Schwarze Löcher gehören zu den faszinierensten Objekten im Weltall. In den knapp 100 Jahren der Existenz der allgemeinen Relativitätstheorie die zu ihrer Beschreibung nötig ist, haben die Physiker ein recht gutes theoretisches Verständnis entwickelt. Wir wissen mittlerweile ganz gut, wie sich ein schwarzes Loch so verhält (es ist zum Beispiel kein Staubsauger!) – aber im Laufe der Jahre haben wir auch immer bessere Beobachtungsdaten gewonnen. Das mag paradox klingen – denn eigentlich sind schwarze Löcher ja gerade deswegen so besonders, weil sie schwarz sind; weil sie den Raum so stark krümmen dass kein Licht mehr von ihnen ausgestrahlt werden kann und sie deswegen quasi unsichtbar sind. Dennoch gehören schwarze Löcher zu den hellsten Objekten im Universum. Und nun hat man ein paar ganz besondere Exemplare gefunden…

Aber halt – wieso sind schwarze Löcher auf einmal hell? Naja, eigentlich ist es die Umgebung eines Lochs, die hell ist. Denn schwarze Löcher sind meistens von einer sogenannten Akkretionsscheibe umgeben. Also eine Scheibe aus Gas und Staubteilchen die um das Loch kreisen und entweder hineinstürzen oder durch die enorme Gravitationskraft davongeschleudert werden. Das Material dort bewegt sich jedenfalls sehr schnell deswegen wird auch sehr energiereiche Strahlung erzeugt. Und die kann man beobachten – allerdings nicht im “normalen” Licht sondern im Röntgenbereich des elektromagnetischen Spektrums.

Röntgenstrahlen kommen leider nicht wirklich durch unsere Erdatmosphäre durch. Glücklicherweise haben wir aber ein paar Teleskope ins Weltall geschickt die dort nach kosmischen Röntgenlicht suchen. Eines davon ist Chandra und das hat kürzlich ein paar tolle Aufnahmen der Galaxie M82 gemacht.

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Bild: NASA/CXC/Tsinghua Univ./H. Feng et al.

Was man hier genau sieht, erkläre ich dann später 😉

Man war jedenfalls auf der Suche nach einer ganz besondern Art von schwarzen Loch. Normalerweise kennen wir sie in zwei größen: klein und gewaltig groß (die hypothetischen winzig kleinen schwarzen die in Teilchbeschleunigern entstehen können – und die nicht gefährlich sind! – zählen hier erstmal nicht dazu). Die kleinen nennt man stellare schwarze Löcher. Die entstehen wenn ein Stern am Ende seines Lebens keinen Brennstoff mehr hat; die Kernfusion zum Erliegen kommt und er in einer gewaltigen Explosion sein Leben beendet. Ist der ursprüngliche Stern groß genug, dann bleibt nach so einer Supernovaexplosion nur noch ein schwarzes Loch übrig das in einige dutzend schwerer als die Sonne sein kann.

Neben diesen kleinen Löchern gibt es aber auch die supermassiven schwarzen Löcher. Sie sitzen in den Zentren der Galaxien (auch in unserer Milchstrasse) und spielen dort eine wichtige Rolle beim Leben und Sterben der Galaxien. So ein supermassives schwarzes Loch kann einige Milliarden mal schwerer sein als unsere Sonne! Wie sie entstehen ist allerdings noch nicht abschließend geklärt. Vielleicht haben sie auch mal klein angefangen, als normales stellares schwarzes Loch und dann immer mehr und mehr Masse angesammelt (in den Zentren der Galaxien gibt es ja viel). Oder eine gewaltig große Gaswolke ist direkt zu einem (instabilen) “Superstern” kollabiert und dann gleich weiter zu einem schwarzen Loch zusammengestürzt. Oder sie entstehen ganz anders – wir wissen es noch nicht genau.

Wir wissen aber, dass es ein “Lücke” gibt. Die schwersten stellaren schwarzen Löcher die man kennt wiegen etwa dreißigmal so viel wie unsere Sonne. Die leichtesten supermassiven Löcher sind einige hundertausendmal schwerer. Im Bereich dazwischen vermutet man sogenannte mittelschwere schwarze Löcher. Die Beobachtungsdaten sind hier düftiger als bei den anderen beiden Typen – aber das kürzlich veröffentlichte Chandra-Bild könnte gleich zwei davon zeigen:

