Die Lichtfalle!?

Wissenschaft Astronomie
#1

habe mir wieder 'was Neues ausgedacht:
im Ereignishorizont swLöcher wird Licht bzw Strahlung, also Energie, in Umlaufbahnen regelrecht ‚gefangen‘:
Licht das gerade noch nicht entkommen kann, aber auch nicht akkretiert wird, landet in einer Umlaufbahn um’s swLoch.
(Da Licht immer gleich schnell ist, handelt es sich um eine einzige Kugelschale um das swLoch in einem bestimmten Abstand, dem Ereignishorizont)

Nun wird der der Berechnnung der Masse swLöcher das ‚umliegende‘ Material, das sie akkretieren können zugrunde gelegt.

Und swLöcher wachsen und ihr Ereignishorizont verändert sich …

Wie nun aber bei solchen swLöchern, die alles verfügbare Material in ihrer Umgebung bereits akkretiert haben?
Sie verdampfen durch Hawking Strahlung. (Ist das gesichert, eigentlich?) … jedenfalls, wenn, dann nur sehr sehr langsam.
Es wird also Licht in immensen Mengen in deren Ereignishorizont ‚gefangen‘ aus allen Entfernungen und Zeiten (Vergangenheiten, vor Entstehung und Stabilisierung solcher swLöcher.
((((((Auch könnte eine gewisse besonders erhöhte Stabilität deren Ereignishorizonts über ‚lange‘ Zeiträume durch ein Gleichgewicht zwischen Akkretion leichten Materials, wie Gas, Staub in großer Entfernung und der Hawking-Strahlung, zustande kommen?)))))))

Wird hier nicht Licht /Strahlung /Energie aus unserem sichtbaren Universum in eine unsichtbare Kugelschale um swLöcher herum aus dem Meßbereich der Physik entfernt?
Und - wer weiß - in welchen Mengen /Energie-Masse-Äquivalenten?

#2

Hallo,

Wird hier nicht Licht /Strahlung /Energie aus unserem
sichtbaren Universum in eine unsichtbare Kugelschale um
swLöcher herum aus dem Meßbereich der Physik entfernt?
Und - wer weiß - in welchen Mengen
/Energie-Masse-Äquivalenten?

Licht wird von Schwarzen Löschern geschluckt und somit aus unserem Sichtbereich entfernt. Dabei geht aber die Energie des Lichts nicht verloren, sondern wird in Masse umgewandelt. Die Massezunahme ist beim Verschlucken von Licht eher gering, Du kannst es ausrechnen mit m=E/c2.

Das Licht fliegt auch nicht in einer Kugelscheibe um das SL herum, sondern wird tatsächlich in Masse umgewandelt. Das ist also keine klassische Lichtfalle, sondern Energieumwandlung.

Im Universum sind solche Energieumwandlungen nichts besonderes. Masse wird in Licht umgewandelt (z.B. in Sternen und in Akkretionsscheiben von SL’s) und Licht kann in Masse umgewandelt werden (vorallem in der Frühphase des Universums, und direkt in SL’s). Die Gesamtenergie des Lichts im Universum ist z.Z. im Vergleich zu der Gesamtenergie der sichtbaren Materie verschwindend gering (ganz zu schweigen im Vergleich zu Dunkler Materie und Dunkler Energie), und auch die Umwandlung von Licht zu Masse in SL fällt in der Energiebilanz des gesamten Universums nicht ins Gewicht.

Gruß
Tilo

#3

Nein. … falsch verstanden.

Licht wird von Schwarzen Löschern geschluckt und somit aus
unserem Sichtbereich entfernt. […]

Meine Frage zielte auf dasjenige Licht, das in einem solchen Winkel auf ‚stabile‘ swLöcher trifft (also auf solche SwLöcher, deren Masse eine gewisse Stabilität erreicht, da sie bereits fast alles in ihrem Einflußbereich akkretiert haben), daß dieses Licht so gerade noch nicht dem swLoch entkommen kann, es aber auch nicht geschluckt wird, sondern in einer Umlaufbahn um das swLoch landet.

