Schwarze Löcher

Hi (hier könnte dein Name stehen), <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Weniger Masse, mehr Gravitation?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Nein, nicht wirklich.

Wenn unsere Sonne schlagartig ein schwarzes Loch wäre (geht nicht, da zu klein) würden wir nix davon merken, außer das es finster wird. Anziehungskraft bleibt unverändert.

Und wenn dein angenommener Stern mit seinen 5 Sonnenmassen bisher keine Materie angezogen und geschluckt hat wird er das auch als Schwarzes Loch nicht tun können.

Da hast du entweder was falsch verstanden oder eine falsche Quelle genutzt.

Gruß
Stefan

Hi norab,

auch ein "Schwarzes Loch" hat nicht mehr Gravitationswirkung als ein normaler Stern gleicher Masse. In etwas Entfernung ist also kein Unterschied in der Gravitation feststellbar.

Allerdings komprimiert sich die Masse auf einen sehr viel kleineren räumlichen Punkt, daher wird auch die Gravitationsbeschleunigung gemein groß, je näher man dem Objekt kommt - bis man den Ereignishorizont überschreitet - der Punkt etwa, wo Du einfach nicht mehr genug Energie aufbringen kannst, um der Gravitationsbeschleunigung zu entgehen (was Dir in dem Moment aber vermutlich auch wurscht ist, weil du andere Probleme hast).

Würde man die Sonne gegen ein schwarzes Loch gleicher Masse austauschen, würde man an der Erdbahn keinen Unterschied feststellen. Ein wenig Materie würde das SL aber dann doch einsammeln können: Die Sonne bläst recht viel Energie in den Raum (z.B. Sonnenwind), der den Raumbereich um die Sonne "freibläst". Der fehlt beim SL natürlich, daher könnte ein SL doch anfangen, etwas Materie zu sammeln - und zu wachsen.

cu - Arndt

Hi norab, Stefan,
naja, wenn ich das richtig verstehe spielt neben der Masse des Sterns auch noch seine Größe eine Rolle. Ich mach mal ne laienhafte Erklärung - hoffentlich verständlich.
Jede Massenansammlung hat einen sog. Schwarzschildradius, aus dem direkt weder Materie noch Strahlung entweichen kann. Der hängt von der darin befindlichen Masse ab. Bei ausgedehnten kugelförmigen Objekten trägt aber zur Gravitation bei einem bestimmten Radius nur die Masse bei, die sich innerhalb dieses Radius befindet.
Der Schwarzschildradius für ein Objekt der Sonnenmasse befindet sich innerhalb der Sonne - daher trägt auch nur eine geringer Masse dazu bei, was widerum den Schwarzschildradius verringert....und so kollabiert die Sonne nicht.
Sobald Du aber einmal eine Dichte hast, bei der der Schwarzschildradius größer ist als das Objekt, fängt das ganz Ding an, Materie zu verschlucken, was de Schwarzschildradius ausdehnt usw...
DS, Holger

Hi,

zum Schwarzschildradius haben meine Vorredner schon was gesagt. Selbst die Merkurbahn kann man nur mit Newton'scher Physik nichtmehr korrekt beschreiben (Periheldrehung!), und für Flüge der Raumsonden werden bei der erforderlichen Präzision natürich auch relativistische Effekte berücksichtigt.

Das Gummituch ist übrigens nur eine sehr sehr vereinfachte Veranschaulichung, keinesfalls beruht die Allgemeine Relativitätstheorie selbst darauf.

Der Prozess des "Verschluckens" von Materie, wir Astrophysiker sagen "Akkretion", spielt sich mitnichten nur bei Schwarzen Löchern ab. Auch Neutronensterne, Weisse Zwerge, und sogar ganz normale (junge) Sterne akkretieren Materie. Jedesmal sieht man die dabei freigesetzte Potentielle Energie als Aufleuchten.

Und nunja, Murray Gell-Mann kann in Frieden ruhen, denn man hat Schwarze Löcher mittlerweile "gesehen", genau durch diesen Prozess der Akkretion: Das Material ganz kurz vor dem Verschlucken wird sehr sehr heiss, strahlt deshalb ganz charakteristisch im Röntgenbereich, und verrät dadurch auch das Schwarze Loch sozusagen mit...

Viele Grüsse,
Dominik

Hi Holger,

deine Begründung kann ich so nicht nachvollziehen.

Annahme: eine Sonne mit Masse x wird zu einem schwarzen Loch gleicher Masse.

Als Sonne liegt der Schwarzschildradius innerhalb, als BH liegt er mit gleichem Radius außerhalb- weshalb soll nun plötzlich mehr Materie aufgesaugt werden? (Strahlungsdruck der Sonne mal außen vor).

