Schwarze Löcher

Wissenschaft Astronomie
1

Hallo allerseits

Ich hab da ein Problem mit schwarzen Löchern.
Folgendes Gedankenexperiment:
Ein Mensch fällt in ein Schwarzes Loch. Für den Aussenstehenden erreicht er es aber nie, wegen der gravitationellen Rotverschiebung. Von aussen sehe ich ihn also nie das Schwarze Loch (bzw. den Ereignishorizont) erreichen.
Jetzt heisst es aber, dass schwarze KLöcher nach einer bestimmten Zeit zerstrahlen.

Erreicht er den Ereignishorizont oder nicht?

Wie sieht denn die Sache für den aus der ins Schwarze Loch fällt?

Viele Grüße
Tommy

2

Hallo,

ja, er erreicht ihn. Der Schwarzschildradius ist nicht zu vergleichen mit dem Ereignishorizont. Bei einem schwarzen Loch wird das Licht lediglich so weit abgelenkt, daß es praktisch in das Loch hineinmgelenkt wird. Eher eine gravitonische „Totalreflexion“.
Deshalb können schwarze Löcher dennoch kollidieren.

Gruß
Frank

3

Unterschied Ereignishorizont Schwarzschildr.
Hallo nochmal

Was ist denn der Unterschied zwischen Schwrzschildradius und Ereignishorizont?
Der Ereignishorizont ist doch bei einem Schwarzen Loch gleich dem Ereignishorizont? Oder nicht?

Riesenfragezeichen

Tommy

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

4

Ereignishorizonte & Schwarzschildradius
Hi Tommy

Bei einem nichtrotierenden Schwarzen Loch ist der Erignishorizont eine Sphäre, deren Radius der Schwarzschildradius ist. Beides ist dann nur durch die Massendichte bestimmt.

Bei einem rotierenden Schwarzen Loch gilt die Kerr-Metrik. In diesem Fall gibt es zwei Ereignishorizonte, von denen nur der eine durch den Schwarzschildradius definiert ist.

Gruß

Metapher

2 „Gefällt mir“
5

link zum selbernachlesen ovT.
http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/gravitation/gravit…

6

Nachtrag
Hallo ihr Lieben

Vielleicht habe ich mich etwas unklar ausgedrückt, deswegen ein zweiter Versuch:

Also: Ein Objekt fällt auf ein Schwarzes Loch zu. Ein (entfernter) Beobachter sieht dieses Objekt das Schwarze Loch aber erst nach unendlicher Zeit erreichen. Jetzt zersrtrahlt das Schwarze Loch aber schon nach endlicher Zeit.
Also wird dieses Objekt das SL erst erreichen, wenn es nicht mehr existiert.
Und wie sieht das Ganze aus Sicht dieses Objekts aus?

???

Tommy

7

Also: Ein Objekt fällt auf ein Schwarzes Loch zu. Ein
(entfernter) Beobachter sieht dieses Objekt das Schwarze Loch
aber erst nach unendlicher Zeit erreichen. Jetzt zersrtrahlt
das Schwarze Loch aber schon nach endlicher Zeit.
Also wird dieses Objekt das SL erst erreichen, wenn es nicht
mehr existiert.
Und wie sieht das Ganze aus Sicht dieses Objekts aus?

Das kannst Du mit einem Reisenden vergleichen, der mit Hilfe einer Kamera überwacht wird, wobei die Übertragung mit der Zeit immer langsamer wird, bis sie schließlich zum Stillstand kommt. Für den Beobachter bleibt der Reisende an irgend einem Punkt seines Weges einfach stehen. Das ist der Ereignishorizont. Der Reisende selbst ist zu diesem Zeitpunkt schon längst über diesen Punkt hinaus.

Beim Schwarzen Loch ist das ähnlich. Daß das Objekt aus Sicht des außenstehenden Beobachters den Ereignishorizont nicht erreicht, bedeutet nicht, daß es ihn selbst nicht überschreiten kann. Es bleibt für den Beobachter nur stehen, weil die Informationsübertragung bei der Annäherung an den Erignishorizont unendlich langsam wird. Nach dem Überschreiten des EZ ist schließlich überhaupt keine Informationsübertragung mehr möglich.