Dennoch gibt mir Deine Antwort …

[Zit.: sinngemäß] Gesamtenergie des Lichts bzw der Strahlung, die im
Universum unterwegs ist macht nur einen Bruchteil der Gesamtmasse bzw ~energie aus […]

… zu denken, denn dann wäre es ja egal, ob das Licht geschluckt wird oder auf einer Umlaufbahn landet … es wäre so oder so ein geringer Faktor (bei der Gesamtenergie bzw ~masse des sichtbaren Universums).
(Noch dazu, wo das gaschluckte Licht ja den wesentlich größeren Anteil hat.

Dennoch frage ich mich seit langem gelegentlich immer wieder 'mal, was in dieser Kugelschale Ereignishorizont, wo solches Licht auf Umlaufbahnen landet, eigentlich ‚los‘ ist …
Sammeln sich dort nicht immense Energien?
Was, wenn Masse, die durch diesen Ereignishorizont fällt, von solcher gesammelten Energie bestrahlt wird? Verdampfen da nicht kleinste akkretierte Partikel oder Gase?
Wie wirkt es sich auf die Hawking-Strahlung aus, die ja genau dort stattfindet?

#4

Hallo Christof, das Problem, den Horizont nach innen zu überwinden, hat nicht das Licht, sowenig wie Teilchen. Es geht einfach durch. Das Problem liegt bei dem äußeren Beobachter, für den steht die Zeit am Horizont still. Nur für den Zuschauer kommt scheinbar nichts über den Horizont, der Übergang scheint unendlich zeitverzögert. Das Licht, das ihm das Ereignis zeigen könnte, ist unendlich rotverschoben und hat daher den Energiegehalt Null, aber nur für ihn. Am Horizont sammelt sich nichts an. Aber vielleicht ist alles ganz anders. Gruß, eck.

#5

Licht wird von Schwarzen Löschern geschluckt und somit aus
unserem Sichtbereich entfernt. […]

Meine Frage zielte auf dasjenige Licht, das in einem solchen
Winkel auf ‚stabile‘ swLöcher trifft (also auf solche
SwLöcher, deren Masse eine gewisse Stabilität erreicht, da sie
bereits fast alles in ihrem Einflußbereich akkretiert haben),
daß dieses Licht so gerade noch nicht dem swLoch entkommen
kann, es aber auch nicht geschluckt wird, sondern in einer
Umlaufbahn um das swLoch landet.

Theoretisch ist das vielleicht möglich. Es ist nur die Frage wie lange diese Umlaufbahn stabil bleibt. Ein Photon bewältigt die Umläufe ja viel schneller als ein Planet. Wenn man bedenkt, dass sich jede Planetenbahn auch ändert, dann dürften sich die Photonenbahnen ziemlich rasch ändern.

Dennoch frage ich mich seit langem gelegentlich immer wieder
'mal, was in dieser Kugelschale Ereignishorizont, wo solches
Licht auf Umlaufbahnen landet, eigentlich ‚los‘ ist …
Sammeln sich dort nicht immense Energien?

Energie in Form von Strahlung wird sich dort nicht sammeln. Die gewaltige Energie, die dort herrscht, ist nur die Gravitation/Raumkrümmung.

Was, wenn Masse, die durch diesen Ereignishorizont fällt, von
solcher gesammelten Energie bestrahlt wird? Verdampfen da
nicht kleinste akkretierte Partikel oder Gase?

Das geht ja schon vor dem Ereignishorizont los, allerdings unter der Energie der Gravitation. Zuerst verdampft die Materie, dann werden die Moleküle auseinander gerissen, und dann die Atomstrukturen. Dabei wird eine ganze Menge Strahlung frei, die in alle Richtungen abgegeben wird. Diese Prozesse finden schon außerhalb des Ereignishorizontes statt, so dass es aussieht, als ob das SL strahlt (Stichwort Quasare).

Innerhalb des Ereignishorizontes gehen diese Umwandlungsprozesse unter dem Einfluss der Gravitation wahrscheinlich weiter. Wie jetzt genau die restliche Materie und Strahlung umgewandelt wird, so dass sich dann alle Energie in einem „Massepunkt“ sammelt, ist aber nicht bekannt.

Wie wirkt es sich auf die Hawking-Strahlung aus, die ja genau
dort stattfindet?

Bei einem größeren SL ist die Hawking-Strahlung so gering, dass vielleicht hier und da mal ein Photon abgegeben wird. Das fällt also nun wirklich nicht ins Gewicht. Evtl. erst wenn keine Materie mehr vorhanden ist, könnte das SL in unvorstellbar langer Zeit vielleicht zerstrahlen.

