nicht.

Nach der engeren Definition besteht dunkle Materie aus Teilchen, welche noch nicht gefunden wurden bzw. noch nicht zugeordnet werden konnten.

Nach der weiteren Definition werden u.a. auch Braune Zwerge, SL und Neutrinos als Kandidaten geführt.
 

kirk11

Mitglied
DM versus SL: was ist exotischer ?

Also ich halte DM fuer wahrscheinlich nicht so sonderlich exotisch, sollten ihre Teilchen doch noch eines Tages gefunden werden.
Warum: die betreffenden Teilchen koennten zwar natürlich überraschend, neuartig, etc. sein.
Aber durch die geringe Dichte treten sie nur in normalem Umfeld auf, was die Moeglichkeit von Exotik mE ziemlich begrenzt.

SL entstehen aus gut bekannter bayronischer Masse wie Sternen (ab einer gewissen Größe).
Aber durch den Entstehungsprozess (den totalen Gravitationskollaps) bildet sich ein Umfeld wodurch aus Materie quasi 'entartete Materie' wird.
Ich halte diese 'Materie' für ziemlich exotisch;
kann man dieser zB. einen Aggregatszustand (fest/flüssig/gasförmig/Plasma) zuordnen ?
Ich denke nicht, aber vielleicht koennen mich die Experten diesbezüglich eines besseren belehren.

Durch das spezifische 'Umfeld' gelten im SL auch die 'Spielregeln' fuer die Raumzeit nicht mehr so wie wir sie normalerweise kennen.

Die wahre Groesse / Ausdehnung eines SL wird man wohl auch unter 'unbekannt' einordnen müssen.
Das Hilfskonstrukt der ominösen Singularität (also praktisch Groesse 0) dürfte mE auch nicht wirklich weiterhelfen bzw. der Realität gerecht werden.

Der Widerspruch dass ein SL ja einerseits Materie sein muss - wie sonst könnte sie gravitativ wirken -und andererseits kaum eine der herkömmlichen Eigenschaften der klassischen Materie aufweist finde ich jedenfalls ziemlich faszinierend (und auch sehr exotisch...)

Wenn es gelingt SL zu enträtseln dann wäre das mE schon ein bedeutender Schritt in Richtung eines besseren Verständnisses unseres Universums.
 

holger_merlitz

Mitglied
Man kann sich keine Vorstellung über den Zustand der Materie in einem schwarzen Loch machen, da wir weder experimentelle noch (belastbare) theoretische Anhaltspunkte haben. Es handelt sich ganz bestimmt nicht um eine Suppe aus irgendwelchen exotischen Teilchen, die im Zentrum des Schwarzen Lochs schwappt. Da ja die Gravitation unter diesen Bedingungen stärker ist als alle bekannten (und überhaupt denkbaren) Kräfte, kann nur eine fundamentale Modifikation der Raumzeit selbst zu einer Stabilisierung des Systems und somit der Verhinderung einer Singularität führen. Selbst wenn wir ein schwarzes Loch im Labor basteln könnten, würde uns das nichts nützen, da sich die Vorgänge im Innern hinter einem Ereignishorizont abspielen und somit nicht direkt messen lassen. Vielleicht gelingt es mal, die Strahlung eines verdampfenden Mini-Lochs systematisch zu untersuchen und daraus indirekt etwas über die Physik im Innern zu schließen. Das ist momentan aber Science Fiction.

Viele Grüße,
Holger
 

holger_merlitz

Mitglied
No-hair ist ja noch klassische Theorie mit der Annahme, dass die Hawking-Strahlung thermisch sei. Das Informationsparadoxon wird hier ja schon etwas expliziter, dass nämlich Information eigentlich nicht verloren gehen sollte.

Ich meinte hier allerdings noch etwas anderes: Sollte es im Innern eines schwarzen Lochs keine Singularität geben, sondern eine wie auch immer endlich ausgedehnte Struktur, so könnte diese das Verhalten eines schwarzen Lochs im letzten Stadium des Verdampfens beeinflussen, wenn nämlich der Ereignishorizont sich auf die Größe dieser Struktur zusammengezogen hat. Vielleicht bliebe sogar etwas davon zurück ('black hole remnant').