8

Beim Schwarzen Loch ist das ähnlich. Daß das Objekt aus Sicht
des außenstehenden Beobachters den Ereignishorizont nicht
erreicht, bedeutet nicht, daß es ihn selbst nicht
überschreiten kann. Es bleibt für den Beobachter nur stehen,
weil die Informationsübertragung bei der Annäherung an den
Erignishorizont unendlich langsam wird. Nach dem Überschreiten
des EZ ist schließlich überhaupt keine Informationsübertragung
mehr möglich.

bevor ihr euch jetzt zurücklehnt, in der Hoffnung, die Frage wäre damit endgültig geklärt, hier mein üblicher Einwand:
Wenn ein Raumfahrer ins SL stürzt, kann er nie schneller als Lichtgeschwindigkeit werden. Solange ich ihn sehen kann, kann ich ihm also ein Funksignal hinterhersenden. Selbst wenn es beliebig lange dauern kann, irgendwann werde ich beobachten, wie das Signal den Raumfahrer einholt, der ja immer noch brav in seiner „Gravitationsstarre“ über dem EH verharrt. Wenn aber mein Funksignal die Position des Raumfahrers über dem EH erreicht, weiss ich definitiv, das er meine Nachricht noch empfangen konnte und mir theoretisch auch antworten könnte. Nun spielt es aber keine Rolle, ob ich den Funkspruch heute, morgen oder erst in 100000 Jahren absetze; in endlich langer Zeit erreicht der Funkspruch den Raumfahrer und damit steht fest, daß der Raumfahrer zum Sendezeitpunkt des Funkspruches den EH noch nicht erreicht haben konnte. Das würde also bedeuten, daß der Raumfahrer den EH niemals erreichen kann, nicht einmal in seiner Eigenzeit, da dann das SL und der Rest des Universums längst nicht mehr existieren.

Jörg

9

bevor ihr euch jetzt zurücklehnt, in der Hoffnung, die Frage
wäre damit endgültig geklärt, hier mein üblicher Einwand:
Wenn ein Raumfahrer ins SL stürzt, kann er nie schneller als
Lichtgeschwindigkeit werden. Solange ich ihn sehen kann,

So lange Du ihn sehen kannst!

Das Problem ist doch, dass auch die Photonen, die vom Raumfahrer ausgesendet werden immer langsamer = langwelliger werden, irgendwann kannst Du ihn also gar nicht mehr sehen und auch sonst nicht wahrnehmen.

kann
ich ihm also ein Funksignal hinterhersenden.

Das auch immer länger brauchen wird und immer langwelliger wird.

Selbst wenn es
beliebig lange dauern kann, irgendwann werde ich beobachten,
wie das Signal den Raumfahrer einholt, der ja immer noch brav
in seiner „Gravitationsstarre“ über dem EH verharrt.

Wie willst Du beobachten, dass das signal ankommt? Das geht doch nur, wenn der Astronaut das Signal empfängt (unwahrscheinlich) und dann auch noch eine Antwort sendet.

Was ein außenstehender sieht ist doch, das der sich dem SL nährende Körper sich in Radiowellen umwandelt.

Für den Raumfahrer selbst vergeht die Zeit immer langsamer, ob er das noch erlebt oder ob er vorher durch die Gravitation zerrissen wird, kann keiner mit Sicherheit sagen letzteres ist aber wahrscheinlicher.

10

Das Problem ist doch, dass auch die Photonen, die vom
Raumfahrer ausgesendet werden immer langsamer = langwelliger
werden, irgendwann kannst Du ihn also gar nicht mehr sehen und
auch sonst nicht wahrnehmen.

Ich muß ihn ja nicht unbedingt optisch wahrnehmen. Wenn der Raumfahrer ein Neutronenstern wäre und in der Nähe des EH nicht sofort zerstrahlt, kann ich ihn zumindest über seine Gravitationswirkung wahrnehmen

kann
ich ihm also ein Funksignal hinterhersenden.

Das auch immer länger brauchen wird und immer langwelliger
wird.

Das ist ja egal. Die Frage ist, holt es ihn ein oder nicht ? Wenn ja, passiert es in endlicher Zeit.

Selbst wenn es
beliebig lange dauern kann, irgendwann werde ich beobachten,
wie das Signal den Raumfahrer einholt, der ja immer noch brav
in seiner „Gravitationsstarre“ über dem EH verharrt.

