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Gedanken zur Dunklen Materie

P_E_T_E_R

Mitglied
Noch ein Rätsel:

Die Gesamtmasse des beobachtbaren Universums wird auf 8,8 x 10^52 kg geschätzt, wobei das nur die gewöhnliche baryonische Materie, also keine Dunkle Materie (DM) und auch keine Dunkle Energie (DE) umfasst.

Wenn man für diese Masse nun den zugehörigen Schwarzschild-Radius

R_s = 2 G M /c²

berechnet, kommt man auf

R_s = 1,3 x 10^26 m = 13,8 Mrd. Lj

Wenn man zusätzlich noch DM und DE dazu rechnet, erhöht sich der Radius etwa auf das zwanzigfache, nämlich auf 282 Mrd. Lj.

Der Radius des beobachtbaren Universums wird auf 46,5 Mrd. Lj geschätzt. Wenn dieser nun aber kleiner als der Schwarzschild-Radius der eingeschlossenen Masse ist, würde das ja bedeuten, dass diese eingeschlossene Masse ein Schwarzes Loch darstellt.

Mit anderen Worten - das observable Universum bildet ein Schwarzes Loch und wir sind irgendwo mitten da drin!

Du brauchst dich also nur umzusehen, um herauszufinden, wie es in einem Schwarzen Loch aussieht, oder !?
 
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kirk11

Mitglied
Na wenigstens wäre dann bewiesen, dass ein SL nicht nur aus einer punkt- / ringfoermigen Singularität besteht... ;)

Soweit ich mich erinnern kann habe ich in diesem Thread schon auf einen Artikel verlinkt in dem die These vertreten wird, dass wir im Inneren eines SL leben (inklusive unseres Universums).
So richtig ernst hatte ich das aber nicht genommen.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Die Vorstellung, dass unser Universum das Innere eines Schwarzen Loches darstellt, ist in der Tat nicht neu und wird durch elementare Zahlenspielereien wie in dem oben vorgeführten Rätsel sogar quantitativ nahegelegt.

Ein prominenter Advokat solcher Ideen ist der polnisch-amerikanische Theoretiker Nikodem Popławski, der in den populären Medien zwar einen gewissen Kultstatus hat, vom Mainstream der Astrophysik aber wohl nicht ganz ernst genommen wird.

Black Hole Cosmology

In the version as originally proposed by Pathria and Good, and studied more recently by, among others, Nikodem Poplawski, the observable universe is the interior of a black hole existing as one of possibly many inside a larger parent universe, or multiverse.

The Big Bang was a nonsingular Big Bounce at which the universe had a finite, minimum scale factor. Or, the Big Bang was a supermassive white hole that was the result of a supermassive black hole at the heart of a galaxy in our parent universe.
 
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kirk11

Mitglied
Noch ein Rätsel:

Die Gesamtmasse des beobachtbaren Universums wird auf 8,8 x 10^52 kg geschätzt, wobei das nur die gewöhnliche baryonische Materie, also keine Dunkle Materie (DM) und auch keine Dunkle Energie (DE) umfasst.

Wenn man für diese Masse nun den zugehörigen Schwarzschild-Radius

R_s = 2 G M /c²

berechnet, kommt man auf

R_s = 1,3 x 10^26 m = 13,8 Mrd. Lj

Wenn man zusätzlich noch DM und DE dazu rechnet, erhöht sich der Radius etwa auf das zwanzigfache, nämlich auf 282 Mrd. Lj.

Der Radius des beobachtbaren Universums wird auf 46,5 Mrd. Lj geschätzt. Wenn dieser nun aber kleiner als der Schwarzschild-Radius der eingeschlossenen Masse ist, würde das ja bedeuten, dass diese eingeschlossene Masse ein Schwarzes Loch darstellt.

Mit anderen Worten - das observable Universum bildet ein Schwarzes Loch und wir sind irgendwo mitten da drin!

Du brauchst dich also nur
Noch ein Rätsel:

Die Gesamtmasse des beobachtbaren Universums wird auf 8,8 x 10^52 kg geschätzt, wobei das nur die gewöhnliche baryonische Materie, also keine Dunkle Materie (DM) und auch keine Dunkle Energie (DE) umfasst.

Wenn man für diese Masse nun den zugehörigen Schwarzschild-Radius

R_s = 2 G M /c²

berechnet, kommt man auf

R_s = 1,3 x 10^26 m = 13,8 Mrd. Lj

Wenn man zusätzlich noch DM und DE dazu rechnet, erhöht sich der Radius etwa auf das zwanzigfache, nämlich auf 282 Mrd. Lj.