Jede Materie die vorher weit genug entfernt war, um nicht von der Sonne angezogen werden, unterliegt nach wie vor der gleichen Anziehungskraft. Und ein Teilchen, das nahe genug an der Sonne vorbeifliegt und schnell genug ist, wird damit auch nicht von dem BH angezogen werden wenn es mit der gleichen Bahn vorbeifliegt.

Gruß
Stefan

Wie wärs wenn man einfach mal von der Vorstellung wegkommt, daß es nur die bösen, bösen Schwarzen Löcher sind, die staubsaugerartig daherkommen und alles auffressen? Das ist nämlich Unsinn.

Gravitation läßt sich nicht abschalten, auch und erst recht bei unserer Sonne nicht. Und die Reichweite der Gravitation endet auch nicht einfach bei irgendeiner Entfernung. Eine Aussage wie <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Jede Materie die vorher weit genug entfernt war, um nicht von der Sonne angezogen werden...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> ist absurd, denn <b>alles</b> wird von der Sonne angezogen, auch eine ganze Galaxie in Milliarden Lichtjahren Entfernung.

Wie die Wirkung aussieht, steht auf einem anderen Blatt, nämlich dem, auf dem eine Zahl für die Masse steht und zunächst einmal völlig unabhängig davon ob Schwarzes Loch oder nicht. Dementsprechend "verschluckt" die Sonne auch gerne mal was, siehe die ganzen sungrazing comets in den SOHO-Bildchen die nicht wieder auftauchen. Gegenbeispiel gefällig? Man nehme das zig Millionen Sonnenmassen schwere Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, das ist sowas von harmlos und verputzt kaum irgendwas. Stattdessen verfolgt man da ja seit einigen Jahren erfolgreich ein paar Sterne, die es in ziemlich nahen Bahnen umlaufen (und uns dadurch recht präzise verraten haben, welche Masse unser Galaktisches-Zentrum Schwarzloch hat).

Fazit: Damit ein Schwarzes Loch gefüttert werden kann (oder eben auch eine "Massenansammlung" wie die Sonne die kein Schwarzes Loch ist) muß überhaupt irgendwas da sein, was in absehbarer Zeit in die Nähe des ganzen kommt.

So. Und nun kommen wir zum Thema was man dagegen tun kann. Gegen die Gravitation schonmal nix. Aber andere Kräfte können angezogene Teilchen auch wieder "verjagen". Das klappt besonders gut mit Magnetfeldern, siehe bei der Sonne der schon erwähnte Sonnenwind. Auch richtig fette Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind da nicht untätig, in großen Jets kann jede Menge Material fortgeblasen werden (die kommt aber wohlgemerkt nicht aus dem Schwarzen Loch selber, sondern aus dessen Umgebung, sozusagen "bevor sie in das Schwarze Loch gefallen ist").

Grüßle,
Caro

(==&gt;)Stefan: Holgers Betrachtungsweise ist insofern etwas verquer, als daß sie in einem Paradoxon endet. Tatsächlich kann man natürlich auch ein Schwarzes Loch von nur einer Sonnenmasse (oder noch leichter) haben. Dazu muß man diese Masse aber innerhalb des Schwarzschildradius unterbringen. Im Schwarzschildradius der Sonne (niedlich: ca. 3km) steckt aber nur ein winziger Bruchteil der Sonnenmasse, der wiederum eigentlich in einen noch kleineren Radius gebracht werden müßte damit daraus ein Schwarzes Loch wird, und so weiter.
Trotzdem kann man die Betrachtung natürlich anstellen um zu sehen wie "kritisch" es eine Massenansammlung wie die Sonne steht.

Hallo Caro, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Jede Materie die vorher weit genug entfernt war, um nicht von der Sonne angezogen werden, unterliegt nach wie vor der gleichen Anziehungskraft.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Das hatte ich wohl etwas unglücklich ausgedrückt. Wollte damit sagen, das irgendein Teil in ein einer stabilen Umlaufbahn (oder Vorbeiflug) von einer Sonne oder dem gleich schweren schwarzen Loch gleichen Einflüssen unterliegen wird.

"Nicht von der Sonne angezogen.." sollte in dem Fall bedeuten, das die Materie nicht "in die Sonne gezogen wird".

Gruß und klaren Himmel
Stefan

Hallo Paul,

auch wenn ein Schwarzes Loch ein Schwerkraftmonster ist, beeinflusst es nur die unmittelbare Umgebung wie z.b. Gas und sehr nahe Sterne. Ich hatte u.a. auch mal gehört, die Milchstraße rotiert nur deshalb, weil in ihrem Zentrum eben mal ein supermassives Schwarzes Loch sitzt.

Auch wenn du dir an Stelle unserer Sonne ein Schwarzes Loch mit einer Sonnenmasse vorstellt, hat das keine Auswirkung auf die Umlaufbahn der Erde. Arndt sagte ja weiter oben bereits: "Würde man die Sonne gegen ein schwarzes Loch gleicher Masse austauschen, würde man an der Erdbahn keinen Unterschied feststellen." Wir würden also nichts merken, abgesehen von der Dunkelheit (fehlende Lichtquelle).