Wie willst Du beobachten, dass das signal ankommt? Das geht
doch nur, wenn der Astronaut das Signal empfängt
(unwahrscheinlich) und dann auch noch eine Antwort sendet.

ist ja eigentlich auch egal, ob ich es beobachten kann. Es reicht doch, wenn ich es ausrechnen könnte und weiss, ob es passiert. Wenn das Funksignal den Raumfahrer einholt, kann es bei ihm auch eine Reaktion auslösen, z.B. einen letzten Gruß an das alte Universum.

Was ein außenstehender sieht ist doch, das der sich dem SL
nährende Körper sich in Radiowellen umwandelt.

Das mag sein, fragt sich nur zu welchem Anteil der ursprünglichen Gesamtmasse.

Für den Raumfahrer selbst vergeht die Zeit immer langsamer, ob
er das noch erlebt oder ob er vorher durch die Gravitation
zerrissen wird, kann keiner mit Sicherheit sagen letzteres ist
aber wahrscheinlicher.

angeblich soll es einem Mensch bei einem supermassiven SL ausreichender Größe theoretisch möglich sein, den EH lebend zu durchqueren. Da glaube ich aber nicht so recht dran.

Jörg

11

Hallo Jörg,

stimmt das ist paradox. Aber es gilt ja die Regel, dass bei Paradoxa der Beobachter recht hat, der die einfachste Sichtweise hat.
Und aus der Sicht des Raumfahrers wird nichts den Sturz aufhalten. Also muss das auch für einen weit entfernten Beobachter gelten.
…würd ich mal sagen.

Davon abgesehen zerstrahlen ja nicht alle Löcher, sondern nur kleine, wo die Hawkingstrahlung größer ist als die Hintergrundstrahlung.

Gruß
Oliver

12

Wenn ein Raumfahrer ins SL stürzt, kann er nie schneller als
Lichtgeschwindigkeit werden. Solange ich ihn sehen kann, kann
ich ihm also ein Funksignal hinterhersenden. Selbst wenn es
beliebig lange dauern kann, irgendwann werde ich beobachten,
wie das Signal den Raumfahrer einholt, der ja immer noch brav
in seiner „Gravitationsstarre“ über dem EH verharrt.

Das ist ein Irrtum. Erstens wird der Raumfahrer aus Deiner Sicht zwar immer langsamer, aber er kommt nie zum Stillstand und zweitens wird auch Dein Signal scheinbar immer langsamer. Du würdest also beobachten, wie das Signal dem Raumfahrer immer näher kommt, ihn aber nie erreicht, weil die Relativgeschwindigkeit zwischen beiden gegen Null geht.

13

woher kommen schwarze Löcher?
Hallo die Herren Alphysikisten,

bei euren Antworten stellt sich mir eine Frage: wenn denn ein Mensch nicht hinter dem Schwarzschildradius verschwinden kann, woher kommen dann die schwarzen Löcher??? Da verschwindet doch glatt mal der Rest eines ganzen Sternes hinter diesem Radius.
Ist unsere Sonne innen hohl? deren Schwarzschildradius liegt bei ca. 2,5km.

fragend:
Frank

14

Hallo Oliver,

stimmt das ist paradox. Aber es gilt ja die Regel, dass bei
Paradoxa der Beobachter recht hat, der die einfachste
Sichtweise hat.
Und aus der Sicht des Raumfahrers wird nichts den Sturz
aufhalten. Also muss das auch für einen weit entfernten
Beobachter gelten.
…würd ich mal sagen.

Das würde ich eigentlich auch sagen, aber wenn der EH wirklich die Eigenschaften hat, die man ihm zuschreibt, kann das für den Raumfahrer nicht ohne Wirkung bleiben.
Als Raumfahrer erwarte ich, daß ich auf das Massenzentrum stürze, bis mich entweder die Gezeitenkräfte oder die Oberfläche der Masse zerlegt.
Wenn ich mich nun auf einer Spiralbahn ganz langsam dem Massezentrum nähere, wäre es doch absurd anzunehmen, daß weit vom Zentrum entfernt plötzlich so eine ominöse „schwarze, alles verschlingende Wand“ quer durch mein Raumschiff wandert.
Vor allem: Wo ist diese Wand eigentlich ? Jeder Beobachter misst die Masse anders und bekommt einen anderen Schwarzschildradius.