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Im großen Bild sieht man die Galaxie M82 so, wie man sie im normalen Licht sehen würde (die Aufnahmen stammen vom Hubble-Teleskop); kombiniert mit Aufnahmen aus dem Spitzerteleskop und in blau Bildern von Chandra. Die blaue Aufnahme ist eine Ansicht des Zentralbereichs; diesmal sieht man nur Röntgenlicht. Man erkennt deutlich zwei sehr Bereiche – die aber nicht im Zentrum liegen! Aus den Spektren dieser beiden Objekte und ihrer Helligkeit kann man darauf schließen, dass es sich hier um schwarze Löcher handeln muss. Das eine davon – “X42.3+59” – ist 290 Lichtjahre vom Zentrum von M82 entfernt und zwischen 12000 und 43000 mal schwerer als die Sonne. Das zweite Objekt heisst “X41.4+60”, ist 600 Lichtjahre vom Zentrum entfernt und nur zwischen 200 und 800 mal schwerer als die Sonne.

Auch bei diesen mittelschweren schwarzen Löchern weiß man noch nicht genau wie sie entstehen. Ein einzelner Stern kann sie nicht erzeugen. Aber es gibt ja viele Sterne, die in Doppel- oder Mehrfachsternen organisiert sind. Und nach deren Tod können so durchaus auch Doppel- oder Mehrfachsysteme von schwarzen Löchern entstehen. Die strahlen bei ihrer Bewegung Gravitationswellen ab; verlieren dadurch Energie und kollidieren so irgendwann miteinander wobei ein mittelschweres schwarzes Loch entsteht. Oder vielleicht kommt es in sehr dichten Sternhaufen zu einer Art “Kettenreaktion” bei der eine Supernovaexoplosion die nächste auslöst und so jede Menge schwarze Löcher entstehen die dann zusammenstürzen und ein großes formen.

Was auch immer zutrifft – das wichtigste ist: wir haben Beobachtungsdaten! Und je mehr Daten wir bekommen, desto genauer werden wir über die schwarzen Löcher Bescheid wissen. Und irgendwann wissen wir dann auch, wie sie entstehen…

Kommentare (47)

  1. #1 Bullet
    3. Mai 2010

    Hm. Da war es wieder, dieses wort: Akkretionsscheiben.
    Warum eigentlich sind schwarze Löcher nicht von einer Akkretions”kugel” umgeben? In den Animationen, die ich beispielsweise von Sgr A* (das SMBH im Zentrum unserer Galaxie) kenne, sind ja die dem schwarzen Loch nahen Sterne auch in allerlei Umlaufbahnen um das schwarze Loch gefangen – aber eben nicht in einer Ebene. Warum dann diese Scheibenbildung bei stellaren schwarzen Löchern?

  2. #2 Arnd
    3. Mai 2010

    Wie weit ist eigentlich das uns am nächsten liegende schwarze Loch entfernt? Gibt’s eins in unserer “Nähe” (kosmisch gesehen)?

  3. #3 Bullet
    3. Mai 2010

    Da fällt mir spontan
    http://de.wikipedia.org/wiki/Cygnus_X-1
    ein. 🙂

  4. #4 Florian Freistetter
    3. Mai 2010

    @Arnd: Also Wikipedia hat ne Liste: http://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_black_hole#Candidates Da ist das nächste 3500 Lichtjahre weit weg – von den stellaren Löchern zumindest. Das nächste supermassive ist natürlich im Zentrum der Milchstrasse.

  5. #5 Thomas J
    3. Mai 2010

    @bullet

    Ist das nicht der gleiche Effekt, wie bei der Enstehung eines Sonnensystems mit der Protoplanetaren Gasscheibe?

    Und ganz allgemein…. werden nicht gerade am lhc Schwarze Löcher simuliert und erfoscht? Oder verwechsle ich jetzt da etwas? *hmmmm*

  6. #6 klauszwingenberger
    3. Mai 2010

    @ Arnd:

    Abgesehen von Cygnus X-1, einem stellaren Schwarzen Loch gibt’s natürlich eins in der “Nähe”: es ist das zentrale schwarze Loch der Milchstraße. Distanz etwa 30.000 Lj, Masse etwa 4 Mio Sonnenmassen.

  7. #7 Stefan H.
    3. Mai 2010

    Als ich deinen Blog so am lesen bin, ging mir was durch den Kopf! “M 82”, wo habe ich das schon mal vor kurzem gelesen?
    Und da fiel es mir ein!
    http://de.news.yahoo.com/34/20100415/tsc-mysterioese-radiowellen-aus-dem-kosm-98fda55.html

    Ein gaaanz spektakulärer Bericht bei Yahoo.de
    Da steht unter anderem:” Auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die das VIERFACHE DER LICHTGESCHWINDIGKEIT beträgt, macht die Wissenschaftler stutzig. So lag schnell die Vermutung nahe, dass es sich bei der Erscheinung um ein schwarzes Loch bzw. einen Microquasar, einen Neutronenstern, handeln könnte.”