Gruß
Tilo

#6

zwischen eingefangen und entkommen …
Danke für Deine Einschätzung …
… aber Du hast es - glaub’ - falsch verstanden:
immens mssive swLöcher sind imstande sogar Licht anzuziehen und soger zu schlucken.

Was mich - in der Ausgangsfragestellung bereits dargestellt - besonders interessiert íst dasjnige Licht bzw elektromagnetische Wellen, die so gerade noch weder dem swLoch entkommen, noch von diesem eingefangen werden können, sondern genau ‚dazwischen‘ auf einer Umlaufbahn landen.

Es stand aber schon so im Ausgangspost, aber vielleicht hab’ ich mich mißverständlich ausgedrückt?

#7

immer noch … falsch verstanden.
da ist ei swLoch, das alles in seinem Einflußbereich anzieht.
Nun landen durch Gravitation angezogene Körper, die soeben der Gravitation weder entkommen, noch durch diese Gravitation auf den anziehenden (gravitierenden) Körper zustürzen, auf einer Umlaufbahn.
Warum ignorierst Du diese Grenzsituation, die ich deutlich in meinem Ausgangspost formuliert hab’?

Nun landet also bei massiven und stabilen swLöchern das Licht ebenso auf einer Umlaufbahn.
Warum must Du das in Frage stellen?
Es entsteht eine Kugelshale um das swLoch am Eriegnishorizont (sinnvollerweise) wo das Licht weder eingefangen wird noch entkommen kann.

Wenn dieser Gednakengang schon falsch sein sollte … dann begründe es mir bitte!
Wenn Du es nicht kannst, weil der Gedankengang richtig ist, dann überlaß Leuten die Antwort, die mir etwas über Vorkommnisse /die Energie-Anhäufung in diesem Ereignishorizont etwas genaues /fundiertes
Danke.sagen können.

#8

Von was geht denn Ihr aus?

Hallo Christof, das Problem, den Horizont nach innen zu
überwinden, hat nicht das Licht, sowenig wie Teilchen. Es geht
einfach durch.

Was ‚‚geht einfach durch‘‘??
Natürlich geht Licht, daß in einem Winkel auf das swLoch trifft, daß es von diesem geschlzuckt wird, ‚‚einfach durch‘‘.
Ich habe in meinem Ausgangspost deutlich dargestellt, aß es mir um dasjenige Licht geht, das eben auf der Grenze zwischen ‚geschluckt-werden und entkommen‘ auf einer Umlaufbahn um das swLoch landet.
Wieso antwortet ihr mir alle auf entkommendes oder geschlucktes Licht, wo ich von gerade dem Licht rede, das genau auf der Grenze dazwischen auf einer Umlaufbahn landet?
Könnt ihr kein Deutsch lesen?

Das Problem liegt bei dem äußeren Beobachter,

Ja. Das Problem liegt im Lesen der Fragestellung. Stimm’ ich unbedingt zu!

für den steht die Zeit am Horizont still. Nur für den
Zuschauer kommt scheinbar nichts über den Horizont, der
Übergang scheint unendlich zeitverzögert. Das Licht, das ihm
das Ereignis zeigen könnte, ist unendlich rotverschoben und
hat daher den Energiegehalt Null, aber nur für ihn. Am
Horizont sammelt sich nichts an. Aber vielleicht ist alles
ganz anders. Gruß, eck.

Pfh!

#9

Licht in Umlaufbahn um swL!! [owT]
oweT

#10

Nein - sowas gibt es nicht

Nun landet also bei massiven und stabilen swLöchern das Licht
ebenso auf einer Umlaufbahn.
Warum must Du das in Frage stellen?
Es entsteht eine Kugelshale um das swLoch am Eriegnishorizont
(sinnvollerweise) wo das Licht weder eingefangen wird noch
entkommen kann.

Wenn dieser Gednakengang schon falsch sein sollte … dann
begründe es mir bitte!
Wenn Du es nicht kannst, weil der Gedankengang richtig ist,
dann überlaß Leuten die Antwort, die mir etwas über
Vorkommnisse /die Energie-Anhäufung in diesem Ereignishorizont
etwas genaues /fundiertes
Danke.sagen können.