Davon abgesehen zerstrahlen ja nicht alle Löcher, sondern nur
kleine, wo die Hawkingstrahlung größer ist als die
Hintergrundstrahlung.

Na gut, dann nehmen wir eben ein kleines, aber woher weiss man denn, wie groß so ein Loch ist ? Die Masse befindet sich doch hinter dem EH und entzieht sich demnach unserer Erkenntnis… Fragen über Fragen

Jörg ???

15

Das ist ein Irrtum. Erstens wird der Raumfahrer aus Deiner
Sicht zwar immer langsamer, aber er kommt nie zum Stillstand
und zweitens wird auch Dein Signal scheinbar immer langsamer.
Du würdest also beobachten, wie das Signal dem Raumfahrer
immer näher kommt, ihn aber nie erreicht, weil die
Relativgeschwindigkeit zwischen beiden gegen Null geht.

okay, das läßt sich ohne einigen Aufwand an Mathematik weder beweisen noch widerlegen, also lassen wir es erstmal so stehen. Wenn es so wäre, würde es aber bedeuten, daß sich das Licht wesentlich schneller in das Loch bewegt als heraus, was ich auf jeden Fall bemerkenswert fände, weil das ja auch in einem „normalen“ Gravitationsfeld meßbar sein müßte. Wäre die Lichtgeschwindigkeit in beide Richtungen gleich, würde das Licht ja auch unendlich lange brauchen, bis es von außen nach innen den EH erreicht. Ein Raumschiff bräuchte dann auf jeden Fall noch länger.

Jörg

16

Hallo auch,

bei euren Antworten stellt sich mir eine Frage: wenn denn ein
Mensch nicht hinter dem Schwarzschildradius verschwinden kann,
woher kommen dann die schwarzen Löcher??? Da verschwindet
doch glatt mal der Rest eines ganzen Sternes hinter diesem
Radius.
Ist unsere Sonne innen hohl? deren Schwarzschildradius liegt
bei ca. 2,5km.

Niemand behauptet, daß ein Mensch nicht durch den Schwarzschildradius fliegen kann. Aus seiner Sichtweise tut er das. Und noch mehr: er wird auch keinen nennenswerten Unterschied beim Durchfliegen bemerken.
Lediglich von einem außerhalb verbleibenden Beobachter aus gesehen scheint es so, als ob er an der Grenze stehen bleibt und langsam verblaßt.

Gruß Kubi

17

Wenn es so wäre, würde es aber bedeuten, daß sich das
Licht wesentlich schneller in das Loch bewegt als heraus, was
ich auf jeden Fall bemerkenswert fände, weil das ja auch in
einem „normalen“ Gravitationsfeld meßbar sein müßte.

Das ist nicht einmal an einem schwarzen Loch meßbar. Für jeden Beobachter bewegt sich das Licht an jedem Punkt in alle Richtungen gleich schnell. Für Beobachter vor Ort bewegt es sich sogar überall und in alle Richtungen mit c.

Wäre die
Lichtgeschwindigkeit in beide Richtungen gleich, würde das
Licht ja auch unendlich lange brauchen, bis es von außen nach
innen den EH erreicht.

Für einen außenstehenden Beobachter ist das tatsächlich der Fall. Den Zeitpunkt, an dem das Licht den EH überschreitet, bekommt er nie zu sehen.

Ein Raumschiff bräuchte dann auf jeden Fall noch länger.

Auch das ist richtig, aber wenn er genügend Vorsprung hat, dann überschreitet er den EH trotzdem schneller das das Licht und da der außenstehende Beobachter nicht in den EH hineinsehen kann, kann er nicht beobachten wie das Raumschiff vom Licht eingeholt wird.

18

wenn denn ein
Mensch nicht hinter dem Schwarzschildradius verschwinden kann

Natürlich kan er das.

Ist unsere Sonne innen hohl? deren Schwarzschildradius liegt
bei ca. 2,5km.

Schwarzschildradius und Ereignishorizont sind zwei verschiedene Dinge, auch wenn sie bei nicht rotierenden Schwarzen Löchern zusammenfallen. Jede Masse hat einen Schwarzschildradius, aber einen Ereignishorizont haben nur Schwarze Löcher.