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Wenn schwarze Löcher zusammenstoßen…

Von / 27. Mai 2012 / 52 Kommentare
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Ich beschäftige mich ja gerne mal mit kosmischen Kollisionen. Im Weltall gibt es so viel, was miteinander kollidieren kann. Über einige dieser Kollisionen habe ich in meinem “Krawumm!” geschrieben. Aber weil das Universum wirklich groß ist und es so vieles gibt, was zusammenkrachen kann, konnte ich nicht alle Themen unterbringen. Ich habe zwar ein wenig über schwarze Löcher geschrieben – aber nicht im Detail erklärt, was passiert, wenn zwei davon zusammenstoßen. Wie man sich vorstellen kann, ist das eine ziemlich seltsame Sache…

Was bei so einer Kollision geschieht wollte auch der siebenjährige Clayton wissen. Zum Glück fand er jemanden, der solche Fragen hervorragend beantworten kann: Neil deGrasse Tyson:

“It’s an extraordinary disturbance in space and time.” Allerdings!

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Kommentare (52)

  1. #1 borgdrone
    27. Mai 2012

    sehr schön

  2. #2 gast
    27. Mai 2012

  3. #3 jojo
    27. Mai 2012

    Hallo zusammen!
    das ist schon etwas älter,stimmt das auch? https://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.de/2010/05/forscher-finden-beweise-fur-entstehung.html
    wenn es so war,stelle ich mir die frage warum alle planeten rund aussehen,ist das so? nach einer kollision müssten doch planeten oval oder sogar eckig aussehen!?mond und erde sind doch wunderschön rund.
    grüße jojo

  4. #4 Florian Freistetter
    27. Mai 2012

    @jojo: “wenn es so war,stelle ich mir die frage warum alle planeten rund aussehen,ist das so?”

    Die Planeten sehen rund aus, weil sie rund sind. Sie können keine andere Form haben, weil sie unter ihrer eigenen Gravitationskraft in sich zusammenfallen. Und dabei kann keine andere Form entstehen. (das gilt nicht für kleine Objekte wie Asteroiden die zu wenig Masse haben)

  5. #5 Ossi
    27. Mai 2012

    “weil sie unter ihrer eigenen Gravitationskraft in sich zusammenfallen”

    Ja, so die gängige Erklärung. Warum fallen aber die Anden und der Himalaya nicht zusammen (jaja, da schiebt jemand *)? Gegenüber dem Marianengraben gibt es etwa 16 km Abweichung von der erwarteten Form. Prozentual vom Radius sehr gering, aber welches Naturgesetz bestimmt die Grenzen?

    Die Cheopspyramide hat sich 3000 Jahren “nur” um 5 mm abgesenkt. Null Ahnung, wie man das rausfindet, aber selbst schlaue Köpfe erleben Überraschungen.

    * Welche Höhe könnte die Plattentektonik maximal aufstauen?

  6. #6 jojo
    27. Mai 2012

    Ich dachte wenn zwei planeten zusammenstoßen das es doch eine riesige zerstörung bzw. ein regelrechtes einbohren oder abplatzen geben müsste und so eine gigantische deformierung zu sehen sein sollte.
    ok,danke!

  7. #7 experte
    27. Mai 2012

    wenn 2 planeten zusammenstoßen gibt es eine heftige explosion wie in einem action film

  8. #8 pufaxx
    27. Mai 2012

    @jojo: Sofern ich das richtig verstanden habe – Wenn zwei Planeten zusammenstoßen, wird derartig viel Energie frei, dass sie ziemlich komplett aufschmelzen.

    Was am Ende dann von ihnen übrig bleibt … Tja. Entweder nur Trümmer, ein größerer Planet – oder einer mit nem Mond (siehe Erde). Und wenn sie schon mal aufgeschmolzen sind, dann können am Ende eigentlich nur kugelähnliche Gebilde entstehen. Perfekte Kugeln werden’s aber wegen der Rotation nie. Am Äquator sind sie immer n büschn “bauchig”.

  9. #9 camil7
    27. Mai 2012

    Um mal etwas zu dem eigentlichen Posting zu fragen: gibt es eigentlich zumindest Aussagen dazu, ab wann sich die Ereignishorizonte berühren? Das dürfte ja der Zeitpunkt sein, nach dem es etwas … unübersichtlich wird.

    Wenn die schwarzen Löcher sich annähern, sollte die Gravitation zwischen ihnen erstmal in der Summe etwas schwächer sein, so dass sich die Ereignishorizonte eindellen. Erst wenn diese “Hemmschwelle” überschritten wird, und sich die schwarzen Löcher nicht mehr voneinander trennen können, geht es dann richtig rund. (Oder ich hab den Begriff “Ereignishorizont” nicht richtig verstanden, was auch gut sein kann.)

  10. #10 Rike
    27. Mai 2012

    Ab welcher Masse werden Körper dann eigentlich “automatisch” kugelförmig?

  11. #11 Dietmar
    28. Mai 2012

    @Ossi

    Warum fallen aber die Anden und der Himalaya nicht zusammen

    Es gibt aufgrund der Masse der Erde eine Grenze, bis zu der sich Gebirge auftürmen können. Darüber hinaus drücken sie sich aufgrund des Eigengewichts so stark in die Erdkruste, dass ein Höhenzuwachs nicht möglich ist. Der Marianengraben ist kein Gebirge und beinhaltet kein Gebirge, dass über die Höhe des Himalaya hinausreicht, weil dieser Graben eben unterhalb des Meeresspiegels ist.

    Der höchste Berg auf dem Mars ist der Olympus Monts mit, ich meine mich zu erinnern, ca. 24 km Höhe. Der Mars ist erheblich kleiner als die Erde und kann deshalb höhere Gebirge haben (ist hier allerdings kein Faltengebirge sondern ein Vulkan).