Viele Grüße,
Holger
 

kirk11

Mitglied
Die 'Geburtsstunde' eines SL ist ja ein Gravitationskollaps.
Unmittelbar danach entsteht ein Zustand x (z.B. eine Sekunde nach dem Gravitationskollaps).

Ein mE wichtiger Punkt ist:
ist dieser Zustand x schon ein stabiler Zustand welcher z.B. ein Jahr später (nach 'unserer' Zeitrechnung) auch noch besteht ?
Oder bildet sich im SL im Laufe eines Jahres (oder vielleicht auch schon in einem viel kuerzeren Zeitraum) ein Zustand y welcher dann aber stabil bleibt solange nichts Gravierendes passiert (wie z.B. einer Fusion mit einem anderen SL) ?

Die 'Singularität' entsteht ja durch den Gravitationskollaps bzw. durch die gewaltigen Kraefte welche in diesem Zusammenhang wirken (= Zustand x); aber konnte es nicht sein das es die 'Singularität' im späteren Zustand y nicht mehr (oder nur noch in grundlegend anderer Form) gibt ?

Eines was mich jedenfalls rund um SL am meisten fasziniert:
dass ein so extremes & exotisches 'Objekt' ueber Milliarden von Jahren (wieder nach 'unserer' Zeitrechnung) stabil ist bzw. oft auch 'organisch' wächst.
 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Bei den nachfolgend groessten bekannten 'Einzelobjekten' - Sterne mit bis zu ca. 300 Sonnenmassen - gilt ja quasi als 'Faustregel' je groesser desto kurzlebiger.

Kurzlebige SL sind mir nicht bekannt, auch nicht im Bereich der supermassereichen SL.
Dann schon eher im Bereich kleine bis sehr kleine SL (jedenfalls kleiner als stellare SL), aber ob es die in natürlicher Entstehung auch tatsächlich gibt, ist wohl umstritten.

Ich halte SL für so exotisch, dass ich es sogar fuer gerechtfertigt halte, zumindest anzudenken ob es sich hier ueberhaupt noch um Masse / Materie handelt.
Möglicherweise geht es mehr in Richtung Energie was der Gravitationskollaps aus der Sternenmaterie gemacht hat.
Daraus wuerde sich aber sofort die Frage ergeben inwieweit Energie überhaupt eine der Materie vergleichbare Gravitationswirkung erzielen kann...

In diesem Punkt muss ich (bis auf weiteres) passen, aber normalerweise - unter 'normalen' Bedingungen - stellt sich so eine Frage fuer kompakte Himmelskörper auch nicht...
 

Nebelhorn

Mitglied
Die 'Geburtsstunde' eines SL ist ja ein Gravitationskollaps.
Unmittelbar danach entsteht ein Zustand x (z.B. eine Sekunde nach dem Gravitationskollaps).

Ein mE wichtiger Punkt ist:
ist dieser Zustand x schon ein stabiler Zustand welcher z.B. ein Jahr später (nach 'unserer' Zeitrechnung) auch noch besteht ?
Oder bildet sich im SL im Laufe eines Jahres (oder vielleicht auch schon in einem viel kuerzeren Zeitraum) ein Zustand y welcher dann aber stabil bleibt solange nichts Gravierendes passiert (wie z.B. einer Fusion mit einem anderen SL) ?

Die 'Singularität' entsteht ja durch den Gravitationskollaps bzw. durch die gewaltigen Kraefte welche in diesem Zusammenhang wirken (= Zustand x); aber konnte es nicht sein das es die 'Singularität' im späteren Zustand y nicht mehr (oder nur noch in grundlegend anderer Form) gibt ?

Eines was mich jedenfalls rund um SL am meisten fasziniert:
dass ein so extremes & exotisches 'Objekt' ueber Milliarden von Jahren (wieder nach 'unserer' Zeitrechnung) stabil ist bzw. oft auch 'organisch' wächst.
Bleibt im SL nicht die Zeit stehen?
 

kirk11

Mitglied
Aus Wikipedia, zum Begriff Gravitation:

...Diese Raumzeit ist in der ART aber nicht mehr „flach“ wie in der Euklidischen Geometrie, sondern wird durch das Auftreten von Masse oder Energie „gekrümmt“...

