Gravitative Wirkung auf Neutrinos....

    Hallo zusammen,


    wie allgemein bekannt ist, werden Photonen von der Schwerkraft beeinflusst und zb in der Nähe von Schwarzen Löchern wenn sie diesem zu Nahe kommen in eine Kreisbahn um selbiges gezwungen.
    Wie sieht es mit Neutrinos aus? Diese bewegen sich ja ebenfalls mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und können im Gegensatz zu den Photonen Materie allerdings nahezu ungehindert durchqueren da sie nicht in Wechselwirkung mit Materie treten. Werden Neutrinos nun ebenfalls von extremen Schwerkraftquellen beeinflusst und in ihrer Bewegungsrichtung beeinflusst?


    Gruß Martin


    Sorry mit ist gerade aufgefallen, das ich die Frage leider in die falsche Unterkategorie gestellt habe. Sollte eigentlich bei den allgemeinen astronomischen Themen rein...


    <font color="limegreen">Aus den Astronews verschoben von Caro [;)]</font id="limegreen">

    Du behandelst die Schwerkraft wie eine Kraft die an der Materie zieht, also eine högst reelle Kraft ausübt. So sah man das im newtonschen Weltbild.
    Die Schwerkraft ist aber eine Scheinkraft. Da zieht und schubst nichts.
    Ein Schwerkraftfeld dagegen krümmt den Raum. Licht und andere Teilchen sehen wir von außen einen Bogen beschreiben, je nach Stärke des Feldes. Sie selber folgen aber den kürzesten und geradesten Weg durch den gekrümmten Raum.
    Das gilt natürlich auch für ein Neutrino.

    Das große Massen den Raum krümmen ist mir selbstverständlich bekannt auch wenn es im Endeffekt keinen Unterschied macht ob da etwas zieht oder ob ein Objekt nur der Krümmung der Raumzeit im freien Fall folgt. Schaut man sich zb Sterne an, die von einem Schwarzen Loch umkreist werden bzw wo sich beiden Objekte um das gemeinsame Schwerkraftzentrum bewegen ;) und dieses dem Stern Materie entzieht sieht es doch tatsächlich so aus als wäre da eine Sogwirkung. Bei meiner Frage ging es mir halt hauptsächlich darum ob sich Neutrinos genauso verhalten wie Photonen wenn sie großen Massen zu Nahe kommen....

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gliese 581</i>
    <br />Bei meiner Frage ging es mir halt hauptsächlich darum ob sich Neutrinos genauso verhalten wie Photonen wenn sie großen Massen zu Nahe kommen....
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ja natürlich verhalten die sich so! Sie verhalten sich unter dem Einfluss der Gravitation sogar fast wie (ganz leichte) Neutronen oder Atome oder als seien sie ganz leichte ungeladene Elektronen, da sie anders als Photonen nach neueren Forschungsergebnissen eine gewisse wenn auch sehr, sehr kleine Ruhemasse besitzen werden.

    Martin,
    nach dem aktuellen physikalischen Verständnis werden alle Arten von Teilchen durch Gravitation beeinflusst. Am einfachsten macht man sich das klar, wenn man Gravitation als "Raumkrümmung" versteht und den Flug eines freies Teilchens als geradliniger Flug durch den Raum. Das hört sich erst mal so an, als ob "gebogene" Bahnen dann nicht möglich seien. Aber in einem gekrümmten Raum sind die "gebogenen" Flugbahnen die kürzeste Verbindungslinie zwischen zwei Punkten. Wie stark dann die Verbiegung ausfällt, ist am Ende nur noch eine Frage der Geschwindigkeit. Während die Erde um die Sonne so langsam unterwegs ist, dass die Bahnkrümmung eine Ellipse (die Erdbahn) ist, fliegt ein Lichtteilchen so schnell, dass die Verbiegung kaum messbar ist. Siehe Messung von Sternpositionen durch Eddington 1919 während einer Sonnenfinsternis und Deutung als Gravitationslinseneffekt.


    Anschaulich ist das bei Flugrouten hier auf der "gekrümmten" Erdoberfläche. Ein Flug von Frankfurt nach Los Angeles sieht auf der Karte auch "gebogen" aus (über Schottland, Grönland, Kanada), aber wenn man das mit einem Bindfaden auf einem Globus überprüft, ist es die geradlinige kürzeste Verbindung. (Mit der Vereinfachung kann man aber nur die Tatsache der kürzesten Verbindung erklären, nicht die tatsächliche "Krümmung" von Flugbahnen in einem Gravitationsfeld.)


    Da Neutrinos eine Ruhemasse haben, fliegen sie nicht ganz mit Lichtgeschwindigkeit, ihre Bahnkrümmungen fallen etwas größer aus als bei Licht, wenn sie ein Gravitationspotential durchfliegen.