  12. #12 Dietmar
    28. Mai 2012

    “dass über die Höhe”: “das”!

  13. #13 Dietmar
    28. Mai 2012

    Welche Höhe könnte die Plattentektonik maximal aufstauen?

    Aus der Erinnerung: ca. acht Kilometer. Passt ganz gut, oder?

  14. #14 Wolf
    28. Mai 2012

    @Jojo:

    Gestern lief auf ZDF neo eine sehr schöne (wie ich als absoluter Laie finde) Dokumentation über die Entstehung von Planeten, Planetensystemen…eigentlich vom Universum. Müsste es auch in der Mediathek geben.

    Darin wird auch gesagt warum Planeten rund sind. Da war irgendwas von 800km Durchmesser die Rede.

    https://www.zdf.de/ZDFmediathek/hauptnavigation/startseite#/suche/universum

  15. #15 Florian Freistetter
    28. Mai 2012

    @camil7: “(Oder ich hab den Begriff “Ereignishorizont” nicht richtig verstanden, was auch gut sein kann.) “

    Der Ereignishorizont ist kein physisches Objekt. Es ist der Abstand, ab dem die Anziehungskraft des Lochs so groß ist, dass man nicht mehr entkommen kann. Dieser Abstand bleibt immer gleich, er hängt nur von der Masse des SLs ab. “Eindellen” kann er sich nicht.

  16. #16 Alderamin
    28. Mai 2012

    @Florian

    Der Ereignishorizont zeichnet doch eine Potenziallinie nach, und die wird doch in Anwesenheit einer weiteren Masse durchaus verändert. Camil7 spricht über die Situation kurz vor dem Verschmelzen der SLs. Ich erinnere mich an eine Simulation, die Niels in einem anderen Thread mal verlinkt hatte, wo sich die Ereignishorizonte zweier SLs kurz vor dem Verschmelzen aufeinander zu ausstülpten. Bin gerade nur mit dem Smartphone unterwegs, sonst hätte ich versucht, den damaligen Kommentar von Niels zu finden.

  17. #17 Mindfactory
    28. Mai 2012

    @Alderamin
    Aufstülpen oder einstülpen? Müsste die Anzeihungskraft des einen Objekts nicht den Horizont an dem kein Licht mehr entflieht, nach hinten versetzen weil die Anziehungskraft des einen Objekts, dem Licht welches dem andern “zu nahe” kam hilft, doch noch einen Moment lang zu entfliehen? Müsste es dazwischen nicht sogar eine Zone geben, wo ein gewisses Gleichgewicht die Kollision der Horizonte dadurch eben verzögert, ohne aber auf die eigentliche Bewegung der Objekte einzuwirken, was man dann als Einbuchtung bezeichnen könnte?

    Also wenn ich ein Lichtstrahl wäre (ok, Sunbeams are never made like me…) und ich steuere auf den Ereignishorizont eines SL zu, würde dann die Anziehungskraft eines zweiten Objektes hinter mir mich nicht für einen kurzen Moment davon abhalten über den Horizont zu stürzen, was ergo diesen Horizont eben ein Stück nach “hinten” verschieben würde? Versteht jemand, wie ich das meine?

  18. #18 Mindfactory
    28. Mai 2012

    Zur Entstehung von Erde/Mond: Gibt es für diese Kollisionstheorie eigentlich Beweise oder gibt es bloss Indizien für eine Hypothese, welche mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zutreffend sein könnte?
    Denn für mich klingt das unwahrscheinlich. Ich meine, dieser Mond ist so riesig, dass man beinahe (!) von zwei Planeten sprechen könnte, die ´einander´ umkreisen. Wo gibt´s denn sowas? Wie entstanden eigentlich die Monde der anderen Planeten?

  19. #19 Unwissend
    28. Mai 2012

    “Das wissenschaftliche Hauptziel der Apollo-Missionen – im Rahmen des Wettlaufs zum Mond – bestand darin, auf dem Erdtrabanten anhand seiner Zusammensetzung Hinweise auf seine Entstehung zu finden. Man suchte klare geochemische Beweise für eine der Großen Drei Theorien (Abspaltungstheorie, Einfangtheorie, Schwesterplanet-Theorie), aber die Auswertungen warfen bei allen drei nur neue Widersprüche auf. Stattdessen wurde auf der Grundlage der geborgenen Mondgesteine eine vierte, neue Vorstellung entwickelt, die sich im Prinzip aus Teilen der Einfang- und der Abspaltungstheorie zusammensetzt.

    Zu Beginn des 21. Jahrhunderts scheinen alle Fakten für die Kollisionstheorie zu sprechen, aber wegen der noch offenen Detailfragen kann eine andere Entstehungsgeschichte bislang nicht ausgeschlossen werden. Noch ist weiterhin alles mehr Hypothese als Theorie. Gleich dem Aufkommen des Kollisionsszenarios Anfang der 1970er-Jahre, könnten bei der weiteren Erforschung der Entstehung des Sonnensystems im Allgemeinen und des Erde-Mond-Systems im Einzelnen durch neue Befunde weitere Ideen entstehen, die nicht vorauszusehen sind.”

    Quelle:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Entstehung_des_Mondes#Zusammenfassung

  20. #20 Florian Freistetter
    28. Mai 2012

    @Mindfactory: “Zur Entstehung von Erde/Mond: Gibt es für diese Kollisionstheorie eigentlich Beweise oder gibt es bloss Indizien für eine Hypothese, welche mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zutreffend sein könnte?”