Also laut ART sollte wohl (theoretisch) Energie als Gravitationsfaktor genauso taugen wie Masse.
 

holger_merlitz

Mitglied
Ein frei fallender Beobachter (A) überquert den Ereignishorizont (was er übrigens gar nicht bemerkt) und fällt dann in kurzer Zeit (d.h. in Eigenzeit gemessen) in das Zentrum des schwarzen Lochs. Ein weit entfernter Beobachter, der den Fall des Beobachters A beobachtet, stellt dagegen eine zunehmende Rotverschiebung fest, wenn A sich dem Ereignishorizont nähert. Er sieht somit A gar nicht erst in den Ereignishorizont eintauchen, weil aus seiner Sicht alle Bewegungen aufgrund der dann unendlich werdenden Rotverschiebung eingefroren sind.

Wie gesagt ist es witzlos zu spekulieren, in welchem Zustand sich die 'Materie' oder 'Masse' im Zentrum des schwarzen Lochs befindet, da man es nicht nachmessen kann. Ein schwarzes Loch ist ein Bereich der Raumzeit mit starker Krümmung, der durch einen Ereignishorizont vom Rest der Raumzeit abgeschnürt ist. Punkt! Man kann diesem Gebilde ein Massenäquivalent geben, oder auch ein Energieäquivalent, es macht keinen Unterschied. Das Gebilde kann zudem noch einen Drehimpuls aufweisen und eine elektrische Ladung. Das war's. Schwarze Löcher wachsen, falls sie Materie oder andere Löcher schlucken, und können auch schrumpfen, weil sie durch die Hawking-Strahlung Energie verlieren. Die 'Lebenszeit' eines isolierten schwarzen Lochs hängt von dessen Masse ab, sehr kleine Löcher können schon in kurzer Zeit verdampfen.

Viele Grüße,
Holger
 

kirk11

Mitglied
Ein frei fallender Beobachter (A) überquert den Ereignishorizont (was er übrigens gar nicht bemerkt) und fällt dann in kurzer Zeit (d.h. in Eigenzeit gemessen) in das Zentrum des schwarzen Lochs. Ein weit entfernter Beobachter, der den Fall des Beobachters A beobachtet, stellt dagegen eine zunehmende Rotverschiebung fest, wenn A sich dem Ereignishorizont nähert. Er sieht somit A gar nicht erst in den Ereignishorizont eintauchen, weil aus seiner Sicht alle Bewegungen aufgrund der dann unendlich werdenden Rotverschiebung eingefroren sind.

Wie gesagt ist es witzlos zu spekulieren, in welchem Zustand sich die 'Materie' oder 'Masse' im Zentrum des schwarzen Lochs befindet, da man es nicht nachmessen kann. Ein schwarzes Loch ist ein Bereich der Raumzeit mit starker Krümmung, der durch einen Ereignishorizont vom Rest der Raumzeit abgeschnürt ist. Punkt! Man kann diesem Gebilde ein Massenäquivalent geben, oder auch ein Energieäquivalent, es macht keinen Unterschied. Das Gebilde kann zudem noch einen Drehimpuls aufweisen und eine elektrische Ladung. Das war's. Schwarze Löcher wachsen, falls sie Materie oder andere Löcher schlucken, und können auch schrumpfen, weil sie durch die Hawking-Strahlung Energie verlieren. Die 'Lebenszeit' eines isolierten schwarzen Lochs hängt von dessen Masse ab, sehr kleine Löcher können schon in kurzer Zeit verdampfen.

Viele Grüße,
Holger
Zuerst zum Thema 'Spekulation':
Diese wird wohl immer ein Bestandteil der Astrophysik bleiben - solange bis alle Rätsel gelöst sind.
Man braucht da ja z.B. nur an die Spekulation in Bezug auf DM-Teilchenkandidaten denken, wobei es hier nicht einmal zu 100 % sicher ist, dass es DM-Teilchen ueberhaupt gibt.

Zum Thema Masse/Energie/SL:
Zuerst einmal muss man das nicht nach einem Schwarzweiß-Schema sehen.
Also nicht nur Materie oder nur Energie wäre möglich sondern auch dass eine Kombination davon sich den tatsächlichen Gegebenheiten am besten annähern würde wäre denkbar.

Nach meinen Verständnis müsste der Faktor Energie schon im Zusammenhang mit dem Gravitationskollaps ins Spiel kommen.
(Wobei der Ausdruck Gravitationskollaps mE etwas missverständlich ist, da ja eigentlich die Materie kollabiert und nicht die Gravitation, welche auf kurze Entfernung sogar extrem zunimmt und auf groesseren Entfernungen gleich bleibt).