    Du kennst vielleicht das vielfach in Dokus gezeigte Modell, wo man auf einem Trampolintuch mit Eisenkugeln das Schwerefeld nachbildet und damit die Bahnen um ein Gravitationszentrum (schwere Kugel) bildhaft modelliert. Eine ganz schnelle Kugel würde fast gerade aus übers Trampolintuch rollen und auf der anderen Seite raushüpfen. Ein langsames Kügelchen rollt ähnlich wie im Roulette um die schwere zentrale Kugel.

    Ja ok, wenn man sich das so überlegt und Neutrinos als reale physikalische Teilchen mit einer vorhandenen Ruhemasse sieht dann erscheint es logisch, dass auch Neutrinos der Raumkrümmung folgen müssen ebenso wie es die Photonen tun. Bisher erschienen mir die Neutrinos eher als eine Art "Geisterteilchen" da sie mit der übrigen Materie so gut wie keinerlei Wechselwirkung eingehen obwohl jede Sekunde Abermilliarden von Ihnen die Erde durchfliegen und die unterirdischen Neutrinodetektoren kaum in der Lage sind sie zu erfassen. Habe gelesen das es auch vorkommen kann das Neutrinos eines in einer Supernovaexplosion zerstörten Sternes vor den Photonen die Erde erreichen. Also hat man schon vorher Neutrinos registriert bevor die Photonen der Supernova die Erde erreicht haben...

    Hallo Martin,
    die Neutrinos bei einer Supernovaexplosion sind nicht schneller als die Photonen, sondern verlassen diese als erste, da sie kaum aufgehalten werden. Die Photonen bzw. der nach außen dringende Crash der SN braucht etwas mehr Zeit, bis er an die Oberfläche kommt und erst dann werden auch die Photonen frei.


    Gruß Armin

    Aber das müsste dann ja Entfernungsabhängig sein. Je nachdem wie weit die Supernova von der Erde entfernt ist und die Photonen genug Zeit haben müssten sie ja dann irgendwann die vor ihnen gestarteten Neutrinos einholen und überholen....

    Hallo Martin,


    interessante Frage, das müsste so sein.


    Hier steht über die Supernova 1987a:


    https://de.wikipedia.org/wiki/SN_1987A#Neutrinoaussto%C3%9F


    Zitat:<i> "Dies sind bis heute die einzigen nachgewiesenen Neutrinos, die sicher aus einer Supernova stammen, welche wiederum wenige Stunden später mit Teleskopen beobachtet werden konnte.


    Die Neutrinos erreichten vor dem Licht die Erde, da sie praktisch ohne Wechselwirkung (also ungebremst) Materie durchqueren können. So verließen sie den kollabierenden Kern und die Schockwelle direkt nach dem Ereignis – das Licht der Supernova wurde erst sichtbar, als die Explosion die Sternoberfläche erreicht hatte, was ungefähr drei Stunden später der Fall war. Der Unterschied in der Ankunftszeit von wenigen Stunden nach circa 157.000 Jahren bedeutet, dass die Geschwindigkeit der Neutrinos sich höchstens minimal von der des Lichts unterscheidet."</i>


    Es gibt auch ein Frühwarnsystem, sollte wieder eine Supernova in der Milchstraße oder benachbarten Galaxien auftreten:


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


    Falls verschiedene Detektoren einen starken Anstieg an Neutrinos registrieren sollten, hätte man noch etwas Zeit, um die optischen Teleskope auszurichten.


    Viele Grüße
    Mark

    Wie sieht es denn mit dem Licht aus das von der Sternoberfläche und nicht vom Inneren ausgesandt wird? Den Stern zerreißt es bei einer Supernova ja nicht in Zeitlupe sondern schlagartig. Die Photonen die vom Kern erstmal zur Sternoberfläche vordringen müssen benötigen 100000te Jahre bis sie die Sternoberfläche erreichen und entfernen sich dann mit Lichtgeschwindigkeit. Das Licht des explodierenden Sterns macht sich aber doch sofort auf die Reise und muss sich nicht erst den Weg zur Oberfläche Bahnen.

    Diese Zeitverzögerung in der Ankunft von Neutrino und Licht kann nur bedeuten, dass es einige Stunden dauert bis die Schockwelle vom Kern ausgehend den Stern durchlaufen hat und der Stern explodiert....

    Martin,
    im Inneren bei über 6000°C fliegen Photonen von einem Atom max. bis zum nächsten und werden von dem aufgefangen. Das dann wiederum strahlt ein neues Photon ab usw. Das gleicht einem Spiegel-Irrgarten auf dem Kirmesplatz und deshalb braucht Licht aus dem Sonneninneren so lange. Energie kann man aber auch per Konvektion (Materieströme) transportieren. Und in einer Supernova gleicht das mehr einer Druckwelle, die sich mit Schallgeschwindigkeit (im Innern der Supernova liegt die bei xx Prozent LG) ausbreitet. Diese Druckwelle zerfetzt dann die äußeren Sonnen-Schalen und heizt die dabei auf. Die geringste Energie einer SN sieht man im sichtbaren Licht. Viel mehr wird über die Neutrinos, Gamma- und Röntgenstrahlung abgestrahlt. Nicht zuletzt auch über Materie selbst, die weggeschleudert und somit gegen das Gravitationsfeld der ehemaligen Sonne "angehoben" und beschleunigt wird (Ist wie bergauf Vollgas geben...)