    Ich hab das hier genauer beschrieben: https://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/05/der-mond-entstehung-durch-chaos.php
    https://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/03/die-entstehung-des-mondes-war-alles-ganz-anders.php

  21. #21 Alderamin
    28. Mai 2012

    @Mindfactory

    Hier der Link auf Niels’ Kommentar, der weiterführende Links enthält:

    https://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2012/03/was-passiert-wenn-die-erde-mit-einem-kleinen-schwarzen-loch-kollidiert.php#comment313064

    Die entscheidende Textstelle im ersten verlinkten Artikel lautet:

    But Rezzolla realized that the new black hole’s event horizon–the boundary in spacetime that even light cannot pass–is not perfectly spherical because of the mismatch in the original black hole masses. The region where the smaller black hole arrived will bulge out, a situation that can’t last.

  22. #22 Jochen O aus S
    29. Mai 2012

    Kann mir jemand eine Erklärung für die Aussage von Mr. deGrasse Tyson geben, dass es theoretisch möglich wäre, bei der Bewegung um diese beiden sich umkreisenden schwarzen Löcher in der Vergangenheit des Punktes rauszukommen, von dem aus man gestartet war (sein wird…)? (Jetzt weiß ich endlich, wo das “Restaurant am Ende des Universums” zu finden wäre!…)
    Oder ist die beschriebene Verzerrung der Raumzeit nur mathematisch beschreibbar – dann wäre ich kein guter Zuhörer… ?

    Sonnige Grüße
    Jochen

  23. #23 TheBug
    29. Mai 2012

    In die Vergangenheit reisen…

    Bin heute mit meiner Arbeit nicht fertig geworden, hat mal jemand zwei Black Holes? Ist eilig.

  24. #24 Explikianer
    30. Mai 2012

    @Jochen O aus S: hm, also rein intuitiv – hypothetisch müsste es in etwa so funktionieren. 😉

  25. #25 Dietmar
    30. Mai 2012

    hm, also rein intuitiv – hypothetisch müsste es in etwa so funktionieren. 😉

    Damit willst du sagen, dass das eine eine esoterische Erklärung ist, wie du aus dem Bauch heraus findest. Das zeigt, dass du selbst nicht an deinen esoterischen Quark glaubst, wenn du ihn benutzen willst, um wissenschaftliche Erkenntnisse zu diskreditieren. Es zeigt, dass du nur intuitive Erkenntnisse zulässt, also den Verstand willentlich zu umgehen suchst. Es zeigt, dass du dir nicht die Mühe machen willst, zu verstehen, was da vorgeht. Und du amüsierst dich über die, die das tun.

    Du wirst möglicherweise nie erkennen, wie selbstentlarvend dämlich das ist.

  26. #26 Explikianer
    30. Mai 2012

    @Dietmar: Phantasie wird ja von der Intuition genährt, da gibt es doch auch grosse Vorbilder um nur einen Physiker zu nennen…

    Zitat, Einstein: Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt.

    der Verstand arbeitet gezwungenermassen mit den Elementen und den aktuellen Regeln die darin gespeichert sind, die Intuition kann sich auf eine Metaebene erheben, zumindest kurzfristig, denn letztlich enthüllt die physikalische Forschung was sich aus beiden Anschauungen praktisch ergibt… so wie ich es ebenso verstehe ist es für Einstein sehr wichtig gewesen, ständig mit seiner Phantasie (also doch Intuition) zu spielen, klar idealerweise mit physikalisch – mathematischen Background… achja und Nikola Tesla wäre da auch noch interessant, wie er seine Erfindungen vorher bereits intuitiv visualisiert hat, jedenfalls waren beide recht erfolgreich… 😉

  27. #27 Schlotti
    30. Mai 2012

    @Explikianer:

    Phantasie wird ja von der Intuition genährt, da gibt es doch auch grosse Vorbilder um nur einen Physiker zu nennen…

    Sie schreiben mal wieder Unfug.

    Selbstverständlich dürfen Sie in Ihrem stillen Kämmerlein herumspinnen. Es mag auch durchaus so sein, dass aus Ideen, die im stillen Kämmerlein geboren worden sind, tatsächlich vernünftige Gedanken wurden.

    Als Beispiel mag die nette Anekdote des Archimedes dienen, der – in seiner Badewanne sitzend – das nach ihm benannte archimedische Prinzip erkannt hat.

    Dies hat jedoch mit dem von Ihnen hier ständig vertretenem Unfug nichts zu tun. Sie behaupten hier ständig Dinge, die jeglicher Grundlage entbehren. Dies tun Sie auf eine Art und Weise, dass jedes vernunftbegabte Wesen sofort und unmittelbar erkennt, dass Sie hier belangloses Geschwafel zum Besten geben.

    der Verstand arbeitet gezwungenermassen mit den Elementen und den aktuellen Regeln die darin gespeichert sind, die Intuition kann sich auf eine Metaebene erheben, zumindest kurzfristig, denn letztlich enthüllt die physikalische Forschung was sich aus beiden Anschauungen praktisch ergibt… so wie ich es ebenso verstehe ist es für Einstein sehr wichtig gewesen, ständig mit seiner Phantasie (also doch Intuition) zu spielen, klar idealerweise mit physikalisch – mathematischen Background… achja und Nikola Tesla wäre da auch noch interessant, wie er seine Erfindungen vorher bereits intuitiv visualisiert hat, jedenfalls waren beide recht erfolgreich… 😉

    der Verstand arbeitet gezwungenermassen mit den Elementen und den aktuellen Regeln die darin gespeichert sind…

    Wenn denn der Verstand überhaupt mal arbeiten würde. Bei Ihnen habe ich da begründete Zweifel!

    so wie ich es ebenso verstehe ist es für Einstein sehr wichtig gewesen, ständig mit seiner Phantasie (also doch Intuition) zu spielen, klar idealerweise mit physikalisch – mathematischen Background…

    Sie haben das Prinzip naturwissenschaftlicher Denkweise (wie erstaunlich, LOL) offensichtlich nicht verstanden!
    Es geht nicht darum “idealerweise” mit der Realität klar zu kommen, sondern überhaupt mit der Realität klarzukommen, respektive überhaupt davon auszugehen, dass es eine Realität gibt. Das ist eine Grundvoraussetzung! Dies ist Ihnen bisher nicht mal andeutungsweise gelungen. Sie weigern sich schlicht anzunehmen, dass die Realität nun mal so ist, wie sie ist. Sie dürfen durchaus gerne an jeden Firlefanz glauben, der Ihnen so einfällt.