Bei einem Gravitationskollaps kennt man in der Regel recht gut das 'Ausgangsmaterial' und auch die Phase bis zur Entstehung der Neutronen (Neutronensterne) ist ja wohlbekannt.
Was dann in weiterer Folge passiert und ob / wie Materie einen 'vollen' Gravitationskollaps ueberstehen kann, da wird es dann halt wieder spekulativ.
Wenn man das herausfinden koennte, dann wäre mE schon viel gewonnen, in Bezug auf das Wissen der Natur eines SL.
 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Die Erforschung bzw. der Versuch SL besser verstehen zu lernen hat wesentliche Vorteile in Bezug auf das gleiche Ansinnen in Bezug auf DM.

Zum ersten gibt es keinerlei begründete Zweifel dass SL existieren.
Weiters gibt es zahlreiche Messungen sowie auch zahlreiche (indirekte) Beobachtungen rund um SL.
Weiters sind wesentliche Eigenschaften eines SL bekannt, sofern sich dieses in beobachtbarer Nähe befindet bzw. auch eine beobachtbare Größe hat.
Rotationsgeschwindigkeit, Ladung, Masse, Durchmesser (des Ereignishorizonts) - was ja schon ganz wesentliche Eigenschaften eines SL sind.

Auch die Entstehungsgeschichte - zumindest von stellaren SL - ist gut bekannt.

Wobei bei der Spätphase der Entstehung allerdings die Aspekte von SL beginnen, wo die Wissenschaft noch bei vielen Fragen im Dunklen tappt.

Z.B. was passiert während des / unmittelbar nach dem Gravitationskollaps ?
Bleibt Materie Materie (wenn ja welche), wie stark läßt sie sich komprimieren ?
Spielt der (Gravitations-)Faktor Energie bei SL eine Rolle ?
Was hat es mit der mysteriösen Singularität auf sich, befindet sich der wesentliche Gravitationsfaktor eines SL wirklich auf kleinstem Raum ?
Wie ist der Ereignishorizont zu verstehen, ist dieser weitestgehend 'nur' Umfeld eines SL oder muß man diesen als Teil des SL interpretieren ?
Wenn zweiteres zutrifft, verteilt sich dann der Gravitationsfaktor möglicherweise homogener innerhalb des Ereignishorizonts als angenommen ?
Fakt ist, dass Ereignishorizonte einen durchaus beachtlichen Durchmesser aufweisen - natürlich abhängig von der 'Masse' eines SL.
So weist (laut Wikipedia) der Ereignishorizont von Sagittarius A einen Durchmesser von ~ 22,5 Millionen Kilometer auf (bei ca. 4,1 Millionen Sonnenmassen).
Wie groß der Ereignishorizont bei einem echten SL-Schwergewicht von einigen Milliarden Sonnenmassen ist kann man sich ja dann in etwa ausrechnen...

Die extreme Raumzeit-Krümmung durch die komprimierte Gravitation eines SL produziert für beide Bestandteile der Raumzeit einen Zustand welcher sich von dem außerhalb ganz wesentlich unterscheidet.

In Bezug auf die Zeit - wenn man eine Messung innerhalb eines SL durchführen könnte - würde sich wohl ergeben, dass diese innerhalb nicht oder so gut wie nicht vergeht, im Vergleich mit der Zeitmessung unter normalen Bedingungen.
Wie wir uns das mit dem Raumverständnis innerhalb eines SL vorstellen müssen, geht definitiv über meinen Horizont, aber es ist davon auszugehen, dass auch in diesem Punkt mit den normalen Maßstäben und Verhältnissen keinerlei Übereinstimmung vorhanden sein kann - im Gegenteil eine starke Abweichung davon ist praktisch zwangsläufig.

Um diese Punkte auch nur ansatzweise zu verstehen oder gar berechnen zu können fehlt einfach noch das astrophysikalisch-wissenschaftliche Rüstzeug, nach meinem Wissensstand.

Aber in jedem Fall halte ich SL für eine äußerst spannende 'Angelegenheit'.

Zum Abschluß noch einen Link auf einen mE recht interessanten Artikel:

 

kirk11

Mitglied
Einige (weitere) Überlegungen zum Thema SL und Raumzeit.