Hi Paul,
mach die Sachen nicht unnötig schwer oder verquert.

Oben ist eigentlich fast alles gesagt.

Nimm z.B. unsere Sonne: Wenn man deren Masse zu einem SL schrumpfen ließe (als Ergebnis wäre das ja möglich, nur kennt die Natur bei so kleinen Massen keinen Weg dorthin), dann würden alle Planeten normal weiter um sie drehen. Es wäre dunkel. Interessant wären aber die FLugbahnen ganz nahe um dieses SL herum, da wo bisher die Sonne halt war (Sonne jetzt hat ja 700.000 km Radius), denn da treten dann erst die relativisten Geschwindigkeiten auf, so dass Materie zu strahlen anfängt, Reibungshitze in Zehnerpotenzen gezählt werden darf und Umlaufzeiten in Millisekunden.

Wenn Holger das Spiel mit dem Schwarzschildradius heranzieht, dann meint er eigentlich einen ganz simplen physikalischen Effekt, dass eine kugelförmige Masse von ihrer Oberfläche bis zum Zentrum einen Gravitationsgradienten hat.
Zur Veranschaulichung:Betrachte mal wie ein Stein in einem Schacht, der quer durch die Erde geht, fallen würde. Oben herrscht eine Fallbeschleunigung von 1G, in der Erdmitte 0G, weil man bei der Berechnung der Fallbeschleunigung alle Massen, die wie eine Zwiebelschale außerhalb sind, einfach unberücksichtigt lassen kann. (Oder in einer Hohlkugel herrscht keine Gravitation.)

Das (supermassive) SL im Zentrum der Milchstraße kannst Du mit normalen stellaren SL eigentlich nicht vergleichen, die verhalten sich wie ein Paddelboot und ein Öltanker zueinander, der, wenn er nicht aufpasst, eine ganze Hafenmauer beim Anlegen wegschieben würde.

Für eine Milchstraße wäre es (fast) gleich, ob nun im Zentrum eine supermassives SL mit 1 Mio. Sonnenmassen ist oder ein Kugelsternhaufen mit 1 Mio. Sonnen und 1000 LJ Ausdehnung. Der Unterschied fände nur in eben diesem Bereich statt. Unterschiede ergeben sich allerdings (wenn man so die Theorien verfolgt) darin, wie diese supermassiven SL entstanden sind, dass sie Materie deutlich besser in Energie E=mc2 umwandeln können, als jeder stellare Fusionsprozess und dass es thermodynamische Prozesse gibt, die immer wieder dafür sorgen, dass interstellares Gas Richtung Galaxienzentrum strömt und dort vom SL teils aufgesammelt teils in Strahlungsenergie umgewandelt wird. Ohne SL müssten dort sonst regelmäßig neue Sonnen entstehen und Platz machen.

Noch ein Effekt: Wenn eine Sonne zu nahe an das supermassive SL gerät, dann zerreißt es sie sprichwörtlich, lange bevor es den Schwarzschildradius erreicht, wie Pfeffer in der Pfeffermühle. Das passiert Himmelskörpern übrigens überall, wenn sie zu nahe an eine Masse geraten. Z.B. zerfiel der Komet Shoemaker-Levy in verschiedene Trümmer bevor er vor ein paar Jahren auf den Jupiter einschlug.

Gruß

Hallo Paul,

weshalb sollte unsere Milchstraße kleiner und kleiner werden? Es gilt doch das selbe wie für unser Sonnensystem.

Jeder Stern der eine stabile Umlaufbahn zum Zentrum unserer Milchstraße hat wird diese beibehalten. Die Anziehungskräfte des zentralen SL wirken doch schon seit Urzeiten. Genau wie die Planeten stabil um unsere Sonne kreisen tun dies auch die Sonnen um das SL im Zentrum.

Und auch wenn das SL immer wieder mal ein wenig Materie schluckt- es wird deswegen nicht soviel an Masse zulegen um damit viel mehr Anziehungskraft ausüben zu können. Tut unsere Sonne ja auch nicht, obwohl sie ja doch recht regelmäßig kleine Asteroiden schluckt, die sich zu nahe zu ihr hinverirren.

Gruß
Stefan

Ganz wichtig ist noch zu beachten dass 4 Millionen Sonnenmassen für das SL in der Milchstrasse zwar nach toll und viel klingen. Jedoch, verglichen mit über einer BILLION Sonnenmassen Gesamtmasse der Galaxie (also über zweihunderttausendmal mehr als das SL) ist das nichts, garnichts. Daher spielt die Anwesenheit des SL für die Bahnen beinahe aller Sterne (ganz wenige sind sehr sehr nahe dran, die spüren es) überhaupt keine Rolle...