    Aber dann hören Sie doch bitte auf, tatsächlich kluge Menschen mit Ihren Ergüssen auf die Nerven zu gehen. Ihre bisherigen Beiträge zeigten, dass Sie nicht rational denken können. Das haben Sie schon häufig genug bewiesen.

    Ihre “Metaebene” können Sie sich in die Haare schmieren!

    Die Realität interessiert sich nicht für Ihre Metaebenen! Da können Sie noch so viel Geschwafel abliefern!

    Schöne Grüße,

    ein Dogmatiker.

  28. #28 Explikianer
    30. Mai 2012

    @Schlotti: wenn ich mich vom Standpunkt der Wissenschaft, selbst als ein schwarzes Loch bezeichnen darf, dann sind wir doch glatt einer Kollision entgangen, womöglich haben Sie nicht mal meinen Ereignishorizont gestreift… nun, zumindest konnte ich hier einige Philosophen ein wenig erheitern… und ob schwarze Löcher tatsächlich nur gravitative Singularitäten oder sogar Durchgänge in negativ/positiv gekrümmte Räume sind ( z.B. neu expandierende Universen ausserhalb unseres Universums, überall dort wo ein SL ist) kann auch ein Wissenschafter noch nicht endgültig sagen, ebenso nicht ob man es nicht doch eines Tages mittels rotierenden elektromagnetischen Felder künstlich simulieren wird können… inkl. Zeitreisen… 😉

  29. #29 Schlotti
    30. Mai 2012

    @Explikianer:

    wenn ich mich vom Standpunkt der Wissenschaft, selbst als ein schwarzes Loch bezeichnen darf, dann sind wir doch glatt einer Kollision entgangen, womöglich haben Sie nicht mal meinen Ereignishorizont gestreift…

    Da gebe ich Ihnen recht. Tatsächlich hat bisher nie die Gefahr bestanden, dass unser beider Denkweise kollidieren könnte.

    Weil unser beider Denkweise zu sehr verschieden ist.

    Ich gehe sogar davon aus, dass das, was Sie implizit als “Denkweise” bezeichnen, tatsächlich nicht besonders viel mit denken zu tun hat. Sie schwafeln lediglich herum.

    Ich will Sie persönlich ja nicht angreifen. Sie können – so scheint es mir – schlicht nur (in naturwissenschaftlichem Kontext jedenfalls) nicht denken.

    Deshalb sind Sie doch nicht sofort ein schlechter Mensch! Ich behaupte sowas nicht! Sie mögen ein netter Kerl sein. Womöglich würden wir – wenn wir uns denn mal persönlich treffen würden – gerne ein Bierchen miteinander trinken.

    Falls Sie meinen Beitrag so empfunden haben, dass ich Sie für einen Idioten halte, sage ich Ihnen in aller Deutlichkeit, dass dieser vorstehende Beitrag, auf ich mich jetzt beziehe, nicht ausschließlich dazu geführt hat, dass ich Sie für einen Idioten halte.

    Ich teile lediglich Ihre abstruse Sichtweise nicht.

    Sie kommen ständig mit Sätzen daher, die nunmal keinen Sinn enthalten:

    und ob schwarze Löcher tatsächlich nur gravitative Singularitäten oder sogar Durchgänge in negativ/positiv gekrümmte Räume sind ( z.B. neu expandierende Universen ausserhalb unseres Universums, überall dort wo ein SL ist) kann auch ein Wissenschafter noch nicht endgültig sagen, ebenso nicht ob man es nicht doch eines Tages mittels rotierenden elektromagnetischen Felder künstlich simulieren wird können… inkl. Zeitreisen…

    Das ist, mit Verlaub, sinnfreies Aneinanderreihen von Wörtern.

    Das muß man sich mal auf der Zunge zergehen lassen:

    Rotierende elektromagnetische Felder sollen möglicherweise eine künstliche Simulation eines schwarzen Loches ermöglichen.

    Tut mir sehr leid, “Explikianer”, aber das ist gequirlte Sch…

    Sie sollten vielleicht mal in Erwägung ziehen, sich mit der Bedeutung der Wörter, die Sie so fleißig verwenden, zu beschäftigen. Dann würden Sie sich möglicherweise nicht ständig bis auf die Knochen blamieren.

    Gauben Sie mir, “Explikianer”, nichts liegt mir ferner als hier Leute fertigzumachen.

    Ich lese und kommentiere hier mittlerweile schon einige Jahre. Stets bin ich zunächst daran interessiert, den Lesern und Leserinnen weiter zu helfen. Allerdings stehe ich auch auf dem Standpunkt, dass manchen Spinnern einfach nicht zu helfen ist.

    Es liegt bei Ihnen, in welche Kategorie Sie wünschen eingeordnet zu werden.

    Ich schlage Ihnen vor das Sie unterlassen weiterhin den Unfug zu schreiben, den Sie hier bisher abgelassen haben.

    Nehmen Sie doch einfach mal zur Kenntnis, dass es hier Leute gibt, die besser Bescheid wissen als Sie (mich persönlich meine ich ausdrücklich damit nicht)!

    Dann könnte die Lektüre Florian’s Artikel – incl. der Kommentare dazu – für Sie zu Erkenntnisgewinn führen.

    Sonst nicht.