Der Radius des beobachtbaren Universums wird auf 46,5 Mrd. Lj geschätzt. Wenn dieser nun aber kleiner als der Schwarzschild-Radius der eingeschlossenen Masse ist, würde das ja bedeuten, dass diese eingeschlossene Masse ein Schwarzes Loch darstellt.

Mit anderen Worten - das observable Universum bildet ein Schwarzes Loch und wir sind irgendwo mitten da drin!
In dem Artikel


wird u.a. auch auf das Thema eingegangen.

Die Berechnung dazu am Ende des Artikel fällt aber doch deutlich anders aus.

Paradoxerweise soll (laut dieser Quellle) der Schwarzschild-Radius bei geringerer Dichte groeßer werden (was wohl stimmen wird weil sonst unser Universum mit seiner vergleichsweise geringen Dichte nicht einmal in die Nähe kommen koennte, ein SL zu sein).

Wenn das stimmt wuerde das dann nicht bedeuten dass der Schwarzschild-Radius durch die zusätzliche Dichte von DM und DE kleiner statt groesser wird ?
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Paradoxerweise soll (laut dieser Quellle) der Schwarzschild-Radius bei geringerer Dichte groeßer werden (was wohl stimmen wird weil sonst unser Universum mit seiner vergleichsweise geringen Dichte nicht einmal in die Nähe kommen koennte, ein SL zu sein).
Wieso paradoxerweise? Sieh dir doch die Formel für den Schwarzschild-Radius an. Dabei kommt es nur auf die eingeschlossene Masse an! Da der Schwarzschild-Radius linear mit der Masse anwächst, fällt die Dichte mit wachsendem Radius und Masse wie 1/R² bzw. 1/M². Deshalb haben supermassive Schwarzschild-Objekte dann eine sehr geringe Dichte, wie man an den Beispielen in der Tabelle auch sehen kann.

Und dann schau mal in die erste Zeile der Tabelle, dort wo das "observable universe" gelistet ist. Wobei dort nur die gewöhnliche baryonische Masse berücksichtigt ist, was aber nur 1/20 der Gesamtmasse ist. Also sollte der effektive Schwarzschild-Radius des beobachtbaren Universums sogar 20x größer als dort veranschlagt sein. Das ergibt dann wie schon gesagt 282 Mrd. Lichtjahre.

Tatsächlich hat das beobachtbare Universum einen geschätzten Radius von 46,5 Mrd. Lj, welcher kleiner als der Schwarzschild-Radius ist. Woraus dann logischerweise folgen müsste, dass die eingeschlossene Masse ein Schwarzes Loch sein muss.
 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Paradoxerweise nicht im mathematischen Sinne (dass es mathematisch wohl stimmt habe ich ja im selben Satz eingeräumt), sondern was die 'herkömmliche' Vorstellung eines SL betrifft wo ja eine extrem hohe Dichte (siehe Singularität) Voraussetzung fuer die Entstehung eines SL und eines Ereignishorizonts zu sein scheint.

Mein 'Plan B' für ein klassisches SL ohne Singularität ging immer noch von einer sehr hohen durchschnittlichen Dichte innerhalb des Ereignishorizonts aus, nur homogen(er) verteilt.

Das ausgerechnet beim groessten (bisher bekannten) SL - TON 618 - die durchschnittliche Dichte am geringsten ist von allen herkömmlichen SL, ist bei näherer Betrachtung logisch, bei Unkenntnis der betreffenden Formel allerdings doch eher überraschend.

DM und DE bewirken einerseits eine (beträchtliche) Erhöhung der Masse (M), was zur entsprechenden Vergrößerung des Schwarzschild- Radius führt, andererseits aber auch zur Steigerung der Dichte im Universum was wiederum eigentlich den Schwarzschild-Radius verringern müsste.

So ganz blicke ich da noch nicht durch;
es verwirrt mich auch, dass im zitierten Artikel die betreffenden Berechnungen zu einem anderen Ergebnis für den Schwarzschild-Radius des Universums kommen.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
So ganz blicke ich da noch nicht durch; es verwirrt mich auch, dass im zitierten Artikel die betreffenden Berechnungen zu einem anderen Ergebnis für den Schwarzschild-Radius des Universums kommen.
Mit abweichendem Input kommt man natürlich zu verschiedenen Ergebnissen:

(a) mit ϱ _U = 4,7 x 10^-27 kg/m³ (*)

-> R_s ~ 1,8 x 10^26 m

(b) mit ϱ _U = 9,9 x 10^-30 g/cm³ = 9,9 x 10^-27 kg/m³ (**)

-> R_s ~ 1,3 x 10^26 m

(*) siehe Himmelsgesetze der Bewegung/ Schwarzschildradius

(**) siehe Universe und Schwarzschild Radius
wobei dieser Dichtewert aber nicht nur gewöhnliche baryonische Materie,
sondern auch DM und DE enthält (#)

(#) dann stimmt meine Rechnung in Beitrag #306 also nicht, dort hatte ich
die Beiträge von DM und DE nämlich nochmal draufgeschlagen!