    Na welchen Wissenschaftler würde die 4-fache LG nicht stutzig machen?? Dich auch Florian?

  8. #8 nihil jie
    3. Mai 2010

    @Bullet

    ich nehme an, weil schwarze löcher selbst rotieren… auf die frage warum sie nicht von einer sphäre umgeben sind sondern von einer scheibe. ich nehme auch stark an, dass die rotation der löcher auch enorme raumdeformationen um das loch verursachen… ich denke dass sie gerade zu den raum um sich herum “wickeln” können 🙂

  9. #9 schnablo
    3. Mai 2010

    @Bullet: Akkretionsscheiben sind einfach stabiler als Kugeln. Wenn sehr viele Objekte in allen moeglichen Ebenen um ein Gravitationszentrum rotieren, dann stossen sie auch sehr haeufig zusammen, meist ziemlich frontal, und werden deswegen stark abgebremst. Schon die wenigen kuenstlichen Objekte, im Erdorbit “interagieren” ja gelegentlich auf diese Weise. Der Gesamtdrehimpuls bleibt aber wie immer erhalten und daher faellt nicht alles sofort ins Zentrum, sondern rotiert am Ende in einer Scheibe, die dann senkrecht zum Drehimpulsvektor liegt.

  10. #10 klauszwingenberger
    3. Mai 2010

    @ Thomas H.:

    Die Stutzigkeit der Forscher hat hier wohl weniger mit der beobachteten (scheinbaren) Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun. Solche Beobachtungseffekte sind nicht ganz unbekannt, man hat sie anderswo bei energiereichen Jets auch schon so ähnlich gesehen. Sie entstehen als Projektionseffekte dann, wenn man ein paar relativistische Besonderheiten außer Acht lässt, die das Ergebnis verfälschen.

  11. #11 Bullet
    3. Mai 2010

    @schnablo: okay, das klingt plausibel. Danke.

  12. #12 Ludmila
    3. Mai 2010

    @Bullet: Weil es sich dreht. Versuch mal eine viskose Kugel sehr schnell zu drehen. Du kriegst automatisch eine Abplattung hin, weil am Äquator die Zentrifugalkräfte stärker wirken als am Pol. Sieht man ja sogar bei den Planeten. Auch die Erde ist ein bisschen abgeplattet.

  13. #13 Florian Freistetter
    3. Mai 2010

    @Stefan H: “Auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit, die das VIERFACHE DER LICHTGESCHWINDIGKEIT beträgt, macht die Wissenschaftler stutzig”

    Ach du meine Güte… Ja, das ist wieder eine Sternstunde der Wissenschaftsberichterstattung.

    Hier ist die originale Pressemitteilung:

    This was equivalent to an apparent superluminal motion of over 4 times the speed of light. Such large apparent velocities are not seen in supernova remnants and are usually only found with relativistic jets ejected from accretion disks around massive black hole systems.

    Da hat wohl jemand vergessen, das Wort “apparent” im Wörterbuch nachzuschlagen…

  14. #14 Vizioon
    3. Mai 2010

    Wieviele mittlere schwarze Löcher sind denn inzwischen bekannt? Wenn ich mich an die letzte “Meldung” (es war Hubblecast 15) waren es zwei, und gehört “X41.4+60” nicht eher zu den kleinen? Denn wenn ich mich richtig erinnere gehörten die mittleren doch eher in den Bereich 20.000-40.000 Sonnenmassen, so wie in Omega Centauri.
    Ok, Korrektur, zwei in Sternenhaufen. Aber nichts desto trotz sind 200-800 Sonnenmassen gegenüber 20.000 ziemlich wenig. Von daher eine zweite Frage: Wo beginnt denn ein mittleres BH?

  15. #15 Gator
    3. Mai 2010

    Ich frage mich worin besteht der Sinn eines schwarzen Loch ? Materie an sich zu reißen um sie dann als Teilchen Jetstream wieder heraus zu blasen . Irgendwie erschließt sich daraus für mich keinen Sinn.

  16. #16 schlappohr
    3. Mai 2010

    @Florian:

    “[…] oder durch die enorme Gravitationskraft davongeschleudert werden.”

    Meinst Du hier die Zentrifugalkraft (die natürlich durch die Gravitation entsteht)?