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gliese 581</i>
    <br />Bisher erschienen mir die Neutrinos eher als eine Art "Geisterteilchen" da sie mit der übrigen Materie so gut wie keinerlei Wechselwirkung eingehen obwohl jede Sekunde Abermilliarden von Ihnen die Erde durchfliegen und die unterirdischen Neutrinodetektoren kaum in der Lage sind sie zu erfassen.
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    Neutrinos unterliegen halt nur den beiden schwächsten Wechselwirkungen und sind nur über Prozesse der schwachen Wechselwirkung nachweisbar.
    Wie stark sie mit der restlichen Materie wechselwirken hängt von ihrer Energie ab. Ihr Wirkungsquerschnitt nimmt mit der Energie zu, d.h. ihre mittlere freie Weglänge nimmt mit ihrer Energie ab.


    Solare Neutrinos haben z.B. Energien im MeV Bereich. Da wechselwirken im Schnitt nur drei von einer Milliarde Neutrinos beim Durchqueren der Erde.
    Im LHC werden Neutrinos im TeV Bereich erzeugt, da kommt nur noch etwa ein Drittel der erzeugten Neutrinos ohne Wechselwirkung durch die Erde. Diese sind verhältnismäßig einfach detektierbar.
    In welchen Energiebereichen die Neutrinos von Supernovas usw. liegen weiss ich nicht.


    Uli

    Hallo!


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gliese 581</i>
    <br />Bisher erschienen mir die Neutrinos eher als eine Art "Geisterteilchen" da sie mit der übrigen Materie so gut wie keinerlei Wechselwirkung eingehen obwohl jede Sekunde Abermilliarden von Ihnen die Erde durchfliegen und die unterirdischen Neutrinodetektoren kaum in der Lage sind sie zu erfassen.
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    Du schreibst völlig richtig "mit Materie so gut wie keine Wechselwirkung eingehen". Bei der Gravitation handelt es sich jedoch
    um keine Materie, sondern es handelt sich selbst um eine Wechselwirkung! Die Kopplungskonstante bei der Gravitation ist
    quasi die Masse eines Teilchens und die dürfte bei Neutrinos laut
    Particle Data Booklet aktuell bei ca. &lt;2 eV für ein Elektron-Neutrino, &lt;0.19 MeV für ein Myon-Neutrino und &lt;18.2 MeV für ein Tau-Neutrino liegen und man weiss nur, dass sie grösser 0 sein müssen.

    Wobei übrigens das Experiment (genaue Untersuchung des Tritium-Zerfalls) für das Elektron-Neutrino das Massenquadrat liefert und der Meßwert hierfür im Rahmen des Messfehlers sogar aktuell negativ herauskommt nämlich (-0.67+/-2.53) eV^2. Die Masse selbigen Neutrinos muss somit sehr gering sein.

    Ok sehr interressant! Wie ist denn eigentlich das Verhältnis von solaren Neutrinos zu intergalaktischen Neutrinos die auf der Erde ankommen. Die weniger energiereichen Sonnenneutrinos dürften ja weitaus häufiger die Erde durchlaufen. Die hochenergetischen Neutrinos die werden ja nicht nur im Teilchenbeschleuniger gebildet sondern müssten ja auch aus Supernovae, aus der Verschmelzung von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern stammen bzw auch noch in Riesensternen wie Blauen Riesen oder Hyperriesen entstehen.


    Was die Gravitation bzw Massenziehung betrifft die kann man ja als Wechselwirkung der Massen untereinander ansehen die mit zunehmender Entfernung zwar immer schwächer wird aber unendlich weit reicht. Doch was bewirkt das sich die Massen bzw kleinste Teilchen die eng beieinander stehen sich wie von Geisterhand zusammenklumpen? Gibt es da eine Art Mediumteilchen wie zb das Graviton von dem ich auch bereits gehört habe.


    Interessant ist auch die Frage warum sind Neutinos und Photonen so schnell wie sie es sind. Was gibt ihnen ihre Geschwindigkeit? Über eine Art Antrieb verfügen diese Teilchen ja nicht...[;)]

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gliese 581</i>
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    Interessant ist auch die Frage warum sind Neutinos und Photonen so schnell wie sie es sind. Was gibt ihnen ihre Geschwindigkeit? Über eine Art Antrieb verfügen diese Teilchen ja nicht...[;)]
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    Natürlich weil sie eine so kleine Ruhemasse bzw. gar keine Ruhemasse haben!

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