Womit der Radius des beobachtbaren Universums mit 46,5 Mrd. Lj dann doch größer als der Schwarzschild-Radius (13,8 Mrd. Lj) wäre.
 
Zuletzt bearbeitet:

Auriga_HH

Mitglied
Um die Gravitation bei doppeltem Radius gleich zu halten, muss die Masse vervierfacht werden. Das Volumen ist dann aber das Achtfache. Die Dichte hat sich also halbiert.

Gruß Helmut
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Um die Gravitation bei doppeltem Radius gleich zu halten, muss die Masse vervierfacht werden. Das Volumen ist dann aber das Achtfache. Die Dichte hat sich also halbiert.
Das stimmt schon, Helmut. Nur bei einem Schwarzen Loch ist das etwas anders.

Da sind Masse und Radius vom Ereignishorizont, sprich Schwarzschild-Radius, proportional zueinander und die Gravitation bleibt dann auch nicht konstant. Wenn man da die Masse verdoppelt, dann verdoppelt sich auch der Schwarzschild-Radius. Mit der Konsequenz, dass die Dichte sogar auf ein Viertel sinkt.

Diese Schwarzen Löcher sind wirklich seltsam!

Gruß, Peter
 

kirk11

Mitglied
Alles in allem ist es also (leider) wieder abgesagt, dass unser Universum ein SL ist, nach aktuellem Kenntnisstand.

Es hätte mich insofern gewundert weil die beiden relevanten Formeln (Berechnung des Schwarzschild-Radius ueber die Masse oder Dichte) vergleichsweise überschaubar sind.
Da wäre dann dieser Fakt (Universum = SL) wohl schon in das astronomische Allgemeinwissen eingeflossen.

Trotzdem hat es meinen Wissensstand in Bezug auf SL erhöht, ich persönlich bin mir sicher dass ich jetzt hier bezüglich einiger offenen Punkte klarer sehe.

Ich versuche das anhand von Koloss TON 618 darzustellen.

Eine auch nur annähernd homogene Verteilung des Gravitationsfaktor innerhalb des Ereignishorizonts (= Schwarzschild-Radius, ca. 390 Milliarden Kilometer) halte ich für ausgeschlossen.

Im Zentrum von TON 618 muss es eine gigantische Gravitationsstaerke bzw. Raumzeitkruemmung (Singularitä) geben.
Diese Gravitation bleibt - zwar zum Ereignishorizont abnehmend - auf einem ausreichend hohen Level, dass die Fluchtgeschwindigkeit oberhalb der Lichtgeschwindigkeit bleibt, bis zur Grenze des Schwarzschild-Radius.

Das ist fuer mich das einzig mögliche Szenario, dass trotz der vergleichsweise geringen durchschnittlichen Dichte TON 618 ein SL dieser Größe sein kann.

Aber natürlich kann ich auch falsch liegen...
 

holger_merlitz

Mitglied
Ja, das ist kurios: Ein schwarzes Loch von 100 Millionen Sonnenmassen hat die Dichte von Wasser, eines von 3 Milliarden Sonnenmassen die Dichte von Luft. Das Loch in M87 ist mit 6,5 Milliarden Sonnenmassen schwerer als das! Dies sind allerdings mittlere Dichten: Das Schwarze Loch ist im wesentlichen leerer Raum mit einem kleinen kompakten Zentrum. Fliegt ein Raumschiff in das schwarze Loch von M87, so überquert es nichtsahnend den Ereignishorizont in einer Entfernung von R ~100 AE (ich weiß nicht, wie schnell es rotiert, der Wert ist nur ungefähr ...) und die Besatzung merkt gar nicht, dass sie schon verloren ist. Die 'Singularität' (oder, um es neutraler zu formulieren: Das kompakte Zentrum des schwarzen Lochs) liegt unweigerlich in der unmittelbaren Zukunft der Schiffsbesatzung: Gemessen in Eigenzeit des frei fallenden Raumschiffs ist die Singularität nach einer Zeit von R/c erreicht, etwa 10 Stunden in unserem Beispiel. So viel Zeit bleibt der Besatzung noch, Experimente und Messungen durchzuführen. Erst wenige Millisekunden vor der Singularität werden die Gezeitenkräfte so stark, dass die das Raumschiff zerreißen - ein schneller und schmerzloser Tod. Zu keinem Zeitpunkt des Falles ist die Singularität für die Besatzung sichtbar, man kann nicht einmal deren ungefähre Lage oder Richtung festlegen: Sie liegt nicht auf einer Ortskoordinate, sondern auf einer Zeitkoordinate. Fragt jemand den Bordcomputer, wie weit die Singularität noch entfernt ist, so antwortet der Computer korrekterweise: Die Singularität ist in 11 Minuten und 23 Sekunden. Sie ist jenseits des Ereignishorizonts kein Ort mehr, sondern ein Zeitpunkt.