    Mal ne andere Frage, die mir schon länger im Kopf rumgeistert: Nach meinem bescheidenen Wikipedia-Wissen hat ein SL nur die Eigenschaften Masse, Rotation und Ladung und ist mit diesen drei Parametern vollständig beschrieben (Stichwort No-Hair-Theorem).
    Wass würde nun passieren, wenn zwei gleichmassive SL kollidieren würden, von denen eines aus Materie und das andere komplett aus Antimaterie entstanden ist? Wenn ich die Theorie der Hawking-Strahlung richtig verstanden habe (was ich auch bezweifle…), müssen sie sich doch gegenseitig auflösen. Ein Teilchen hat die entgegengesetzte Ladung wie das korrespondierende Anti-Teilchen. Aber was ist mit elektrisch neutralen SL?

  17. #17 ZielWasserVermeider
    3. Mai 2010

    @Gator

    Aus dem schwarzen Loch kommt nichts über einen Jetstream heraus.
    Was den Ereignishorizont überschritten hat, ist weg.

    Soweit ich mich an den Stand der Forschung erinnere geht man davon aus, daß sich ein (größenabhängig)schwarzes Loch langsam auflöst.

    siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung

    Der Verdampfungsprozess kann eine ganze Zeit dauern(ein vielfaches des jetzigen Alters unseres Weltraumes)

    oh… und Sinn machen…. das muss ein Schwarzes Loch nicht.
    Es ist wohl einfach eine Folge der hier herschenden Naturgesetze.

    Gruß
    Oli

    P.S.: Hier noch ein bischen Musik

    Symphony of Science/melodysheep

  18. #18 perk
    3. Mai 2010

    Was würde nun passieren, wenn zwei gleichmassive SL kollidieren würden, von denen eines aus Materie und das andere komplett aus Antimaterie entstanden ist?

    das kann man so allgemein nicht entscheiden, da es mehrere möglichkeiten gibt und man die anfangsbedingungen nur schwer einschätzen kann

    so wie ich das keine haare theorem verstanden habe heißt es nicht dass sl nur diese 3 eigenschaften haben, sondern nur dass nur diese 3 eigenschaften außerhalb des ereignishorizonts wahrgenommen werden können: wir haben also keine informationen über die innere struktur, aber alle kollaps-sl haben eine innere struktur und die entscheided bei der verschmelzung sicherlich n bissel was

    wenn die verschmelzung so abläuft dass zu jedem zeitpunkt die krümmung überall ausreichend groß bleibt, zerstrahlt die materie und antimaterie in dem verbundenen sl und die dabei entstehenden photonen werden aufgrund der hohen energiedichte sicher ein recht exotisches plasma aus ständigem erzeugen und zerstrahlen von teilchen… eventuell wirds sogar dicht genug für ein qgp..

    aber die energie innerhalb des ereignishorizonts bleibt gleich und damit auch das vorhandensein des selbigen.. es stört also nicht ob materie oder antimatiere da die zerstrahlungsprodukte den raumbereich eh nicht verlassen können

    außerdem ist es bei älteren sl sicher unwahrscheinlich da noch intakte materie zu finden.. ich denke eher dass da schon exotischere zustandsformen der energie vorherrschen

    Wenn ich die Theorie der Hawking-Strahlung richtig verstanden habe (was ich auch bezweifle…), müssen sie sich doch gegenseitig auflösen. Ein Teilchen hat die entgegengesetzte Ladung wie das korrespondierende Anti-Teilchen. Aber was ist mit elektrisch neutralen SL?

    die hawkingstrahlung basiert (wie in der wikipedia erklärt wird) nicht darauf, dass das reinfallende teilchen im loch zerstrahlt sondern, dass der fall ins loch genug potentielle energie freisetzt

  19. #19 ZielWasserVermeider
    3. Mai 2010

    noch ein Link(kurz gegoogelt)

    http://www.einstein-online.info/de/vertiefung/Jets/index.html

    Gruß
    oli

  20. #20 perk
    3. Mai 2010

    -entscheided + entscheidet

  21. #21 H.M.Voynich
    4. Mai 2010

    Ist ja seltsam, ich wollte die ganze Zeit schon dasselbe fragen wie schlappohr.
    Frag ich halt was anderes: wenn zwei SLs so knapp aneinander vorbeifliegen, daß ihre Ereignishorizonte sich berühren und minimal überlappen – bleiben sie dann an diesem Punkt aneinander kleben? Ein Teilchen, daß sich dort befindet, darf ja keins der beiden SL mehr verlassen …

  22. #22 perk
    4. Mai 2010

    @ voynich: ja fast genau das tun sie
    am besten visualisieren kannst du es wenn du dir eine sehr große oberflächenspannung vorstellst (wie zwei wassertropfen in schwerelosigkeit die das gleiche manöver vollführen)
    an der berührungsstelle ziehen sich die löcher schnell zusammen und versetzen damit ihren gemeinsamen ereignishorizont in schwinung
    leider finde ich das hübsche simulationsvideo das ich dazu mal gesehen habe nicht wieder und die die ich grad finden konnte beschränken sich auf 2d, haben kuriose aussagenlose darstellungen oder ne grottige framerate

  23. #23 JanG
    4. Mai 2010

    Da fällt mir eine Anekdote ein, die Kip Thorne in seinem grossartigen Buch “Gekrümmter Raum und verbogene Zeit” zum Besten gab: Die Franzosen waren anfangs, als sich der Begriff schwarzes Loch zu etablieren begann, alles andere als glücklich. Im französischen muss es sich bei diesem Begriff um einen ziemlich derben Ausdruck handeln (worauf ich aber hier nicht näher eingehen mag).

