Frage:
Warum hat ein schwarzes Loch eine Gravitation?
2009-08-14 15:20:17 UTC
Die Frage klingt dumm, aber für mich als Amateur(-astronom, -physiker) stellt sich die Frage:
Die Fluchtgeschwindigkeit eines schwarzen Loches ist größer als c.
Also: (c = Lichtgeschwindigkeit) < Fluchtgeschwindigkeit
Ergo: Licht kann nicht entweichen, weil Lichtwellen oder Photonen nicht genügend Geschwindigkeit haben, um einem schwarzen Loch zu entkommen. Darum kann man schwarze Löcher nicht sehen.
Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie haben Gravitationswellen oder Gravitonen ebenfalls maximal Lichtgeschwindigkeit. Dann dürften diese aber aus einem schwarzen Loch nicht entweichen können, ergo: das SL keine Anziehungskraft ausstrahlen können.
Mhhh.. ich habe mich schon mit einigen intelligenten Leuten darüber unterhalten, aber keiner konnte mir eine Auskunft geben. Vielleicht ist hier jemand (Astrophysiker?), der Bescheid weiß?
Vierzehn antworten:
2009-08-15 13:34:21 UTC
Lichtwellen können das Innere eines Schwarzen Loches nicht verlassen. Ebenso können Gravitationswellen das Innere eines Schwarzen Loches nicht verlassen. Masse im Inneren eines Schwarzen Lochs kann keine Masse außerhalb anziehen.



Seit rund 200 Jahre wird an den seltsamen Eigenschaften eines Schwarzen Lochs gearbeitet und noch immer gibt es ungelöste Probleme. Einen großen Fortschritt brachte die Allgemeine Relativitätstheorie von Einstein und Hilbert. Doch insbesondere im Bereich der Quanteneffekte ist das Schwarze Loch noch im Wesentlichen unverstanden.



Eine Schwierigkeit ist, dass die Schwarzen Löcher nicht intuitiv erfasst werden können. Die typische Erfahrungswelt ist auf einen absoluten Raum und eine absolute Zeit beschränkt. Die schwache Krümmung der Raumzeit im Bereich der Erde wird immer nur als eine Kraft erfahren.



Wird aus einem Stern ein Schwarzes Loch, dann muss der Stern schrumpfen. Der Radius des Sterns nimmt im Laufe der Zeit ab. Die Krümmung der Raumzeit an der Oberfläche des Sterns wird größer je kleiner der Radius wird. Die Gravitationswirkung an der Oberfläche wird mit der Zeit größer. Die Oberfläche fällt mit einer größer werdenden Geschwindigkeit.



Ein Beobachter außerhalb des Sterns misst an seinem Standort keine Veränderung der Raumzeitkrümmung (gravitationsmagnetische Effekte vernachlässigt). - Das Gravitationsfeld einer kugelförmigen Masse ist nur abhängig vom Abstand zum Zentrum und von der Masse.



Der Beobachter kann den schrumpfenden Radius des Sterns, zum Beispiel optisch, messen. Bei dieser Messung muss die Raumzeitkrümmung berücksichtigt werden. Nicht nur der Raum, auch die Zeit wird durch die Masse verändert. So misst der entfernte Beobachter eine immer langsamer werdende Geschwindigkeit der Sternoberfläche.



Ein Beobachter auf der Sternoberfläche misst eine steigende Geschwindigkeit. Der entfernte Beobachter misst eine schrumpfende Geschwindigkeit.



Nähert sich der Sternradius dem Schwarzschildradius, dann misst der entfernte Beobachter eine Geschwindigkeit, die gegen 0 geht. Gleichzeitig wird die Beobachtung immer schwieriger, der optische Dopplereffekt erzwingt eine Beobachtung in immer größer werdende Wellenlängen. Der entfernte Beobachter sieht eine Sternoberfläche, die langsamer wird und die schwarz wird.



Der Beobachter kann nie messen, dass die Masse hinter dem Ereignishorizont verschwindet. Konsistent mit dieser Beobachtung bleibt die Gravitation des ursprünglichen Sterns außerhalb des Ereignishorizonts.



Aufgrund dieses Effekts gibt es auch den Namen Gefrorener Stern für ein Schwarzes Loch.