Das Universum, wie wir es kennen, kann nicht als schwarzes Loch herhalten, weil es expandiert und gemäß der gegenwärtig gültigen kosmischen Modelle keine Singularität in unserer Zukunft liegt. Würde es kollabieren, wäre es vielleicht möglich, dass unser Universum als Modell für ein sich in der Entwicklung befindendes schwarzes Loch dienen könnte.

Viele Grüße,
Holger
 

kirk11

Mitglied
Am Ereignishorizont muss wohl eine Gravitation (bzw. Raumkruemmung) vorliegen, welche - unabhängig von der Größe des SL - einen Wert x erzeugt. Quasi der Grenzwert ab welchem (unterhalb) Licht wieder entweichen kann.

Interessieren würde mich ob dieser Wert x bekannt ist.

Jedenfalls denke ich dass kein Mensch lebend einen Ereignishorizont überqueren kann, durch die (noch immer) gewaltige Gravitationskraft welcher sich selbst Licht geschlagen geben muss.
Noch dazu kommen die enormen Kräfte durch die Rotation - soweit ich weiß gibt es statische (nicht-rotierende) SL nur in der Theorie.
 

M_Hamilton

Mitglied
Das Volumen eines Schwarzen Lochs zu berechnen, ist deutlich komplizierter, als die Formel für das Volumen einer Kugel suggeriert. Daher ist auch die Berechnung einer (mittleren) Dichte nicht klar. Tatsächlich hat ein (z.B. Schwarzschild) Schwarzes Loch eine wohldefinierte Fläche, aber das Volumen hängt von Wahlen ab.

Die übliche Formel für das Volumen einer Kugel funktioniert nur, wenn R der Radius einer Kugel im euklidischen 3-dimensionalen Raum ist. Insbesondere muss der Raum, der von der Kugel eingeschlossen wird, euklidisch sein.

Bei einem Schwarzen Loch ist die Raumzeit hinter dem Ereignishorizont stark gekrümmt (r ist auch nicht der Radius, sondern nur eine radiale Koordinate). Hinzukommt, dass das 3-dimensionale Volumen nur in einer raumartigen Hyperfläche definiert ist, d.h. man muss t=const. für eine Zeitkoordinate t setzen. In der RT gibt es aber keine kanonische Zeitkoordinate.

Der Ereignishorizont ist eine 2-dimensionale Sphäre S^2. In der Zeit fortgesetzt bildet das einen Zylinder S^2 x R. Das Innere dieses Zylinders müsste man mit einer raumartigen Hyperfläche t=0 schneiden, für eine Zeitkoordinate t. Von diesem 3-dimensionalen Schnitt kann man dann das Volumen berechnen.




Viele Grüße
Mark
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Am Ereignishorizont muss wohl eine Gravitation (bzw. Raumkruemmung) vorliegen, welche - unabhängig von der Größe des SL - einen Wert x erzeugt. Quasi der Grenzwert ab welchem (unterhalb) Licht wieder entweichen kann. Interessieren würde mich ob dieser Wert x bekannt ist.
Du meinst die Beschleunigung, die auf eine Testmasse am Ereignishorizont wirkt?

Die kann man nach Newton berechnen, indem man die gravitative Beschleunigung im Abstand des Schwarzschild-Radius bestimmt:

F = G m M / r² (Gravitation)

a = F / m (gravitative Beschleunigung)

mit r = R_s = 2 G M / c² (Schwarzschild-Radius)

bekommt man dann die Beschleunigung am Ereignishorizont

a = a_s = G M / (R_s)² = c^4 / (4 G M)

Code:
M/M_sol         M                 R_s               a_s

    1        2,0 x 10^30 kg    2,95 x 10^3 m     1,5 x 10^13 m/s²

4,1 x 10^6   8,2 x 10^36 kg    1,2 x 10^10 m     3,7 x 10^6 m/s²     SMBH in Sag. A

6,5 x 10^9   1,3 x 10^40 kg    1,9 x 10^13 m        233 m/s²         SMBH in M87

6,5 x 10^10  1,3 x 10^41 kg    1,9 x 10^14 m       23,3 m/s²         TON 618

Zum Vergleich, die Schwerebeschleunigung an der Oberfläche der Erde beträgt bekanntlich 9,81 m/s², bei Jupiter 24,8, und bei der Sonne 275 m/s².