  30. #30 Dietmar
    30. Mai 2012

    Zitat, Einstein: Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt.

    Falls er das je gesagt hat. Aber darum ging es nicht. Es ging nicht um Phantasie, es ging um Intuition. Da diese an Alltagsphänomenen entwickelt ist, ist sie schwerlich geeignet und schon gar kein alleiniger Maßstab für die Forschung.

    Und es ging um anderes mehr, aber ich habe keine Lust, meinen vorigen Kommentar hier noch einmal hinzuziehen.

    Im Gegensatz zu Schlotti halte ich dich nicht für einen netten Menschen. Menschen mit derart vernagelt esoterischem Meinungsbild sind nach meiner Erfahrung nicht nett.

  31. #31 Jochen O aus S
    30. Mai 2012

    Hmmm, schade, dass ich offenbar nur eine fruchtlose »Diskussion« entfachen konnte, leider aber keine Veranschaulichung in Form einer Antwort auf meine Frage herauslese…

  32. #32 Dietmar
    30. Mai 2012

    @Jochen: Entschuldige bitte. Ich kann dir zu deiner Frage nichts Vernünftiges sagen. Wenn ich ihn richtig verstanden habe, ist das das Resümee einer Arbeit, die er selbst im Einzelnen nicht nachgearbeitet hat. Wenn selbst er das nicht gemacht hat, wird das wohl in einer Kommentarspalte nicht darstellbar sein. Aber das ist nur eine Vermutung.

  33. #33 Alderamin
    30. Mai 2012

    @Jochen O aus S

    In diesem Wikipedia-Artikel wird erklärt, das in gekrümmter Raumzeit der Lichtkegel (d.h. der phyikalisch zugängliche bzw. beobachtbare Raumzeit-Bereich um mehr als 45° gekippt sein kann, so dass er Bereiche enthält, die aus einer flachen Raumzeit betrachtet bereits in der Vergangenheit liegen. In der unmittelbaren Umgebung des Ereignishorizonts liegen solche Verhältnisse vor. Wenn man den Ereignishorizont eng genug umkreist, könnte man sich somit im Lichtkegel in die Vergangenheit bewegen und dort die Umlaufbahn wieder verlassen. Wenn ich mich recht entsinne, müsste man dazu aber verdammt nah ran – im Zentimeter-Bereich – um einen messbaren Effekt zu erzielen, und da zerrt die differentielle Gravitation recht heftig (außer bei supermassiven SLs).

  34. #34 Niels
    30. Mai 2012

    @Jochen O aus S und @Alderamin

    Zeitreisen funktionieren mit Hilfe eines sogenannten Wurmlochs (wissenschaftlich nennt man das Einstein-Rosen-Brücke.)
    Hat man bestimmt schon mal gehört, oder? Die Science-Fiction hat das Konzept ja ziemlich stark ausgeschlachtet.

    Ein Wurmloch ist ein theoretisches Konzept, dass man man stark vereinfacht gesagt dadurch erhält, dass man bestimmte Schwarze Löcher auf eine bestimmte Weise beschreibt.

    Wenn man sich beispielsweise ein Schwarzes Loch vom Schwarzschild-Typ (der einfachste Typ: ungeladen, nicht-rotierend) in Kruskal-Szekeres-Koordinaten (ein spezielles Koordinaten-System) anschaut, ist es möglich, die Mathematik ungefähr folgendermaßen zu interpretieren:
    Je nachdem, wie man die Koordinate der Zeit legt, kann die Kruskal-Raumzeit in verschiedene Schwarzschild-Raumzeit-Zonen aufgeteilt werden.
    Eine Zone kann als Vergangenheitssingularität und eine andere als Zukunftssingularität angesehen werden.
    Die eine Zone stellt dann die Umkehrung der anderen Zone dar, also gewissermaßen die Umkehrung eines Schwarzen Loches. Das wäre dann eine nackte, sichtbare(!) Singularität, die Materie, Energie und Licht abgibt.
    Deswegen nennt man das dann weißes Loch.

    Die Raumzeit-Verbindung zwischen diesen beiden Zonen/Löchern heißt Wurmloch.

    Wenn man jetzt eine der beiden Öffnungen des Wurmloches von der anderen Öffnung entfernt und später wieder zurückbringt, ist die bewegte Öffnung für einen äußeren Beobachter weniger stark gealtert als die nicht-bewegte Öffnung.
    (Siehe Zwillingsparadoxon.)
    Die Raumzeit-Verbindung zwischen den Öffnungen merkt davon aber nichts.
    Wenn man also in das bewegte Wurmloch eintritt, kommt man aus dem unbewegten Wurmloch heraus, und zwar bevor man das bewegte Wurmloch betreten hat.
    Klingt wirr, ist aber so. Weil mathematisch dadurch geschlossene zeitartigen Kurven auftreten.

    Allerdings gibt es im Universum laut Beobachtungsdaten keine weißen Löcher.
    Davon abgesehen ist das Herumbewegen der Öffnung leichter gesagt als getan.
    Außerdem kann man solche Wurmlöcher nicht durchqueren, weil sie sofort zusammenbrechen, wenn man es versucht. Um die Dinger offen und stabil zu halten bräuchte man hypothetische Materie mit negativer Energiedichte, sogenannte exotische Materie.
    Die gibts wahrscheinlich auch eher nicht.