Das Ergebnis eines Beobachters auf der Sternoberfläche, also eines Beobachters, der in das Schwarze Loch fällt, und das Ergebnis eines entfernten Beobachters unterscheidet sich erheblich. So entsteht scheinbar ein Widerspruch. Bei einer starken Krümmung der Raumzeit kann eine Beobachtung vom Ort des Beobachters abhängig sein, es ist nur ein Widerspruch zur alltäglichen Erfahrung auf der Erdoberfläche.



Dieses Paradox und weitere sind in der Quelle dargestellt.
1/i = -i
2009-08-14 17:30:01 UTC
Ein schwarzes Loch hat Gravitation weil man davon ausgeht das ein Schwarzes Loch aus unendlich dichter Masse besteht ...

dies äußert sich u.a. dadurch das Licht in das Loch hinein gesaugt wrd. (daraus folgt das die Fluchtgescheindigkeit > Lichtgescheindigkeit sein muss)



Nach Einstein bewegt sich Licht entlang sogenanntes "Geodäten" die können von Gravitation gekrümmt werden. Da Licht in das schwarze Loch hinein gesaugt wird, muss es sich - zumindest nach Einstein - um ein starkes Gravitationszentrum handeln, die die Geodäten so stark krümmt das Licht auf ein einziges Zentrum hin "fließt".



Man kann somit eine Art "Masse" eines Schwarzes Lochs angeben. Für verschiedene schwarz Löcher hat man die auch berechnet.



Wenn man z.B. die Masse der Erde auf der Größe einer Apfelsine komprimieren würde, würde ein schwarzes Loch entstehen.



"Schwarzes Loch" bedeutet letztendlich nichts anderes als das, was du schon weist. Astrophsiker wissen nicht wirklich was ein schwarzes Loch ist ... eben gerade weil kein Licht und damit keine Informationen aus den schwarzes Loch entweichen können, aber sie wissen wie ein schwarzes Loch entsteht.

Daraus folgt eben das es sich um "unendlich" komprimierte Masse handeln muss, aber niemand weis ob dies stimmt ... einstein iefert aber eine logische Erklärung die sich mit den Beobachtungen decken.



Nur so nebenbei: Der Herr schwarzschild hat aus den Einsteinschen Gleichungen den sogenannten "Schwarzschildradius" berechnet.

Dies ist sozusagen der Radius eines schwarzen Lochs ... er markiert den "Ereigenisshorizont".

Man kann somit also aus den Einsteinschen Gleichungen - die sich mit Raum, Zeit und Gravitation [und somit Masse] beschäftigen - ein schwarzes Loch herleiten.





Aja:

Nur weil Licht nicht entweichen kann heist es nicht das keine Gravitatin entweichen kann ... ;)

Das sind 2 unterschiedlich Paar Schuhe ...

Mal ganz davon abgesehen das es noch kein Experiment gibt das Gravitonen (bzw. Gravitationswellchen) direkt nachweisen kann.
blondnirvana
2009-08-15 12:58:39 UTC
Das ist eine Frage der Sichtweise



Nach klassischer Ansicht möge eine Masse (hier das SL) eben Gravitation haben. Alles saust toll drumrum, alles was reinfaellt ist weg .. Licht auch... Pech gehabt .. Masse war so gross das die Fluchtgeschwindigkeit >c ist.



Die hier besser funktionierende Sichtweise ist die, die Albert Einstein ins Rennen gebracht hat und die sich ziemlich gut behauptet hat. Eine Masse (groesse erstmal egal) krümmt den Raum. Und Licht folgt stets einer geraden

Linie ... wenn es abgelenkt wird muss wohl der Raum krumm gewesen sein.



Es erfordert ein grosses Vorstellungsvermoegen sich von der Ansicht zu loesen hier wirke eine Kraft namens Gravitation. Das ist einfach zu verführerisch, denn das was wir als Gravitation benennen ist alter zopf aus dem Hause Newton.



Folglich Fluchtgeschwindigkeit am schwarzen Loch ?

egal .. der Raum ist soweit auf sich selbst gekruemmt das die Geschwindigkeit ganz egal ist, wenn etwas in diesem Raum eine gerade linie fliegt.