Die Beschleunigung an sich ist aber für eine Raumschiffbesatzung weniger gefährlich als deren lokale Variabilität, also die wirkenden Gezeitenkräfte, und das wird dann ganz verheerend an der zentralen Singularität, dort wird buchstäblich alles in seine Teile zerrissen.

Den Ereignishorizont von supermassiven Schwarzen Löchern wie in M87 oder TON 618 könnte man wohl noch gefahrlos durchqueren. Was danach kommt, ist allerdings eine andere Sache ...
 
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kirk11

Mitglied
Du meinst die Beschleunigung, die auf eine Testmasse am Ereignishorizont wirkt?

Die kann man nach Newton berechnen, indem man die gravitative Beschleunigung im Abstand des Schwarzschild-Radius bestimmt:

F = G m M / r² (Gravitation)

a = F / m (gravitative Beschleunigung)

mit r = R_s = 2 G M / c² (Schwarzschild-Radius)

bekommt man dann die Beschleunigung am Ereignishorizont

a = a_s = G M / (R_s)² = c^4 / (4 G M)

Code:
M/M_sol         M                 R_s               a_s

    1        2,0 x 10^30 kg    2,95 x 10^3 m     1,5 x 10^13 m/s²

4,1 x 10^6   8,2 x 10^36 kg    1,2 x 10^10 m     3,7 x 10^6 m/s²     SMBH in Sag. A

6,5 x 10^9   1,3 x 10^40 kg    1,9 x 10^13 m        233 m/s²         SMBH in M87

6,5 x 10^10  1,3 x 10^41 kg    1,9 x 10^14 m       23,3 m/s²         TON 618

Zum Vergleich, die Schwerebeschleunigung an der Oberfläche der Erde beträgt bekanntlich 9,81 m/s², bei Jupiter 24,8, und bei der Sonne 275 m/s².

Die Beschleunigung an sich ist aber für eine Raumschiffbesatzung weniger gefährlich als deren lokale Variabilität, also die wirkenden Gezeitenkräfte, und das wird dann ganz verheerend an der zentralen Singularität, dort wird buchstäblich alles in seine Teile zerrissen.

Den Ereignishorizont von supermassiven Schwarzen Löchern wie in M87 oder TON 618 könnte man wohl noch gefahrlos durchqueren. Was danach kommt, ist allerdings eine andere Sache ...
Danke in jedem Fall für Deine Ausführungen.

Es geht jedenfalls in die Richtung was ich gemeint habe aber ob es exakt das getroffen hat dessen bin ich mir nicht so wirklich sicher.

Ich denke es ist die Raumzeitkruemmung welche Licht (bis zum Ereignishorizont) im SL einsperrt und diesen Faktor meine ich primär.

Superschwere SL rotieren im Schnitt schneller als kleinere (soweit ich das gelesen habe) und ich nehme an dass TON 612 keine Ausnahme davon ist.

Wenn man von einer (denke ich realistischen) Rotationsgeschwindigkeit von ca. 1/3 Lichtgeschwindigkeit ausgeht dann kann man wohl als gegeben annehmen dass dies für den menschlichen Körper nicht auszuhalten ist.

Wenn man in einem Karussell mit vergleichsweise bescheidenen 200 km/h Runden drehen würde, dann würde das wohl schon schwere Übelkeit auslösen...

Ich denke dass ein Mensch nicht einmal bis zum Ereignishorizont kommen koennte da bei rotierenden SL auch schon in einem gewissen Bereich (knapp) außerhalb des Ereignishorizonts die Raumzeit mitrotiert.
Und ich glaube dass schon in diesem Bereich knapp vor dem Ereignishorizont deswegen Schluss mit lustig wäre...

Ob da noch zusätzliche (moegliche) Todesursachen wie die Raumzeitkruemmung, Elektrizität (im Falle elektrisch geladener SL), etc. hinzukommen würden wäre dann quasi nur die etwas morbide Zugabe.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Wenn man von einer (denke ich realistischen) Rotationsgeschwindigkeit von ca. 1/3 Lichtgeschwindigkeit ausgeht dann kann man wohl als gegeben annehmen dass dies für den menschlichen Körper nicht auszuhalten ist.
Ganz so schnell ist es wohl nicht, und wenn man die Zentrifugalbeschleunigung am Ereignishorizont betrachtet, bekommt man nur völlig harmlose 0,26 m/s². Das ist weniger als im Kettenkarussell auf der Kirmes!

v² / R = (7 x 10^6 m/s)² / 1,9 x 10^14 m = 0,26 m/s²

TON 618

The emission lines in the spectrum of TON 618 are unusually wide, indicating that the gas is travelling very fast; the hydrogen beta line shows it is moving around at 7000 km/s.