    Wurmlöcher bzw. geschlossene zeitartigen Kurven klappen allerdings auch ohne exotische Materie. Dazu brauchts dann allerdings rotierende schwarze Löcher und eine noch etwas seltsamere Interpretation.
    Da wirds dann völlig ziemlich wirr. Die oben beim Schwarzschild-Loch beschriebenen Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Raumzeitpunkten stellt man mit Hilfe sogenannter Penrose-Diagramme dar.
    Die Wikipedia hat da ein schönes Bild:
    https://en.wikipedia.org/wiki/File:PENROSE2.PNG
    Oben links ist das Kruskal-Schwarzschild-Loch, rechts ein rotierendes schwarzes Loch.
    Besser man denkt man da nicht länger drüber nach…

    Was Neil deGrasse Tyson über Zeitreisen mit Hilfe verschmelzender schwarzer Löcher sagen will ist mir allerdings völlig unklar und ist meiner Meinung nach Unsinn.
    Vielleicht meint er die Sache mit dem schwarzem und dem weißem Loch? Sind dann ja zwei “Löcher”?
    Für Zeitreisen braucht man mathematisch gesehen nämlich nur ein einziges schwarzes Loch. Zwei kann man dann natürlich auch nehmen, ist aber overkill.

    Dass das neue schwarze Loch nach der Verschmelzung “twice as large as the one they started with” ist, ist auch nicht ganz richtig. (Ich nehm mal an, die beiden schwarzen Löcher sollen gleich schwer sein.)

  35. #35 Niels
    30. Mai 2012

    @Alderamin
    Nachtrag:

    In der unmittelbaren Umgebung des Ereignishorizonts liegen solche Verhältnisse vor. Wenn man den Ereignishorizont eng genug umkreist, könnte man sich somit im Lichtkegel in die Vergangenheit bewegen und dort die Umlaufbahn wieder verlassen.

    Soweit ich weiß stimmt das nicht. Bei welchem Typ schwarzer Löcher soll das der Fall sein?
    Eigentlich muss man immer den Ereignishorizont überschreiten.
    Im Fall der Kerr-Lösung müsste man doch sogar das “Zentrum” der Ring-Singularität durchqueren.

  36. #36 Jochen O aus S
    30. Mai 2012

    @ Alderamin
    Also die Sache mit den »Lichtkegeln«, also der Menge der Vergangenheit hin zum Ereignis und der daraus folgenden Menge der Zukunft, nach Minkowski, gibt mir tatsächlich ein gutes Bild, dann, wenn die Raumzeit so sehr gekrümmt wird, dass sich diese Kegel zueinander hin verbiegen und eine »Schnittmenge« bilden. In dieser würde ein zukünftiges Ereignis dieselbe Raumzeit einnehmen wie ein vergangenes – so verstehe ich das zumindest.
    Das scheint auch in etwa das Szenario zu sein, von dem deGrasse Tyson spricht:

    […] What makes it an extraordinary problem to solve, is that the distortion of the fabric of space and time around one black hole also exists for the other black hole. So you have black holes, entering each others event horizons. So I opened up that thesis… I didn’t understand a single page either.

    It’s a extraordinary disturbance in the fabric of space and time and it turns out – well, I cannot reproduce the calculations… it’s a level way beyond what I was doing at the time and […] I’m doing today – but I can tell you that the people who have recognized what severely distorted space does, what is the effect that severely distorted fabric of space and time… – they studied what effect that has on the passage of time:
    And it turns out: there’s a path you can take around two moving black holes that haven’t quite collided yet, where you can end up in the past of where you started that journey.
    So its backwards turn up (?), according to calculations of Einsteins General Relativity, is enabled by this severely distorted fabric of space and time. Such is what you would get with black holes that came in their own proximity – and so, beyond that you really wanna sort of watch that from a distance!
    […]

    Daher: danke für die Antwort, mehr ins Detail brauchen wir – für mich – nicht zu gehen. Letztlich bleibt’s halt zu theoretisch, um mir heute schon mal die Lottozahlen vom nächsten Samstag zu notieren…

    @ Niels: die Wurmlochvariante mag ja auch mathematisch denkbar sein, doch fragte ich mich ganz ursprünglich, wie wohl die Realität der von deGrasse Tyson geäußerten Effekte – sozusagen »vor Ort« – aussehen mag.

  37. #37 Jochen O aus S
    30. Mai 2012

    Uuups, blockquotes muss ich noch üben…
    Außerdem muss es heißen: dritte Zeile im Zitatblock: So you have two black holes…

  38. #38 Jochen O aus S
    30. Mai 2012

    Oh, endlich verstanden:

    So its backwards turn up (?), according […]

    muss heißen:

    So it’s backwards time travel, according […]

    so nahe liegend eigentlich.

  39. #39 Alderamin
    30. Mai 2012

    @Niels

    Du hast Recht, dass man durch Umkreisung eines SLs nicht in die Vergangenheit reisen kann. Ich hatte da was durcheinandergebracht; durch die Zeitdilatation könnte man so vielmehr in die Zukunft reisen.

    Neben der von Dir erwähnten Wurmloch-Methode, die allerdings keine Zeitreisen in die Zeit vor der Schaffung des Wurmlochs erlauben würden, soll aber auch die Methode der geschlossenen Raumzeitkurven theoretisch möglich sein. Ich hatte darüber in J. Richard Gotts (das ist der mit dem Doomsday-Argument) Buch “Zeitreisen in Einsteins Universum” gelesen. Das ist allerdings viele Jahre her, und da ich derzeit im Urlaub bin, kann ich nicht in dem Buch nachschauen. Ich meine mich zu erinnern, dass es um dieses Konstrukt ging:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Tipler_cylinder

    Mehr zu dem Thema Zeitreisen hier:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Time_travel#Special_spacetime_geometries

    Mir persönlich erscheint die Möglichkeit von Zeitreisen in die Vergangenheit aber unplausibel, weil dann das Problem der Zeitparadoxa entstünde: z.B. dass man seinen eigenen Vater vor seiner Geburt töten könnte, oder seinem früheren Ich eine Information zukommen lassen, die es dann später mit in die Vergangenheit nehmen würde – Information aus dem Nichts. Vielleicht gehen die Extrapolationen der Relativitätstheorie da ein wenig über das hinaus, was die Realität mit macht.