Ich will garnicht in das Dilemma mit den 'Gravitonen' eintauchen, die ich eher als so eine Art Rettungsanker fuer die derzeitige Standardtheorie sehe.



Eine Masse kruemmt also den Raum, und eigentlich fliegt alles was da so ist eine gerade Linie in diesem Raum. Zugegeben schwer sich das vorzustellen, aber die Konsequenzen daraus lassen sich bei schwacher Raumkruemmung tatsaechlich noch mit Newtons Formeln berechnen, was am Eventhorizont ganz klar scheitern muss.
?
2009-08-15 00:04:10 UTC
Ist es nicht so, dass die Masse eines Körpers immer Gravitationskräfte zur Folge hat? Wenn die Masse begrenzt/klein genug ist, kann sich der betreffende Körper von selbst zusammen halten, weil er durch die Gravitation zusammen gedrückt/verdichtet wird. Und die Gegenkräfte im Inneren bringen das zum Stoppen,es entsteht ein Gleichgewicht.



Manchmal allerdings wird dieses Gleichgewicht eben nicht erreicht. Dann nimmt die Gravitation weiter zu, das Teil wird immer kleiner und kleiner zusammen gedrückt, bis das Volumen "null" erreicht.



Um zum Schwarzen Loch zu werden, muss die Materie dieses Objekts umgekehrt proportional zum Quadrat seiner Masse verdichtet werden. Aber es braucht auch eine gewisse Größe/Masse dazu.



Hat das Ding weniger Masse als so ca. 150% unserer Sonne, kann es nicht kollabieren, ganz egal, wie hoch die Gravitation ansteigt, weil dann der Entartungsdruck, den entartete Materie besitzt, einen Kollaps verhindert.



Also wird unsere Sonne kein schwarzes Loch werden. Schon mal gut. Aber wenn wir "Glück" haben, schaffen es die Spaßvögel im CERN ja, eines zu basteln, das dann auch unsere "Schwarzloch-unwillige" Sonne mit aufsaugt :))
Seto Kaiba
2009-08-14 15:25:34 UTC
Bin zwar kein Astrophysiker aber das lässt sich mit der Raumkrümmung (Einsteins Relativitätstheorie) erklären,so ein schwarzes Loch haut regelrecht ein Loch in die Raumzeit.
2014-11-17 00:35:03 UTC
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2014-11-09 15:31:27 UTC
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🐟 Fish 🐟
2009-08-17 03:39:35 UTC
So Amateur ist die Frage garnicht, finde ich. Aber Gravitaton wird ja gerade aus der Raumzeitkrümmung und nicht aus einer direkten Wechselwirkung hergeleitet. Dein Einwand gilt also allenfalls bezürlich der Ausbreitung von Gravitationswellen. Mit diesem Problem hast sich auch Hawking auseinandergesetzt und ist zu dem Ergenis gekommen das schwarze Löcher eben nicht schwarz sind sondern Abstrahlen allerdings nicht aus dem Zentrum wie du annimmst, sondern aus dem Ereignishorizint durch Quanteneffekte. Dabei werden virtuelle Teilchenpaar am Ereignishorizont getrennt. Das eine fällt ins schwarze Loch das andere wird abgestrahlt. Dies führt letztlich sogar dazu das schwarze Löcher soviel Energie abstrahlen das sie irgendwann explodieren. (Nach Billiarden Jahren)
2009-08-15 12:05:36 UTC
Dass Gravitation auf dem Austausch von Teilchen (Gravitonen) zurückzuführen ist, ist eine unbestätigte Theorie, denn noch hat niemand Gravitonen nachgewiesen. Natürlich ist das Modell der Raumkrümmung ganz nett, man kann sich ganz gut vorstellen, dass Materie unaufhaltsam in den unendlich tiefen "Potenzialtopf" des SL gesogen wird. Aber das ist zugleich nur ein Modell ohne eine vorstellbare physikalsiche Entsprechung - oder wo finde ich "krummen" Raum? So wirklich plausibel scheint hier nichts zu sein, ähnlich wie bei der Nichtlokalität in der Quantenphysik.