Ich habe die Frage schon verstanden, nur wenn Du die Antwort nicht verstehst, kann ich es auch nicht ändern.
Ich sagte, selbst wenn es möglich wäre, dass Photonen auf so eine Umlaufbahn gelangen, dann sind diese alles andere als stabil und werden nicht lange bestehen bleiben.
Zum einen wäre der Radius einer solchen Bahn sehr klein, d.h. die Umläufe mit Lichtgeschwindigkeit sind extrem kurz. Kleinste Änderungen wirken sich deshalb sehr schnell aus. So eine Änderung könnte schon die Wellenbewegung des Photons selber sein. Weiterhin, wenn auch nur ein paar Photonen oder Staubteilchen in das SL fallen, verändert sich die Masse, dann kannst Du so eine Bahn sofort vergessen. Dann wird das kreisende Photon sofort aus der Bahn geworfen bzw. verschluckt. Wie sich der Drehimpuls des SL noch zusätzlich auswirkt, kann man schwer sagen, er wird aber eher solche Bahnen noch instabiler machen.

D.h. Dein Gedankengang ist falsch und es gibt um SL keine Kugelschalen aus Licht.

Gruß
Tilo

#11

Hallo Christof, Du gehst offenbar von einem unendlich genau bestimmten Horizont aus und einer genauso exakt bestimmten Lichtgeschwindigkeit. Beides ist nach Heisenberg falsch. Die von Dir angenommene Bahn ist darum grundsätzlich instabil. Gruß, eck.

#12

Hallo Christof, Du gehst offenbar von einem unendlich genau
bestimmten Horizont aus

hm … weiß nich’ … muß nich’ ‚‚unendlich exakt‘‘ sein … ‚‚hinreichend exakt‘‘ würde mir genügen.

und einer genauso exakt bestimmten
Lichtgeschwindigkeit.

Ja.
c=konstant.

Beides ist nach Heisenberg falsch.

Hat Heisenberg also SRT quasi widerlegt?

Die
von Dir angenommene Bahn ist darum grundsätzlich instabil.
Gruß, eck.

#13

statischje swLöcher unmöglich?

Ich habe die Frage schon verstanden, nur wenn Du die Antwort
nicht verstehst, kann ich es auch nicht ändern.
Ich sagte, selbst wenn es möglich wäre,

Wieso sollte das nicht möglich sein und nur rein theoretisch?
Wenn swLöcher Licht schlucken können, dann sollte es einen Winkel geben, in dem Licht eintrifft, so daß es weder entkommen kann, noch geschluckt wird, es also auf einer Umlaufbahn landet.
Ganz praktisch.

dass Photonen auf so
eine Umlaufbahn gelangen, dann sind diese alles andere als
stabil und werden nicht lange bestehen bleiben.

instabil … ok. (hab ich vorpost wohl überlesen. sry! … war aber wohlauch ein Nebensatz, obwol es ja genau darum geht)

Zum einen wäre der Radius einer solchen Bahn sehr klein, d.h.
die Umläufe mit Lichtgeschwindigkeit sind extrem kurz.

Na und? Umlaufbahnen haben das so an sich, daß sie auch klein sein können. (??)

Kleinste Änderungen wirken sich deshalb sehr schnell aus.

Was’n für Änderungen?

So
eine Änderung könnte schon die Wellenbewegung des Photons
selber sein.

Wir reden hier von Photonen, deren Wellenbewegungen sie eben genau auf diese Umlaufbahn bringen und nicht von solchen Photonen, deren Wellenbewegungen sie wieder aus der Bahn tragen.
Auch der Mond fliegt nicht mehr um die Erde, wenn … ja wenn …
Aber er ist eben IN einer Umlaufbahn.

Weiterhin, wenn auch nur ein paar Photonen oder
Staubteilchen in das SL fallen, verändert sich die Masse, dann
kannst Du so eine Bahn sofort vergessen.

ok. Das würde bedeuten, daß ein Eriegnishorizont sich ständig vergrößert, da das Licht des Sternenhimmels ins swLoch fällt und dessen Masse vergrößert.
Es gibt also keinen stabilen Ereignishorizont.
Darauf könnt’ ich mich mit Dir einigen. ;o]

Dann wird das
kreisende Photon sofort aus der Bahn geworfen bzw.
verschluckt. Wie sich der Drehimpuls des SL noch zusätzlich
auswirkt, kann man schwer sagen, er wird aber eher solche
Bahnen noch instabiler machen.