    Als dann später das Theorem “ein schwarzes Loch hat keine Haare” die Runde machte, mussten sie wohl noch etwas mehr pikiert gewesen sein 😀

  24. #24 Florian Mayer
    4. Mai 2010

    Die Zote steht in fast jedem Populärphysikalischen Buch der letzten paar Jahre.

    Ich glaub aber in Wirklichkeit fanden einige Wissenschaftler schon damals das der Ausdruck “schwarzes Loch” genau so irreführend ist wie er nun mal ist. Ein schwarzes Loch ist erstens kein Loch, zweitens nur im nicht realisierten Idealfall schwarz und wenn man die Relativitätstheorie genauer betrachtet kann es auch (von aussen gesehen) nur in unendlich langer Zeit entstehen.
    Das was man sich unter einem Schwarzen Loch vorstellt (Singularität, Ereignishorizont und so) kann laut RT in der Realität einfach nicht entstehen.

    Deshalb haben die Russen für das Phänomen den Begriff “gefrorener Stern” erfunden weil der viel besser beschreibt um was es sich dabei handelt.

  25. #25 perk
    4. Mai 2010

    zuviel rössler gelesen?
    ich finde es immer wieder spannend wenn leute die physik als ganzes ablehnen und sich trotzdem über die eigenschaften von kosmischen objekten äußern… und das auch noch mit ihrer eigenen privatinterpretation der populärwissenschaftlichen vereinfachung einer theorie

  26. #26 Florian Freistetter
    4. Mai 2010

    @perk: “ich finde es immer wieder spannend wenn leute die physik als ganzes ablehnen und sich trotzdem über die eigenschaften von kosmischen objekten äußern… und das auch noch mit ihrer eigenen privatinterpretation der populärwissenschaftlichen vereinfachung einer theorie”

    Wen meinst du? Ich finde hier jetzt gerade niemanden, auf den das zutreffen würde… ich seh niemanden mit ner “Privatinterpretation”.

  27. #27 Florian Mayer
    4. Mai 2010

    Die alternative (und richtigere) Benennung von schwarzen Löchern hab ich das erste mal bei Greenstein gelesen.
    Um zu verstehen was da dran ist brauch ich kein Astrophysiker zu sein.

    Aber weil du das so spannend findest geh ich davon aus du weisst es besser.
    Erklär einmal:
    Gibts nach heutigem Wissensstand irgendwo im All wirklich schwarze Löcher?
    Also im Sinn von wirklich schwarz.
    Und gibts zum jetztigen Zeitpunkt (ca.13,7mrd Jahre nach dem Urknall) irgendwo im All zu Singularitäten kollabierte Schwarze Löcher?

  28. #28 Florian Mayer
    4. Mai 2010

    Da is mir Florian dazwischengekommen. 🙂
    Nur zur Sicherheit: Mein letzter Post war an perk gerichtet.

  29. #29 perk
    4. Mai 2010

    zu singularitäten kollabiert: nein
    schwarz im sinn von etablierter ereignishorizont: ja (und es machte nicht den eindruck dass du auf hawkingstrahlung anspielst)

    mit privattheorie meinte ich

    wenn man die Relativitätstheorie genauer betrachtet kann es auch (von aussen gesehen) nur in unendlich langer Zeit entstehen.[…] Das was man sich unter einem Schwarzen Loch vorstellt (Singularität, Ereignishorizont und so) kann laut RT in der Realität einfach nicht entstehen.

    das war ziemlich genau das was rössler über schwarze löcher schrieb.. und demgegenüber für den mainstream der physik hatten alle veröffentlichungen die ich bisher zu kollapsen gelesen habe nach endlicher zeit nen EH

  30. #30 Florian Mayer
    4. Mai 2010

    Vielleicht hab ich da ja auch was falsch verstanden.