Aber wie auch immer, das Monster befindet sich in einer sicheren Entfernung von 10,4 Mrd. Lj - wenn es denn überhaupt noch existiert.
 
Zuletzt bearbeitet:

P_E_T_E_R

Mitglied
Der dazu eine Menge an heißer Luft erzeugt, aber mit irgendwas muss er ja wohl seinen Blog aufblasen.

Dabei kommt es nur auf zwei Zahlen an:

(a) wie groß ist das observable Universum

(b) wie groß ist die darin eingeschlossene Masse

Verwirrung entsteht allenfalls daraus, dass häufig unklar ist, ob die angegebenen Werte für die Masse oder Dichte sich nur auf die gewöhnliche baryonische Materie beziehen oder auch noch Dunkle Materie und Dunkle Energie beinhalten.

Und diejenigen, die am meisten zu dieser Verwirrung beitragen, sind eben solche Blogger!
 

kirk11

Mitglied
' ...Wie alle Schwarzen Löcher verursachen auch sie, bedingt durch ihre enorme Gravitation, eine entsprechend große Veränderung der geometrischen Struktur von Raum und Zeit (siehe Raumzeitkrümmung). Bei einem rotierenden Schwarzen Loch nimmt die Singularität jedoch eine Kreis- oder Ringform an und reißt die Raumzeit um sich herum mit anstatt sie nur zu krümmen: Der Raum wird in der Drehrichtung des Schwarzen Lochs mitgedreht. Diese Art der Raumzeitkrümmung erscheint nicht bei einem ruhenden Schwarzen Loch, sondern tritt bei rotierenden Schwarzen Löchern sozusagen zusätzlich außerhalb des Ereignishorizonts mit der Form eines an den Polen abgeplatteten Rotationsellipsoides auf. Alle Objekte um ein rotierendes Schwarzes Loch werden mitgedreht, eben weil sich auch die Raumzeit selbst mitdreht...'

'...Aber bis zu einem bestimmten Abstand (der sogenannten statischen Grenze), in einem Bereich, der „Ergosphäre“ genannt wird, ist die Drehgeschwindigkeit so hoch, dass alle Objekte (und auch Energie wie Lichtstrahlen) wiederum schneller als Licht sein müssten, um die Drehgeschwindigkeit auszugleichen, also nicht mitzurotieren. Die Winkelgeschwindigkeit eines Teilchens am eigentlichen Ereignishorizont entspricht genau der Rotationsgeschwindigkeit des Schwarzen Loches...'

Quelle:

Ich glaube deswegen dass die häufigere Variante ist, dass 'man' (in entsprechender Nähe) in ein SL hineinrotieren würde statt einfach einfach auf geradem Wege 'hineinzufliegen'.
 

janapier

Mitglied
Der dazu eine Menge an heißer Luft erzeugt, aber mit irgendwas muss er ja wohl seinen Blog aufblasen. ... . ..., die am meisten zu dieser Verwirrung beitragen, sind eben solche Blogger!
Das soll jetzt kein argumentum ad verecundiam sein, aber der Mann ist nicht nur irgendein "Blogger", sondern Professor für theoretische Physik am Caltech mit einer Publikationsliste, die zumindest länger ist als meine. In der Sache hat er ja auch klar recht: Die Singularität liegt in unserer Vergangenheit, nicht Zukunft; das Universum expandiert, statt zu implodieren. Die Inflationstheorie sagt ein flaches Universum voraus. Dies impliziert, dass der Radius des Universums gleichzeitig sein Schwarzschildradius ist, wie Carroll ausführt.
 

PSM

Mitglied
Der dazu eine Menge an heißer Luft erzeugt, aber mit irgendwas muss er ja wohl seinen Blog aufblasen.

Dabei kommt es nur auf zwei Zahlen an:

(a) wie groß ist das observable Universum

(b) wie groß ist die darin eingeschlossene Masse

Verwirrung entsteht allenfalls daraus, dass häufig unklar ist, ob die angegebenen Werte für die Masse oder Dichte sich nur auf die gewöhnliche baryonische Materie beziehen oder auch noch Dunkle Materie und Dunkle Energie beinhalten.

Und diejenigen, die am meisten zu dieser Verwirrung beitragen, sind eben solche Blogger!