  40. #40 Niels
    31. Mai 2012

    @Alderamin

    Klar, “Zeitreisen” in die Zukunft sind kein Problem.

    Neben der von Dir erwähnten Wurmloch-Methode, die allerdings keine Zeitreisen in die Zeit vor der Schaffung des Wurmlochs erlauben würden, soll aber auch die Methode der geschlossenen Raumzeitkurven theoretisch möglich sein.

    Ich verstehe nicht ganz, was du meinst. Zeitreisen in die Vergangenheit sind genau dann und nur dann möglich, wenn in der Raumzeit geschlossene zeitartige(!) Raumzeit-Kurven existieren.

    Es sind durchaus schon Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen gefunden wurden, die Universen beschreiben, in denen solche Kurven ganz normal sind.

    Jetzt ist nur noch die Frage, ob es solche Raumzeitregionen auch in unserem Universum geben kann.

    Die Idee mit dem Tipler-Zylinder ist mir bekannt. Allerdings ist der Witz, dass dieser Zylinder nicht einfach nur sehr sehr groß sein muss, sondern tatsächlich unendlich lang, sonst funktioniert es mathematisch nicht.
    Kann man für unser Universum also höchstwahrscheinlich ausschließen. 😉
    (Übrigens wären Zeitreisen in die Zeit vor der Schaffung/ dem Bau des Zylinders natürlich ebenfalls unmöglich.)

    Bei den bei schwarzen Löchern möglicherweise auftretenden Wurmlöchern schauts schon ein klein wenig plausibler aus.
    DeGrasse Tyson hat ja auch über SLs gesprochen und es wurde hier doch darüber diskutiert, was er wohl gemeint haben könnte.

    Meiner Meinung nach hat er sich einfach geirrt, er kann schließlich auch nicht bei jedem Thema Experte sein.
    Für Zeitreisen in die Vergangenheit spielen zwei verschmelzende schwarze Löcher nämlich soweit ich das verstehe überhaupt keine Rolle.
    Wurmlöcher haben dagegen etwas mit schwarzen Löchern zu tun und da kann man dann auch von zwei Löchern sprechen, nämlich einem Schwarzen und einem Weißen.
    Vielleicht hatte er so etwas nach im Hinterkopf.

    Mir persönlich erscheint die Möglichkeit von Zeitreisen in die Vergangenheit aber unplausibel

    Ich glaube da auch nicht dran.

    Und solange man dazu Regionen hinter den Ereignishorizonten von schwarzen Löchern diskutieren muss, ist das auch eher eine interessante mathematische Spielerei als irgend etwas anderes.

    Man weiß schließlich ganz genau, dass die ART nicht der Weisheit letzter Schluss sein kann.

    Und genau bei diesem Bereich muss man bekanntlich auf eine (noch zu findendene) Quantengravitation zurückgreifen, damit die mathematische Beschreibung die Chance bekommt, irgend etwas mit der Realität zu tun zu haben.

    @Jochen O aus S

    fragte ich mich ganz ursprünglich, wie wohl die Realität der von deGrasse Tyson geäußerten Effekte – sozusagen »vor Ort« – aussehen mag.

    Ich glaube, ich verstehe die Frage nicht ganz.

    Der größte Unterschied zwischen den Effekten eines einzelnen schwarzen Lochs und der zweier verschmelzender schwarzer Löcher dürfte der extreme Ausstoß von Gravitationswellen im zweiten Fall sein.
    Sonst gibts halt die üblichen Effekte schwarzer Locher:
    Ereignishorizont, Ergosphäre, Zeitdilatation, gravitomagnetische Effekte (z.B. den Lense-Thirring-Effekt und daduch einen Jet), Akkretionsscheibe usw.
    Zu diesen Begriffen gibts dann jeweils Wikipedia-Einträge.

  41. #41 Alderamin
    31. Mai 2012

    @Niels

    Dann war’s vielleicht doch nicht der Tipler-Zylinder in J. Richard Gotts Buch, ich meine, es brauchte kein unendlich großes Objekt, ich schaue das dann mal nach, wenn ich wieder daheim bin und melde mich.

  42. #42 Explikianer
    31. Mai 2012

    Schöne Interferenzen ausgelöst durch 2 SL… ansonst Danke (Schlotti, Dietmar) für die Anregungen (besonders aber jene von Niels, inkl. Text), bin voraussichtlich im Lesemodus… 😉

  43. #43 Niels
    31. Mai 2012

    @Alderamin
    In der Wiki steht bei “J. Richard Gott”:

    Gott’s machine depends upon the antigravitational tension of the (hypothetical) strings to deform space without attracting nearby objects. The traveler would follow a precise path around rapidly separating strings, and find that he or she had moved backwards in time. Gott’s solution does require that the strings are infinitely long

    Vielleicht gings darum? Ich hab aber nicht die geringste Ahnung von (kosmischen?) Strings und solchem Zeug.

    Ich hab mir die Sache mit dem Zylinder aber noch mal angeschaut: Offenbar kann man den Zylinder endlich machen, wenn man mit negativen Energiedichten/ Exotischer Materie rumtrickst.
    Das Zeug braucht man bei Vergangenheits-Zeitreisen ohnehin praktisch immer.

    Außerdem kann man anscheinend die die Alcubierre-Metrik (das ist die Sache mit dem Warpantrieb) so abändern, dass Zeitreisen in die Vergangenheit möglich werden.
    https://omnis.if.ufrj.br/~mbr/warp/etc/prd53_7365.pdf
    Also braucht man “nur” eine passenden Veränderung eines schon vorhandenen Warp-Antriebs und wieder einen Haufen exotische Materie.