Die Gravitationswirkung in Richtung des Massezentrums dürfte gleichbleiben, egal, wie sich das Loch dreht.

D.h. Dein Gedankengang ist falsch und es gibt um SL keine
Kugelschalen aus Licht.

Naja … so einzwei Umläufe hast Du mir ja weiter oben doch zugestanden …
Das aber mit allem Licht aus dem Sternenhimmel (bzw dessen Teil, der im entsprechenden Winkel eintrifft).

Gruß
Tilo

#14

Auch der Mond fliegt nicht mehr um die Erde, wenn … ja wenn
Aber das ist doch der Knackpunkt, würde die Zentralkraft hier sich ändern, würde der Mond auf eine neue stabile Bahn gehen.Diese liegt quasi in einem Tal. Anders beim SL, dort verläuft sie auf einem scharfen Grat, beiderseits gehts in den Abgrund. Gruß, eck.

#15

Ich habe die Frage schon verstanden, nur wenn Du die Antwort
nicht verstehst, kann ich es auch nicht ändern.
Ich sagte, selbst wenn es möglich wäre,

Wieso sollte das nicht möglich sein und nur rein theoretisch?

Das hat Tilo bereits beantwortet. Die Umlaufbahn ist instabil. Eine beliebig kleine Abweichung nach außen führt dazu, dass das Licht entkommt. Eine beliebig kleine Abweichung nach innen führt dazu, dass es vom SL verschluckt wird. Aufgrund der Heisenbergschen Unschärferelation kann ein Photon unmöglich auf dieser bahn bleiben.

Wenn swLöcher Licht schlucken können, dann sollte es einen
Winkel geben, in dem Licht eintrifft, so daß es weder
entkommen kann, noch geschluckt wird, es also auf einer
Umlaufbahn landet.

Nein, so einen Winkel gibt es nicht. Die Umlaufbahn ist kreisförmig. Jedes von außen oder innen kommende Photon würde sich aber auf einer elliptischen oder spiralförmigen Bahn befinden. Da niemand da ist, der es in die Kreisbahn umlenkt, geht das Licht entweder am SL vorbei oder es geht hinein.

Kleinste Änderungen wirken sich deshalb sehr schnell aus.

Was’n für Änderungen?

Auch das ist bereits beantwortet worden. Erstens ist die Position des Photons durch die Heisenbergsche Unschärferelation unbestimmt und zweitens ist das Photon nicht punktförmig.

Auch der Mond fliegt nicht mehr um die Erde, wenn … ja wenn
…
Aber er ist eben IN einer Umlaufbahn.

Und genau da liegt der UNterschied, den Du nicht wahr haben willst. Der Mond befindet sich in einer stabilen Umlaufbahn. Energie- und Impulserhaltung hindern ihn daran, die Erde zu verlassen oder auf sie zu stürzen. Wir die Bahn gestört, dann bewegst sich der Mond anschließend einfach euf einer anderen strabilen Bahn weiter, die sich von der ursprünglichen nur minimal unterscheidet. Die Umlaufbahn eines Photons um ein Schwarzes Loch ist dagegen instabil. Jede noch so kleine Störung führt dazu, dass es entweder verschwindet oder ins schwarze Loch stürzt.

Die Gravitationswirkung in Richtung des Massezentrums dürfte
gleichbleiben, egal, wie sich das Loch dreht.

Es mag ja sein, dass sie es dürfte, aber sie tut es nicht. Die Gravitationswiurkung ist von der Rotation des Loches abhängig. Das nennt sich Thirring-Lense-Effekt.

D.h. Dein Gedankengang ist falsch und es gibt um SL keine
Kugelschalen aus Licht.

Naja … so einzwei Umläufe hast Du mir ja weiter oben doch
zugestanden …

Soweit ich weiß, schafft es nicht einmal einen Umlauf.

#16

c=konstant.

Beides ist nach Heisenberg falsch.

Hat Heisenberg also SRT quasi widerlegt?

Die
von Dir angenommene Bahn ist darum grundsätzlich instabil.
Gruß, eck.

Hat Heisenberg also SRT quasi widerlegt?

c=constant in allen Koordinatensystemen, allerdings bis auf die allanwesende Unschärfe, die die Quantentheorie fordert. SRT und Qth haben ja eben diese Probleme miteinander.