Wie Energie aus einem SL abfließen kann, obwohl diesem nichts entkommen kann, dafür gibt es eine Erklärung. Überall im Universum entstehen jederzeit virtuelle Teilchenpaare im Rahmen der Energieunschärfe der Nullpunktsenergie. Normalerweise vernichten sich diese wieder innerhalb der Planckzeit. Am Rande eines schwarzen Loches können diese jedoch ihr Entstehen energetisch rechtfertigen und die Teilchenpaare werden reale Teilchen. Wenn nun eines ins SL abgleitet und das andere "entkommt", so wird dem SL die Energie des freigesetzten Teilchens entzogen.



Da dieses eine Lotterie ist, könnte das scheinbare Übergewicht der normalen Materie gegenüber der Antimaterie auch der "statistische Rest" einer unvorstellbaren Zahl solcher Teilchenlotterien sein, bei denen immer ein Teilchen und sein Antiteilchen entstehen, aber nur eines von beiden überleben kann.
?
2009-08-14 15:50:32 UTC
ich stell mir das alles wie ein strudel vor!



allso du must bedencken

mann kann NUR das lloch nicht sehen

wenn Die materie überm schwachschildradius ist ... ist se weg XD

abaaaaa alles andere kann mann sehen

soviel ich mir das alles vorstellen kann ist die Gravitation NUR im schwazen loch unendlich

und diese grafitation kommt ja auch sozusagen nicht zur wirkung

sonst gäbe es uns ja auch nicht mehr ;)



ist jetzt irgentwie doof erklärt

aba besser kann ichs nicht erklären

LG

cem
?
2009-08-15 16:46:45 UTC
Ich habe da meine eigene Theorie entwickelt und das ist die folgende, wir wissen, das Licht durch kaltes Gas beeinflusst werden kann, soviel zu Licht hat keine Masse, aber zurück zum Loch, Stephen Hawkins hatte die Idee, das ein Schwarzes Loch auch ziemlich kalt ist, somit ist es in meinen Augen eine Wechselwirkung zwischen Kälte und Schwerkraft, dass ist aber nur meine Theorie und könnte auch total falsch sein.



Ich meine damit, das das Licht durch die extreme Kaelte abgebremmst wird und es dadurch einfacher durch die Gravitation gebaendelt wird. Aber wer weis, vielleicht sind Gravitonen auch FTL, denn gemessen worden sind sie meines Wissens noch nicht.
Cobra Lanai
2009-08-15 16:17:28 UTC
Die Fluchtgeschwindigkeit eines SL ist nicht größer als c ( 299792,853 km / sec ) sondern maximal gleich c. Und die Gravitation entsteht durch das Schwarze Loch ( SL ) selbst. Sie ist das einzige, was noch vom ehemaligen Stern übrig ist. Je größer der Schwarzschildradius ist ( der Bereich, aus dem noch nicht einmal Licht entweichen kann; Wäre die Sonne ein SL, hätte sie einen Durchmesser von 4,2 km bei gleich bleibender Masse, und der SSR wäre bei 3,2 km. ) aufgrund der Masse, um so größer die Gravitation. Das bisher größte SL liegt in einer elliptischen Riesengalaxie nahe dem Stephan´s Quintett im Großen Bären und hat eine Masse von geschätzten 500 Milliarden Sonnenmassen bei einer Ausdehnung von 3,5 Ly. Masse bei SL = Gravitation ( da der Stern schrumpft, die Masse allerdings " eingefroren " wird trotz sinkender Größe ); nichts kann der Gravitation da noch standhalten, nicht einmal Licht.
2009-08-15 07:07:37 UTC
Es hat keine, so wie man es sich vorstellt kann es keine SL geben.
2009-08-14 15:55:08 UTC
schwarte Löcher kann man nur deshalb nicht sehen, weil sich das Objekt vor einem scharzen Hintergrund befindet. Ein Black Hole hat keine Gravitation, es saugt lediglich alles in sich hinein, was ihm zu nahe kommt, also auch die im umgebenden Raum befindlichen Objekte und sogar Zeit.


Dieser Inhalt wurde ursprünglich auf Y! Answers veröffentlicht, einer Q&A-Website, die 2021 eingestellt wurde.
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