Soweit dies konkret messbar wäre ist davon auszugehen dass die Zeit im SL substanziell langsamer vergeht als außerhalb.
1 Sekunde entspräche z.B. einem Jahr 'normaler' Zeit (wobei das Verhältnis natürlich noch deutlich extremer sein müsste...)

Fuer den Raum nehmen wir einmal an dass 1 cm 1000 Kilometer 'ausserhalb' entspräche (was wiederum eine bewusst gewählte deutliche Untertreibung sein dürfte). Es kann natürlich sein dass ich mit diesem Denkansatz komplett daneben liege, aber wenn nicht dann koennte das auch die Interpretation der mysteriösen Singularität in einem anderen Licht erscheinen lassen.

Eine innerhalb des SL winzige Raumgroesse koennte außerhalb als verhältnismäßig große Distanz wahrgenommen werden.

Selbst ein großer Ereignishorizont wie jener von Sagittarius A koennte innerhalb eines SL nur als räumliche Winzigkeit 'wahrgenommen werden'.

Wie strukturiert sich (ganz grob vereinfacht) ein SL ?

A) In der Mitte eine (winzige) Singularität mit maximaler Dichte & Gravitation (= das 'eigentliche' SL) und rundherum der Bereich innerhalb des Ereignishorizonts mit abnehmender Gravitationsstaerke, soweit abnehmend bis die Gravitation eine gewisse Grenze unterschreitet und dort der Bereich außerhalb des Ereignishorizonts beginnt.

B) Es gibt innerhalb des Ereignishorizonts eine relative homogene Verteilung dessen was die Gravitation bewirkt (Masse und/oder Energie);
die 'Singularität' verteilt sich quasi auf den gesamten Durchmesser des Ereignishorizonts.
Es tritt dabei das durch die im SL existierende Raumkruemmung verursachte Phänomen auf, dass sich die Groesse des betreffenden Raums extrem unterscheidet, abhängig davon ob von außerhalb oder innerhalb des Ereignishorizonts betrachtet.
 

kirk11

Mitglied
Bei allen Verständnis für die Schwierigkeiten sich rund um SL in einigen Punkten festlegen zu wollen, so finde ich die aktuelle Situation in einem speziellen Punkt besonders unglücklich:
die Frage nach der Größe (bzw. dem Durchmesser) eines SL:

die eine Antwort ist

a) quasi 0 (oder auch nicht bekannt), wenn man sich auf die Definition eines SL als Singularität bezieht und

b) den Durchmesser des Ereignishorizonts, also durchaus beachtliche Größenangaben (je nach 'Masse' des SL).

Und interessanterweise wird beides nebeneinander so kommuniziert (angefangen bei Wikipedia...), obwohl sich das eigentlich gegenseitig ausschließt.

Zum Thema Singularität / SL mochte ich hier folgendes Zitat bringen:

...
Dabei ist es absolut unklar, in welcher Form die Materie in der Singularität vorliegt. Insbesondere kennt man nicht die Zustandsgleichung dieser 'singulären Materie'. Wie später in diesem Eintrag diskutiert wird, gibt es Anhaltspunkte, dass es vielleicht im Innern Schwarzer Löcher gar keine Singularitäten gibt!
...

aus dem mE recht facettenreichen Artikel

 

kirk11

Mitglied
Meine eigene Meinung zu dieser Thematik:

Für die Größe bzw. den Durchmesser eines SL macht mE nur die Angabe des Durchmesser des Ereignishorizonts Sinn. Dass es einen Ereignishorizont gibt steht außer Diskussion und auch sein Durchmesser läßt sich (wenn das betreffende SL ausreichend beobachtbar ist) exakt berechnen.

Was hinter dem Ereignishorizont stattfindet bzw. sich befindet läßt sich (mit unseren derzeitigen Möglichkeiten) nicht messen und die übergeordneten Theorien (Quantengravitation,...) um das theoretisch analysieren zu können, liegen auch noch nicht vor.

Die oft zu lesende Gleichsetzung

SL = Singularität

ist für mich der Fehler / das Problem.

Wenn man diese Gleichsetzung macht bzw. diese für richtig hält, dann sollte man mE aber auch so konsequent sein, die Größe eines SL als (quasi) 0 oder nicht näher bestimmbar definieren. Alles außer(halb) der Singularität wäre dann Umfeld und nicht Teil des SL, welches durch die Nähe zur extremen Gravitation der Singularität auch noch eine sehr hohe Gravitations(kraft) hätte, nach außen hin natürlich abnehmend.