    Wenn ich mir den Kollaps eines Sterns zum SW von aussen anseh, und von innen werd ich mir da ja bekanntlich schwertun, wird der Kollaps aufgrund der Raumzeitkrümmung in der Nähe des EHs doch immer langsamer ablaufen. Richtig?
    Am EH selber müsste der Kollaps dann so gut wie vollständig zum Stillstand kommen. Und zwar in dem Ausmass das der EH selber erst nach Ablauf der gesamten Lebenszeit des Universums überschritten würde.
    Ich kann das nicht mathematisch belegen meine aber das Greenstein das in seinem Buch “der gefrorene Stern” recht gut erklärt hat.

    So gesehen gibts im Universum zur heutigen Zeit keine schwarzen Löcher und wirds auch zu keinem Zeitpunkt welche geben an denen ein Mensch eine Messung daran vornehmen kann. Ich meine auch gelesen zu haben das man solche prinzipiell unmessbaren bzw. ausser Reichweite befindlichen Themen nicht wirklich zur Wissenschaft zählen kann (die Zeit vor dem Urknall z.b.).

    Anders schauts da mit gefrorenen Sternen aus. Die gibts laut Theorie und die passen soviel ich weiss genau so gut zu den gemachten Beobachtungen wie schwarze Löcher.

    Okay, so hab ichs verstanden. Wenn man mir erklärt was daran falsch ist bin ich durchaus einsichtig 😉

    Und zu Rössler. Den kenn ich nur von hier und von Wikipedia.

  31. #31 perk
    4. Mai 2010

    nun um das aufzudröseln:
    1. der EH bildet sich in dem moment in dem die kritische massendichte erreicht wird, also “plötzlich” und vorher sind sowieso noch keine größen divergent

    2. die am EH divergenten größen kommen aus der formulierung der schwarzschild-koordinaten, die erzeugen eine auflösbare singularität, sind also ein artefakt der beschreibung

    3. die probleme kann man lösen wenn man sich das ganze in Kruskal–Szekeres-koordinaten anschaut

    die rechnung wie weit der horizont von einem punkt außerhalb entfernt ist findet man zb in misner thorne wheeler: gravitation, seite 824 gleichung 31.9
    da bleibt alles endlich und “well behaved”

  32. #32 Florian Mayer
    4. Mai 2010

    Mhmm…
    Heisst das also das die Sterne sehrwohl über ihren Schwarzschildradius hinaus (hinein :)) kollabieren und man solche schon kollabierten Sterne theoretisch auch jetzt schon finden könnte?

  33. #33 perk
    4. Mai 2010

    Heisst das also das die Sterne sehrwohl über ihren Schwarzschildradius hinaus (hinein :)) kollabieren und man solche schon kollabierten Sterne theoretisch auch jetzt schon finden könnte?

    genau das ist die aussage der art (und der forschung dazu in den letzten 90 jahren)

  34. #34 Florian Mayer
    4. Mai 2010

    Kannst du mir das ein bisschen genauer erklären?
    Vor allem wie man in der Beobachtung so ein schwarzes Loch von einem gefrorenen Stern, also einem Stern der praktisch am Schwarzschildradius einfriert, unterscheiden kann?

    Diese Kruskal-Szekeres-Koordinaten. Ich will nicht behaupten das ich im geringsten verstehe um was es dabei wirklich geht, hab sie bei Wikipedia gefunden. Aber beschreiben die mit einem nichtrotierendem schwarzen Loch nicht eigentlich einen Spezialfall? Sollte nicht jedes reale schwarze Loch rotieren?

    Bitte nicht bashen, ich bin wirklich interessiert.

  35. #35 schlappohr
    4. Mai 2010

    @Florian Mayer:

    Meinst das Buch “Der gefrorene Stern” von George Greenstein?

    Ist schon eine Weile her, dass ich das gelesen habe. Wenn ich mich recht erinnere, hat er es so beschrieben, dass ein SL in der individuellen Realität eines Beobachters erst dann zu existieren beginnt, wenn er sich dem EH nähert und hineinfällt.

  36. #36 perk
    4. Mai 2010

    ich habe nicht vor dich zu bashen und bitte dich meine kommentare in diesem sinn zu interpretieren

    naja du hast selbst mit schwarzschild und der interpretation des schwarzschildradius angefangen, deswegen dachte ich wir reden hier über einen gravitativen kollaps eines nicht (bzw seeeehr langsam) rotierenden sterns

    was die unterscheidung in der beobachtung angeht: wir sehen objekte die hineinfallen tatsächlich “einfrieren” also sich immer langsamer verändern aber wir sehen auch immer weniger photonen die immer stärker rotverschoben werden.. der ereignishorizont ist aber trotzdem gebildet und die materie kommt in endlicher zeit (sogar ziemlich schnell aufgrund der gravitationskraft;)) darin an

    es ist also ein beobachterparadox (das auch in den kruskalkoordinaten weiterbesteht.. aber dort sieht man leichter dass der beobachter endliche eigenzeit hineinbraucht) das aufgrund der singularität in den schwarzschildkoordinaten mal (vor mehreren jahrzehnten.. ich würd auf die 1920er tippen) fehlinterpretiert wurde

    ich empfehle dir das hier zu lesen: http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_s02.html#sl
    insbesondere den abschnitt “obskurative Verifikation