    Des weiteren geht es wohl auch noch mit Hilfe sogenannter Krasnikov-Röhren.
    Die sind endlich lang.
    https://en.wikipedia.org/wiki/Krasnikov_tube
    Wenn man mindestens zwei davon nimmt, sind wohl ebenfalls Zeitreisen in die Vergangenheit möglich.
    https://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/9702/9702049v1.pdf
    Siehe Abschnitt “4: A Superluminal Subway and Closed Timelike Curves”.
    Da ist ebenfalls wieder exotische Materie nötig.

  44. #44 Alderamin
    3. Juni 2012

    @Niels

    So, eben wieder zu Hause angekommen und gleich nachgeschlagen. J. Richard Gotts Lösung von 1991 beruht auf dem Umkreisen zweier paralleler, unendlich langer kosmischer Strings, mit je 10 Millionen Milliarden Tonnen Masse pro Zentimeter Länge, die sich beide mit jeweils mindestens 99,999999996% der Lichtgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtung bewegen. Diese verändern die Raumzeit so, dass man, wenn man beide umrundet, zur Zeit seines Abflugs oder auch davor am Ort des Abflugs ankommen kann. Ich kann das hier jetzt nicht im Detail wiedergeben, das Buch findet sich aber in der Google-Buchsuche und das entsprechende Kapitel beginnt auf Seite 99.

  45. #45 Alderamin
    3. Juni 2012

    @Niels

    Noch erwähnenswert zu obigem ist, dass Gotts Lösung im Gegensatz zu Wurmlöchern keine exotische Materie benötigt. Allerdings kann man damit auch nicht beliebig weit in die Vergangenheit reisen, es gibt da einen Cauchy-Horizont. Steht im verlinkten Text.

    Besonders praktikabel ist das ganze dennoch nicht. Zwei parallele, superschwere kosmische Strings muss man zuerst mal auftreiben…

  46. #46 Niels
    4. Juni 2012

    @Alderamin
    Danke fürs Nachschauen.

    Noch erwähnenswert zu obigem ist, dass Gotts Lösung im Gegensatz zu Wurmlöchern keine exotische Materie benötigt.

    Wie oben schon zitiert, die Wikipedia behauptet für diesen Fall:

    Gott’s solution does require that the strings are infinitely long

  47. #47 Niels
    4. Juni 2012

    Bei mir geht die Google-Buchsuche allerdings nur bis Seite 84.
    “Pages 85 to 293 are not shown in this preview.”

  48. #48 Wurgl
    4. Juni 2012

    Niels, ich konnte rechts oben im Menü Seite 74 auswählen und dann bis 99 vorscrollen und dann lesen.

  49. #49 Alderamin
    4. Juni 2012

    @Niels

    Genau, im Inhaltsverzeichnis zum Kapitelanfang auf S. 74 springen und dann vorwärts blättern.

    Eines verstehe ich allerdings nicht, warum es unendlich lange Strings bzw. Tripler-Zylinder braucht. Zunächst ist alles jenseits des kosmischen Horizonts per se irrelevant. Zum anderen nähert sich doch die Lösung vermutlich für immer längere Strings derjenigen für unendlich lange. Wäre doch einleuchtend, dass es ab einer gewissen Länge für immer tiefere Zeitreisen reicht.

  50. #50 Wurgl
    4. Juni 2012

    Möglicherweise um stabile Strings zu erhalten.

  51. #51 Niels
    4. Juni 2012

    @Alderamin @Wurgl
    Anscheinend bin ich zu doof.

    Ich wähle rechts oben den Kapitelanfang auf Seite 76(!) aus:
    https://s1.directupload.net/file/d/2911/kbcnwgum_jpg.htm

    Dann scrolle oder blättere ich vorwärts:
    https://s1.directupload.net/file/d/2911/v685w3b4_png.htm

    Was mache ich falsch?

    Zum anderen nähert sich doch die Lösung vermutlich für immer längere Strings derjenigen für unendlich lange. Wäre doch einleuchtend, dass es ab einer gewissen Länge für immer tiefere Zeitreisen reicht.

    So funktioniert das aber nicht. Da kann es keinen kontinuierlichen Übergang geben.

    Entweder es gibt geschlossene zeitartige Kurven, die die Voraussetzung für Vergangenheit-Zeitreisen sind, oder es gibt diese Kurven eben nicht.
    Wenn keine solchen Kurven vorliegen, kann man überhaupt nicht in die Vergangenheit reisen.

    Wenn man sich die Gleichungen für den Tipler-Zylinder genau anschaut, können solche Kurven nur dann existieren, wenn entweder die Länge unendlich ist oder eine negative Energiedichte (exot. Materie) vorhanden ist.
    Das sagt einfach die Mathematik, die kann man nicht austricksen.

    Bei der Methode mit den kosmischen Strings ist das vermutlich ähnlich. Da hab ich aber absolut keine Ahnung, wie sowas mathematisch beschrieben wird.

  52. #52 Wurgl
    4. Juni 2012

    Niels: Du hast die falsche IP-Adresse, lebst im falschen Land oder hast irgendwas anderes falsch. Von wo anders versuchen, oder mit Mobilgerät oder gar mit Proxy.

    Ich hab da ein wenig gelesen und bin ein bissl von der Interpretation “Zeitreise” enttäuscht. Zumindest anfangs ist davon die Rede, dass es 3 Pfade von A nach B gibt (2 davon sind erstmal interessant) und dass man entlang des einen Pfades mit knapp unter Lichtgeschwindigkeit reisen kann und dann bei der Ankunft entlang des anderen Pfades seinen Abflug beobachten kann. Das ist nix, um damit Lotto-6er zu sammeln 🙁

    Okay, nachher geht es dann noch ein bissl weiter, dann sogar mit allen drei Pfaden. Kann sein dass es da erst richtig zur Sache geht. Vielleicht lese ich am Abend weiter.