Gravitonen und schwarze Löcher

Hossa :smile:

Ich möchte hier mal eine vielleicht provokante Frage stellen, um eine Diskussion über ein Thema auszulösen, das mich schon einige Zeit beschäftigt:

Warum ziehen schwarze Löcher andere Massen an?

Doofe Frage, klar. Aber weil ja die Fluchtgeschwindigkeit für ein Teilchen aus dem Gravitationsfeld des schwarzen Loches größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, können daraus insbesondere keine Gravitonen entweichen. Also kann sich das schwarze Loch seiner Umgebung auch nicht über Gravitonen mitteilen.

Wie „informiert“ also ein schwarzes Loch den Rest des Universums darüber, dass es existiert, allein über die Krümmung des Raumes?

Wie passen nun Gravitonen und Raumkrümmung zusammen?

Danke vorab für eure Antworten :smile:

Das Problem mit der Gravitation ist: kein Mensch weiß, wie sie funktioniert.
Die Raumkrümmung ist eher eine Folge der Gravitation, als die Ursache. Gravitonen sind derzeit ein Gedankenmodell (Hypothese) aber noch gibt es keinen Beweis dafür.

Das ist die große Problematik bei der Gravitation allgemein und natürlich auch bei schwarzen Löchern im Besonderen. Die Formeln geben es her, die Praxis zeigt daß sie da sind, aber keiner weiß, wie das funktioniert.

Hossa :smile:

Das ist die große Problematik bei der Gravitation allgemein
und natürlich auch bei schwarzen Löchern im Besonderen. Die
Formeln geben es her, die Praxis zeigt daß sie da sind, aber
keiner weiß, wie das funktioniert.

Du beschreibst in etwa mein Problem:

Aus den Formeln der Quantenfeldtheorie lässt sich das Graviton ja als Überträger der Gravitaionswechselwirkung folgern.

Die Allgmeine Relativitätstheorie beschreibt schwarze Löcher als Gebilde, deren Gravitation so stark ist, dass die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit sein müsste.

Beides passt nicht zusammen, es sei denn, die Gravitation würde sich schneller als das Licht ausbreiten (und die Gravitonen könnten dadurch dem schwarzen Loch entkommen). Dies wurde jedoch am 08.09.2002 experimentell widerlegt:

http://www.csa.com/discoveryguides/gravity/overview.php

Die Folgerung wäre eigentlich, dass es keine Gravitonen als Überträgerteilchen für die Gravitaions-Wechselwirkung gibt. Sie widersprechen der Tatsache, dass sich schwarze Löcher dem Rest des Universums durch ihre Gravitation mitteilen.

Oder mache ich einen Denkfehler?

Viele Grüße

hallo

ich denke, eine der aufgaben der gesuchten theorie der quantengravitation ist es, genau deine frage zu beantworten. in der zwischenzeit existieren zwei theorien, die jeweils unterschiedliche aspekte beschreiben.

auf der einen seite die relativitätstheorie, laut der gravitation nichts anders als ein geometrisches problem ist: objekte mit masse krümmen den vierdimensionalen raum. andere objekte wollen prinzipiell den kürzestmöglichen weg durch den raum wählen, werden aber durch die krümmung umgelenkt. diese therorie sagt auch das phänomen voraus, dass die gravitation bei einem hinreichend dichten objekt stark genug sein kann, dass die fluchtgeschwindigkeit die lichtgeschwindigkeit übertrifft.

auf der anderen seite gibt es die quantenphysik mit etlichen untertheorien. hier gibt es u.a. die grundkräfte (starke und schwache kernkraft, elektromagnetische kraft, gravitation und noch etwas hypothetisch die higgs-kraft). jeder dieser kräfte ist ein botenteilchen zugeordnet, das als überträger der kraft gilt. diese teilchen sind aber als „echte“ teilchen nur selten bzw. nur unter bestimmten umständen beobachtbar. in den meisten fällen bemerkt man nur die von ihnen übertragene kraft, nicht das teilchen selbst. das graviton als botenteilchen der gravitation ist zwar postuliert, bisher aber nicht nachgewiesen. da die gravitation die mit abstand schwächste kraft im universum ist, ist sie für die welt der quantenphysiker, die sich im bereich des allerkleinsten abspielt, weniger interessant.

es gibt daher einen scheinbaren widerspruch zwischen den beiden grossen theorien: für die einen ist gravitation ein rein geometrisches problem, hat gar nichts mit kräften zu tun und ist v.a. bestimmend für die welt im grossen, für die anderen ist gravitation eine sehr schwache kraft, die in der welt des kleinem praktisch keine rolle spielt. da aber beide theorien innerhalb ihrer grenzen nachvollziehbare aussagen treffen und es vorerst keine besseren theorien gibt, ist das schon ok so.

dein denkfehler: du wendest erkenntnisse der einen theorie (quantenphysik) auf zustände (schwarzes loch) an, die von einer anderen theorie (relativitätstheorie) vorhergesagt werden, wobei die relativitätstheorie bei schwarzen löchern schon arg an die eigenen grenzen stösst. die quantenphysik ist aber wenig geeignet, das verhalten in einem schwarzen loch vorherzusagen. insofern sind deine schlussfolgerungen nicht ganz zulässig.

aber wer weiss: vielleicht gibts ja mal wieder jemanden vom schlage newton/einstein/hawking, dem ein paar gute ideen zu dem thema einfallen. auf die grosse vereinheitlichte theorie warten ja schon praktisch alle physiker gespannt und sehnsüchtig.

lg
erwin

Aber weil ja die Fluchtgeschwindigkeit für
ein Teilchen aus dem Gravitationsfeld des schwarzen Loches
größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, können daraus
insbesondere keine Gravitonen entweichen.

Davon abgesehen, dass niemand weiß, ob es Gravitonen überhaupt gibt, müssen die nicht aus dem Loch entweichen. Die würden auch außerhalb des SL entstehen.

Wie „informiert“ also ein schwarzes Loch den Rest des
Universums darüber, dass es existiert, allein über die
Krümmung des Raumes?

In der ART schon.

Wie passen nun Gravitonen und Raumkrümmung zusammen?

Gar nicht. Die stammen aus vollkommen unterschiedlichen Theorien.

Servus,

nur so als Einwurf eines physikalischen Komplettlaien…

Die Allgmeine Relativitätstheorie beschreibt schwarze Löcher
als Gebilde, deren Gravitation so stark ist, dass die
Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit sein
müsste.

Könnte es sein, dass Gravitonen von der Gravitation nicht beeinflusst werden? Schließlich lassen sie sich ja auch nicht abschirmen etc.

Dann bräuchte auch die Fluchtgeschwindigkeit nicht > Lichtgeschwindigkeit sein…

Ist aber, wie gesagt nur eine laienhafte Vorstellung.

Gruß,
Sax

Hossa :smile:

Wie „informiert“ also ein schwarzes Loch den Rest des
Universums darüber, dass es existiert, allein über die
Krümmung des Raumes?

Nunja,

Du gehst von Umständen aus die nicht sind.

Anziehung: gibts nicht, nichts zieht irgendetwas Anderes an
Gravitonen: Hirngespinnste
Raumkrümmung: Hirngespinnste

Gravitation ist nichts anderes als die Eigenbeschleunigung der Materie, mehr ist da nicht dahinter.

Raum existiert nicht.

Kurt