  37. #37 Florian Mayer
    5. Mai 2010

    @Schlappohr:
    Ja, genau von dem Buch red ich. Und genau so wie du sagst hat er es beschrieben und darum gehts auch.
    Wenn das stimmt sollte es nach meiner Auffassung aus unserer Sicht nirgends im All “fertige” schwarze Löcher geben weil sie ja von aussen gesehen am EH “einfrieren”.

    Und weil wir so ein SW ja grundsätzlich immer nur von aussen vermessen können könnte/sollte man, sofern die Behauptung richtig ist, sagen das schwarze Löcher in dem Sinn nicht existieren weil sie sich erst in ferner Zukunft bilden können.

    Greenstein hat zwar auch geschrieben das es letztendlich für einen Beobachter keinen Unterschied macht ob er einen gefrorenen Stern oder ein schwarzes Loch ansieht. Der gefrorene Stern ist so stark rotverschoben das er praktisch schwarz ist.

    Aber für mich gehts da um was grundsätzliches. Mir fällt es als Laie ganz einfach sehr schwer mir vorzustellen das so was wie eine zentrale Singularität in der Realität wirklich bestehen kann. Schliesslich sollten in ihr diverse Werte ins unendliche streben und das ist was was irgendwie mit meinem Weltbild nicht zusammenpasst.

    Die Erklärung mit den gefrorenen Sternen kommt mir da schlüssiger vor:
    Je näher der Stern dem Bereich kommt in dem sein Verhalten ultrarelativistisch wird um so “schwerer wird es für ihn diesen zu erreichen”.
    Analog zu dem Verhalten von Masse die beschleunigt wird. Je näher man der Lichtgeschwindigkeit kommt um so mehr Energie muss man hineinstecken um weiter zu beschleunigen.
    Genau wie beim überschreiten der Lichtgeschwindigkeit entstehen beim überschreiten des eigenen Scharzschildradius Paradoxen. Von der Lichtgeschwindigkeit wissen wir das sie in der Natur niemals überschritten wird, das erhärtet in mir den Verdacht das es mit dem EH eines SW gleich ist.

    Zumindest aus der Sicht eines Beobachters der dem Kollaps von aussen beiwohnt.
    Wie ja schon gesagt wurde sollte der Kollaps in Eigenzeit des Sterns sehrwohl vollständig stattfinden. Was heisst wenn ich in ein Schwarzes Loch hineinspringe sehe ich es entstehen (bildlich gesprochen).
    So wie ich das verstehe entsteht dadurch aber folgende Situation:
    Wenn ich in ein SW hineinspringe und während des Falls zurückschaue sehe ich wie während meines sehr kurzen Falles die gesamte restliche Zeit des Universums abläuft.
    Wenn ich den EH überschreite und immer noch nach oben sehe müsste ich das Ende des Weltalls miterleben. Der Zeitpunkt in dem der EH erreicht wird sollte auch das Ende aller Zeit sein.

    Das ist alles seeehr strange…

    @perk:
    “obskurative Verifikation”, gelesen. Was dort steht sollte doch genauso für gefrorene Sterne gelten? Im Artikel steht ja auch das die gegenwärtige Alternativen zu SWs ein gleiches Bild erzeugen würden.

    Aber um noch einmal klarzustellen:
    Ich möchte die Existenz von SWs nicht bestreiten! Ich will nicht einmal meine Theorie hier verteidigen, hab gar keine. Die Sache ist die das ich der Meinung bin das die Leute alle einen falschen Eindruck von SWs haben und das das wahrscheinlich zum Teil Absicht ist (so ein SW ist ja viel Spektakulärer, damit lässt sich eine Menge verkaufen).
    Aber ich hab das natürlich alles nur aus populärwissenschaftlichen Büchern.
    Ich fänds total interessant wenn du mir in relativ einfachen Worten erklären könntest wo mein Denkfehler liegt, sofern vorhanden.

    Und jetzt werd ich mir einmal den restlichen Artikel aus deinem Link zu Gemüte führen.