Hallo Peter,

ich habe bei der Rechnung insgesamt folgende Bedenken:
  • Die Schwarzschild-Metrik, aus der du die Größe des Horizonts berechnest, ist statisch. Unser Universum wird mit einer dynamischen Metrik beschrieben. Zwar gibt es prinzipiell auch die Möglichkeit, per Koordinatentransformation den Raum statisch zu machen, während sich die Objekte darin bewegen, aber ich kann mir gerade nicht vorstellen, dass die Geodäten äquivalent zu denen in der Schwarzschild-Metrik sind. (Evtl. ist die Äquivalenz in dem Sinne möglich, dass die Geodäten denen eines weißen Lochs entsprechen.)
  • Ich finde das Argument, dass die Singularität in der Vergangenheit und nicht in der Zukunft liegt, durchaus valide.
  • Meines Erachtens sollte man die Dunkle Energie (DE) nicht zu der Masse rechnen, die in den Schwarzschild-Radius eingeht, da sich DE nicht komprimieren lässt. Zudem sollte man für die Berechnung des Horizonts in Gegenwart von DE bzw. kosmologischer Konstante Lambda diese auch berücksichtigen. Somit müsste man m.E. mit der de Sitter-Schwarzschildmetrik rechnen. Die Horizonte sind durch die Nullstellen der g_00-Komponente gegeben, d.h.: 1-2*G*M/(c^2*r)-Lambda*r^2 = 0. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, erhalte ich mit M ~ 10^54 kg und Lambda ~ 10^(-52) m^(-2) nur eine reelle Lösung, die jedoch negativ ist. Es läge damit kein Horizont vor.
Beste Grüße
Patrick
 
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holger_merlitz

Mitglied
Danke in jedem Fall für Deine Ausführungen.

Es geht jedenfalls in die Richtung was ich gemeint habe aber ob es exakt das getroffen hat dessen bin ich mir nicht so wirklich sicher.

Ich denke es ist die Raumzeitkruemmung welche Licht (bis zum Ereignishorizont) im SL einsperrt und diesen Faktor meine ich primär.

Superschwere SL rotieren im Schnitt schneller als kleinere (soweit ich das gelesen habe) und ich nehme an dass TON 612 keine Ausnahme davon ist.

Wenn man von einer (denke ich realistischen) Rotationsgeschwindigkeit von ca. 1/3 Lichtgeschwindigkeit ausgeht dann kann man wohl als gegeben annehmen dass dies für den menschlichen Körper nicht auszuhalten ist.

Wenn man in einem Karussell mit vergleichsweise bescheidenen 200 km/h Runden drehen würde, dann würde das wohl schon schwere Übelkeit auslösen...

Ich denke dass ein Mensch nicht einmal bis zum Ereignishorizont kommen koennte da bei rotierenden SL auch schon in einem gewissen Bereich (knapp) außerhalb des Ereignishorizonts die Raumzeit mitrotiert.
Und ich glaube dass schon in diesem Bereich knapp vor dem Ereignishorizont deswegen Schluss mit lustig wäre...

Ob da noch zusätzliche (moegliche) Todesursachen wie die Raumzeitkruemmung, Elektrizität (im Falle elektrisch geladener SL), etc. hinzukommen würden wäre dann quasi nur die etwas morbide Zugabe.


Hallo Kirk,

so schlimm ist es für die Astronauten nicht, und das liegt an einer ganz fundamentalen Aussage der allgemeinen Relativitätstheorie: Ein in einem Gravitationsfeld frei fallender Beobachter schafft sein eigenes, lokales Inertialsystem. Die Raumschiffbesatzung des durch den Ereignishorizont fallenden Raumschiffs bleibt dabei schwerelos, sie bemerkt nichts von ihrem Schicksal! Mit Experimenten, die nur im Innern des Raumschiffes vorgenommen werden, könnten sie nicht einmal nachweisen, dass das Gravitationsfeld existiert, sie leben ja in einem Inertialsystem! Dabei ist es auch unerheblich, ob das schwarze Loch rotiert oder nicht, lediglich die Flugbahn des Schiffes wird davon beeinflusst. Erst wenn die Gezeitenkräfte hinreichend groß werden, bricht die Näherung des lokalen Inertialsystems zusammen. Man kann zeigen, dass dies erst kurz vor dem Aufschlag in die Singularität der Fall ist und die Astronauten erst wenige Millisekunden vor der Singularität zerrissen werden.