Davon abgesehen dass es nicht bewiesen ist, dass es in Zusammenhang mit dem SL überhaupt (dauerhaft) eine Singularität gibt, macht es für mich wenig Sinn diese all zu sehr in den Vordergrund zu stellen, wenn man nicht genau weiß was diese überhaupt ist bzw. wie diese 'funktioniert'.
Ich stelle nicht in Abrede dass der Faktor 'Singularität' in Zusammenhang mit SL eine Rolle spielt, aber zwischen 'eine Rolle spielen' und zwischen 'SL = Singularität' ist halt ein großer Unterschied.

Interessante Artikel zum Thema SL / Singularitäten:


 

P_E_T_E_R

Mitglied
Tja, die Diskussion im Blog von Florian Freistetter - mittlerweile auch schon sechs Jahre alt - ist ja typisch für das Thema Singularität und Schwarze Löcher.

Wobei man sich allerdings wundert, warum der mathematische Begriff der Singularität bei Schwarzen Löchern solch ein Reizwort darstellt. So sind ja auch Elektronen nach gegenwärtigem Verständnis punktförmig (*) - besitzen also theoretisch eine unendlich hohe Massendichte und auch noch eine unendlich hohe Ladungsdichte. Aber darüber regt sich hier wie dort niemand auf.

(*) Der sog. KLassische Radius des Elektrons mit 2,818 x 10^-15 m
ist ja nur ein semiklassisches Konstrukt, bei dem man das elektrostatische Potential einer elementaren Kugelladung mit der Ruhenergie des Elektrons von 0,511 MeV gleichsetzt. In Streuexperimenten an modernen Beschleunigern hat man bislang jedoch keine Abweichung von einem punktförmigen Verhalten des Elektrons finden können, und zwar bis zu einer Obergrenze von ca. 10^-19 m !
 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Ich denke es geht weniger um ein Reizwort - einen wissenschaftlichen Diskurs sollte man mE möglichst Emotions-los führen - als dass dort halt verschiedene Anschauungen & Meinungen aufeinanderprallen.

Punktförmig / ringförmig ist bei einem Elektron aber auch sicher leichter zu 'verdauen' / zu glauben als bei einem SL-Koloss wie TON 618 mit 66 Milliarden Sonnenmassen... ;)

Selbst wenn hypothetisch im gesamten Ereignishorizont eines SL der Gravitationsfaktor komplett homogen verteilt wäre, käme noch eine sehr hohe Dichte heraus.
Der theoretische Ereignishorizont der Erde wäre ja gerade einmal 8 mm groß;
also selbst dann würde man wohl mit den bekannten (Elementar-)Teilchen seine Probleme bekommen, diese Dichte zu erreichen.

Der Artikel 'Die Gravitation der Gravitation' hat für mich auch wieder neue Aspekte aufgeworfen, so z.B. Gravitation als Gravitationsfaktor - etwas skeptisch bin ich da aber zum Teil schon.

 

P_E_T_E_R

Mitglied
Punktförmig / ringförmig ist bei einem Elektron aber auch sicher leichter zu 'verdauen' / zu glauben als bei einem SL-Koloss wie TON 618 mit 66 Milliarden Sonnenmassen... ;)
Ja, natürlich ist das Elektron mit einer Masse von 0,9 x 10^-30 kg ein Leichtgewicht. Gleichwohl hat es nach heutigem physikalischem Verständnis keine messbare Ausdehnung, ist also theoretisch punktförmig, und wenn du eine beliebige endliche Masse in einen Punkt kondensierst, bekommst du eine unendliche Massendichte. Ähnliches gilt übrigens auch für das Myon und das Tauon, die schwereren Leptonengeschwister des Elektrons, und sämtliche Quarks, die allesamt keine messbare Größe haben.

