Zeitdilatation auf einem Pulsar

  • Hallo,


    ich habe eine Frage an die (Hobby)-Astrophysiker unter euch.
    Und zwar stelle man sich einen kollabierenden Stern nach einer Supernova vor (Ib,Ic,II), der als Endstadium zu einem rotierenden Neutronenstern, dessen Rotationsachse zudem auch noch gegen die magnetische Dipolachse geneigt ist, also zu einem klassischen Pulsar wird.
    Sagen wir, er rotiert von der Erde aus betrachtet 100x/sec. Jetzt ist meine Frage, wie gestaltet sich die Rotation für einen hypothetischen Beobachter auf dem Pulsar selbst. Aufgrund der enorm hohen g-Werte auf der Oberfläche muss die gravitationsbedingte Zeitdilatation ja immens sein. Sieht der Pulsarbewohner auf seine Uhr und vergleicht ihren Gang mit der Uhr auf einem weit entfernten massearmen Himmelskörper ist es klar, dass die fremde Uhr für ihn viel schneller tickt. Und umgekehrt erscheint für uns auf der Erde die Pulsar-Uhr langsam tickend.
    Wie wirkt sich das jetzt auf die Rotation aus der Pulsar-Perspektive aus? Sprich erscheint die Bewegung der Sterne am Himmel auch mit nur 100 Umdrehungen pro Sekunde oder erscheint sie um ein vielfaches höher, weil ja die Zeit außerhalb des Sterns viel, viel schneller fließt?
    Wirkt sich das auch auf die Rotation des Pulsars selbst aus? Sprich kurz zusammengefaßt: dreht sich ein Pulsar aus seiner Sicht noch viel schneller als von außen betrachtet?
    Grüße
    Alexander

  • Hallo Alexander,
    zum Einen gibt es die Zeitdilation entsprechend der speziellen RT aufgrund der Rotation und der damit vorhanden Geschwindigkeit. Zum anderen die gravitative Dilation entsprechend der allg. RT durch die hohe Schwerkraft. Beide Effekte lassen für einen 'Neutronianer' die Zeit langsamer vergehen als für einen Außenstehenden. Sieht der Außenstende den Stern 100-fach je Sekunde rotieren, und vergeht für den Neutronianer in dieser Zeitspanne nur 0,8 Sekunden, dann dreht sich für ihn der Neutronenstern also 100/0,8 also 125 Mal je Sekunde.


    Das ist aber nur ein Effekt von vielen, die hier auftreten. Wellenlängen des Lichts (Farben) verschieben sich, Sternpositionen sind scheinbar woanders, die Masse verändert sich, die Länge etc.


    Gruß

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
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    zum Einen gibt es die Zeitdilation entsprechend der speziellen RT aufgrund der Rotation und der damit vorhanden Geschwindigkeit. Zum anderen die gravitative Dilation entsprechend der allg. RT durch die hohe Schwerkraft.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Die geschwindigkeitsbezogene Komponente der Zeitdilatation habe ich gar nicht bedacht. Wobei vermutlich bei Neutronenstern-üblichen sehr kleinen Sterndurchmessern eine Rotation von 100 U/min vermutlich noch keine nennenswerte relativistische Oberflächengeschwindigkeit ist.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Beide Effekte lassen für einen 'Neutronianer' die Zeit langsamer vergehen als für einen Außenstehenden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hmm, das stimmt so glaube ich nicht. Die geschwindigkeitsbezogene Zeitdilatation ist ja eine symmetrische, sprich der Neutronianer kann von sich ja gleichberechtigt behaupten, dass er stillsteht, während sich das Universum um ihn dreht. Sprich auch er sieht, wie das restliche Weltall langsamer altert als er selbst, genauso wie die Beobachter von außerhalb ihn langsamer altern sehen.


    Bei der durch die Raumzeitkrümmung auf der Oberfläche verursachten Zeitdilatation sollten allerdings sowohl Neutronianer und Außenbeobachter zum gleichen Ergebnis kommen (weil ja auch der Neutronianer leicht messen kann, welcher immensen Gravitationswechselwirkung=Raumzeitkrümmung er zum Rest des Universums unterworfen ist). Damit vergeht auch für den Neutronianer die Zeit außerhalb schneller als bei ihm.
    Insofern arbeiten die Effekte der gravitationsbedingten und der geschwindigkeitsbedingten Zeitdilatation für den Neutronianer gegeneinander.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Sieht der Außenstende den Stern 100-fach je Sekunde rotieren, und vergeht für den Neutronianer in dieser Zeitspanne nur 0,8 Sekunden, dann dreht sich für ihn der Neutronenstern also 100/0,8 also 125 Mal je Sekunde. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ok, das war halt das, wo ich leichte Verständnisprobleme habe. Schließlich kollabiert ja der Stern, wobei sein Drehimpuls erhalten bleibt. Währenddessen der anfangs ja noch riesige Stern eine langsame Umdrehung aufweist, wird sie aufgrund schrumpfenden Durchmesseres ja immer höher. Und da hatte ich halt das Verständnisproblem. Währenddessem am Anfang des Kollapses beide Beobachter noch ähnliche Rotationswerte messen, würden beim Endstadium Neutronenstern ja die Messungen wegen der Zeitdilatation ja stark auseinanderlaufen, also sich auch der gemessene Drehimpuls verändern.
    Aber auch ich glaube, dass sich die Rotation durch die gravitationsbedingte Zeitdilatation für den Neutronianer beschleunigt, wollte nur eure Meinung dazu hören.
    Danke für die Antwort und Grüße
    Alexander

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...während sich das Universum um ihn dreht...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Oh, fast hätte ich es vergessen zu erwähnen. Die ständigen Richtungswechsel sind ja ebenfalls ein Fall von beschleunigter Bewegung und damit ein Fall der allg. RT. [;)]


    Gruß


    PS: ca. 500 U/s bei ca. 60 km Umfang =&gt;&gt; 30.000 km/s = 1/10 LG also nur im 'Promillebereich' relativistisch. Fällt bei einer Obenflächengravitation mit Fluchtgeschwindigkeiten von ca. 100.000 km/s = 1/3 LG natürlich kaum ins Gewicht. [;)][;)]

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