Viele Grüße,
Holger
 

kirk11

Mitglied
Hallo Kirk,

so schlimm ist es für die Astronauten nicht, und das liegt an einer ganz fundamentalen Aussage der allgemeinen Relativitätstheorie: Ein in einem Gravitationsfeld frei fallender Beobachter schafft sein eigenes, lokales Inertialsystem. Die Raumschiffbesatzung des durch den Ereignishorizont fallenden Raumschiffs bleibt dabei schwerelos, sie bemerkt nichts von ihrem Schicksal! Mit Experimenten, die nur im Innern des Raumschiffes vorgenommen werden, könnten sie nicht einmal nachweisen, dass das Gravitationsfeld existiert, sie leben ja in einem Inertialsystem! Dabei ist es auch unerheblich, ob das schwarze Loch rotiert oder nicht, lediglich die Flugbahn des Schiffes wird davon beeinflusst. Erst wenn die Gezeitenkräfte hinreichend groß werden, bricht die Näherung des lokalen Inertialsystems zusammen. Man kann zeigen, dass dies erst kurz vor dem Aufschlag in die Singularität der Fall ist und die Astronauten erst wenige Millisekunden vor der Singularität zerrissen werden.

Viele Grüße,
Holger
Das Raumschiff würde sich 'relativ flott' vorwärts Ri htung Zentrum des SL bewegen, da es ja schon unter Kontrolle der Schwerkraft desselbigen ist.
Aus dieser rasanten Vorwaertsbewegung würde dann (nicht sanft sondern) abrupt eine Rotationsbewegung mit 7000 km/s (im Falle von TON 612).
Dass sich der Astronaut in einem Raumschiff befindet, ändert mE nichts an der dadurch einwirkenden (tödlichen ?) Fliehkraft.
Ich würde das jedenfalls nicht austesten wollen.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Aus dieser rasanten Vorwaertsbewegung würde dann (nicht sanft sondern) abrupt eine Rotationsbewegung mit 7000 km/s (im Falle von TON 612).
Dass sich der Astronaut in einem Raumschiff befindet, ändert mE nichts an der dadurch einwirkenden (tödlichen ?) Fliehkraft.
Vergiss nicht den erheblichen Radius von 1,9 x 10^14 m.
Damit ergibt sich keine tödliche Zentrifugalbeschleunigung, sondern wie oben in Post #318 schon gezeigt, nur ein ganz lächerlicher Wert von 0,26 m/s².

v² / R = (7 x 10^6 m/s)² / 1,9 x 10^14 m = 0,26 m/s²

N.B. von der Bewegung der Erde um die Sonne mit 30 km/s und der Bewegung des Sonnensystems um das galaktische Zentrum mit 220 km/s bekommen wir ja auch nichts mit.
 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Vergiss nicht den erheblichen Radius von 1,9 x 10^14 m.
Damit ergibt sich keine tödliche Zentrifugalbeschleunigung, sondern wie oben in Post #318 schon gezeigt, nur ein ganz lächerlicher Wert von 0,26 m/s².
Vielleicht stehe ich ja auf der Leitung aber wenn TON 618 mit 7000 km/s rotiert und das Raumschiff zur Mitrotation gezwungen wird, wie kann es sich dann langsamer als mit 7000 km/s bewegen ?

Seit wann braucht man für so einen (aus meiner Sicht) einfachen Sachverhalt eine komplizierte Formel ?

Eine Geschwindigkeit ist eine Geschwindigkeit - was hat damit ein Radius zu tun ?

Ein Beispiel:

Wenn ein Flugzeug (im freien Fall) senkrecht auf die Erde abstürzt und 2 Km bevor es auf der Erde aufschlägt käme (hypothetisch) ein Monstersturm auf welcher sich mit 7000 km/s bewegt, das Flugzeug voll erfasst und in seine Zugrichtung quasi in niedriger Umlaufbahn um die Erde (wie ein niedriger, nur viel stärkerer Jetstrom) zwingt:

mit welcher Geschwindigkeit würde sich dann das Flugzeug bewegen ?
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Vielleicht stehe ich ja auf der Leitung aber wenn TON 618 mit 7000 km/s rotiert und das Raumschiff zur Mitrotation gezwungen wird, wie kann es sich dann langsamer als mit 7000 km/s bewegen ?
Wer sagt denn, dass es sich langsamer bewegt? Es würde bei Annäherung an den Ereignishorizont (in einem Abstand von R ~ 1,9 x 10^14 m vom Zentrum) natürlich mitgerissen werden und die Rotation von TON 618 annehmen und dort dann den oben berechneten Wert der Zentrifugalbeschleunigung besitzen. Das ist aber ganz und gar kein tödlicher Wert!
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Die Schwarzschild-Metrik, aus der du die Größe des Horizonts berechnest, ist statisch. Unser Universum wird mit einer dynamischen Metrik beschrieben.
Hallo Patrick, das ist in der Tat ein essentieller Einwand, mit dem ich mich auseinandersetzen muss. Ein dynamisches Universum, welches über seine räumliche und zeitliche Ausdehnung nicht instantan, sondern verzögert reagiert, ist nicht so einfach zu visualisieren, aber daran führt wohl kein Weg vorbei.

Ebenfalls mit besten Grüßen,
Peter
 
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