Das Phänomen einer nicht messbaren Größe mit einer effektiv unendlich großen Massendichte ist also nicht auf Schwarze Löcher beschränkt. Es zeigt vielmehr eher auf, dass es Grenzen im Verständnis und im Gültigkeitsbereich der heutigen Physik gibt.
 

kirk11

Mitglied
Ja, natürlich ist das Elektron mit einer Masse von 0,9 x 10^-30 kg ein Leichtgewicht. Gleichwohl hat es nach heutigem physikalischem Verständnis keine messbare Ausdehnung, ist also theoretisch punktförmig, und wenn du eine beliebige endliche Masse in einen Punkt kondensierst, bekommst du eine unendliche Massendichte. Ähnliches gilt übrigens auch für das Myon und das Tauon, die schwereren Leptonengeschwister des Elektrons, und sämtliche Quarks, die allesamt keine messbare Größe haben.

Das Phänomen einer nicht messbaren Größe mit einer effektiv unendlich großen Massendichte ist also nicht auf Schwarze Löcher beschränkt. Es zeigt vielmehr eher auf, dass es Grenzen im Verständnis und im Gültigkeitsbereich der heutigen Physik gibt.
Das Thema Singularität (oder so etwas ähnliches da es ja keine nackten Singularitäen geben soll) in Zusammenhang mit Leptonen ist zwar nich so spektakulär wie rund um SL, aber mE trotzdem hochinteressant.

Vielleicht kann man ja über diesen Ansatz ein bisschen weiterkommen, notabene da es ja hier keinen Ereignishorizont als 'Beobachtungs-Bremse' gibt.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Man kann formal für beliebige Massen m einen zugeordneten Schwarzschild-Radius r_s = 2 G m /c² angeben. Für die Masse des Elektrons von m = 0,9 x 10^-30 kg erhält man so einen Schwarzschild-Radius von r_s = 1,4 x 10^-57 m. Wenn das Elektron keine Ladung und keinen Drehimpuls hätte, wäre das dann der Radius vom Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs vom Schwarzschild-Typ.

Das ist allerdings weitaus geringer als der experimentelle Maximalwert von ~10^-19 m, auf den man die Ausdehnung des Elektrons aus Streuexperimenten an Beschleunigern bislang eingrenzen konnte. Es ist sogar wesentlich kleiner als die sog. Planck-Länge l_P = 1,6 x 10^-35 m, bei der neben gravitativen Effekten auch Quanteneffekte eine wesentliche Rolle spielen sollten. Insofern greift also eine rein gravitative Betrachtung des Elektrons als Schwarzes Loch sicher zu kurz.

Siehe dazu auch: Black hole electron

Im Umfeld der Planck-Länge und erst recht darunter haben wir keine gültige physikalische Beschreibung.

Das betrifft allerdings nicht nur die Physik der Elementarteilchen, sondern in gleicher Weise die Physik von Schwarzen Löchern.
 

kirk11

Mitglied
Man kann formal für beliebige Massen m einen zugeordneten Schwarzschild-Radius r_s = 2 G m /c² angeben. Für die Masse des Elektrons von m = 0,9 x 10^-30 kg erhält man so einen Schwarzschild-Radius von r_s = 1,4 x 10^-57 m. Wenn das Elektron keine Ladung und keinen Drehimpuls hätte, wäre das dann der Radius vom Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs vom Schwarzschild-Typ.

Das ist allerdings weitaus geringer als der experimentelle Maximalwert von ~10^-19 m, auf den man die Ausdehnung des Elektrons aus Streuexperimenten an Beschleunigern bislang eingrenzen konnte. Es ist sogar wesentlich kleiner als die sog. Planck-Länge l_P = 1,6 x 10^-35 m, bei der neben gravitativen Effekten auch Quanteneffekte eine wesentliche Rolle spielen sollten. Insofern greift also eine rein gravitative Betrachtung des Elektrons als Schwarzes Loch sicher zu kurz.

Siehe dazu auch: Black hole electron

Im Umfeld der Planck-Länge und erst recht darunter haben wir keine gültige physikalische Beschreibung.

Das betrifft allerdings nicht nur die Physik der Elementarteilchen, sondern in gleicher Weise die Physik von Schwarzen Löchern.
...More recently, Alexander Burinskii has pursued the idea of treating the electron as a Kerr–Newman naked singularity...

Die Schluss-Conclusion dieses Artikel wäre also, dass ein Elektron eine nackte Kerr-Newman Singularitaet sein könnte.

Ist dies als Arbeitshypothese ernst zu nehmen ?

Falls es sich tatsächlich so verhalten sollte, dann würde ich das jedenfalls als sensationell einstufen.
 
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