  38. #38 perk
    5. Mai 2010

    genau das wollte ich dir mit dem link zeigen: du fragst nach einer beobachtungsunterscheidung zwischen dem beobachtungseffekt (den nur wenige leute gefrorener stern nennen) und der physik vor ort und die kann es natürlich nicht geben

    ja die existenz von schwarzen löchern ist paradox, und auch ich glaube dass mit den singularitäten noch nicht das letzte wort gesprochen ist

    Wenn ich in ein SW hineinspringe und während des Falls zurückschaue sehe ich wie während meines sehr kurzen Falles die gesamte restliche Zeit des Universums abläuft.

    fast
    du siehst je weiter du dich dem EH annäherst tatsächlich immer spätere zeiten aber aus immer kleineren raumbereichen
    http://freenet-homepage.de/Puerk/kruskal.png

    die rote linie (leider n bissel verwackelt da ich nicht erst inkscape bemühen wollte) zeigt einen möglichen pfad eines beobachters und die blaue linie die lichtartigen geodäten die ihn zum zeitpunkt(T) des überschreitens des EH von außen treffen und radial unterwegs sind

    er ist bei t=0M und R= 2,5M losgeflogen und sieht an der stelle T alle möglichen photonen die auf der blauen gerade unterwegs sind
    diese können bei unterschiedlichen koordinatenzeiten und orten gestartet sein um an genau dieser stelle T anzukommen
    nehmen wir mal die koordinatenzeit t=0M zu der unser pilot losflog
    licht von dieser zeit erreicht ihn auf radialem weg genau vom dem punkt radial über ihm bei R=3M
    licht von t= 2,5M erreicht ihn sogar nur von höchstens bei r=2,4M liegenden lichtquellen usw

    jetzt wirst du hoffentlich schon darüber nachdenken was mit dem nicht radialen licht ist, das bewegt sich in diesen koordinaten langsamer als das radiale licht, seine geraden sind steiler als 45°
    er kann also zum zeitpunkt T licht aus dem gesamten bereich unterhalb der blauen linie bis zum punkt T sehen

  39. #39 perk
    5. Mai 2010

    ok ich weiß grad nicht aus dem hut wie die nichtradialen lichtartigen geodätischen aussehen.. es kann gut sein dass die gekrümmt sind also streich bitte das wort geraden im letzten abschnitt und denk dir da kurven hin

  40. #40 Florian Mayer
    6. Mai 2010

    Ich glaub das ichs schön langsam versteh…

    Kurz gesagt kann man das nicht so sehen wie ich weil sich das nur aus der Beobachtung ergibt?

  41. #41 perk
    6. Mai 2010

    ich weiß nicht genau wie du die frage meinst.. in der relativitätstheorie gibt es sehr viele paradoxien bei der ein beobachter was vollkommen anderes sieht als ein anderer.. und alle diese beobachter haben irgendwie recht 😉 ich glaube ein konsistentes verständnis dessen ist dem menschlichen geist nicht möglich, da er sich die gleichzeitige wahrheit von gegensätzen vorstellen müsste

  42. #42 Bullet
    6. Mai 2010

    Nee, perk, das geht schon. der Vergleich hinkt vielleicht, aber zwei Leute, die eine Münze nur von einer (jeder eine andere) Seite sehen, sehen auch Unvereinbares – und jeder hat recht. Man muß dann eben Abstand von der Idee eines objektiven Raumes nehmen – aber das ist ja gerade auch die Idee dabei.

  43. #43 perk
    6. Mai 2010

    versuch dir eine beobachtungsposition ohne spiegel und ohne die münze aufzuschneiden vorzustellen wo du beide flächen mit beiden augen gleichzeitig scharf siehst 😉

  44. #44 Aragorn
    6. Mai 2010

    Ein Paradoxon?: Entfernte Menschen sehen kleiner aus als nahe.

  45. #45 Florian Mayer
    6. Mai 2010

    @perk:
    “in der relativitätstheorie gibt es sehr viele paradoxien bei der ein beobachter was vollkommen anderes sieht als ein anderer.. und alle diese beobachter haben irgendwie recht 😉 ich glaube ein konsistentes verständnis dessen ist dem menschlichen geist nicht möglich, da er sich die gleichzeitige wahrheit von gegensätzen vorstellen müsste”

    So in der Art hab ichs gemeint.

  46. #46 rvg
    14. Juni 2010

    Die schwersten stellaren schwarzen Löcher die man kennt wiegen etwa dreißigmal so viel wie unsere Sonne. Die leichtesten supermassiven Löcher sind einige hundertausendmal schwerer.

    Hier scheint sich schwer und leicht vertauscht zu haben.

  47. #47 Bjoern
    14. Juni 2010

    @rvg: Nö, stimmt schon so. Die leichtesten bekannten supermassiven Schwarzen Löcher sind etwa hunderttausend mal schwerer als die schwersten stellaren Schwarzen Löcher.