Schwarzes Loch

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo,

habe mal ein Verständnis Problem zu Schwarzen Löchern. Wenn also von einem Virtuellen Teilchenpaar ein Teilchen ins Schwarze loch fällt, und das andere entkommt scheint es ja so als würde das Schwarze Loch Strahlen und sich deswegen dann irgendwann auflösen.
Wie kann das sein wenn das eine Teilchen nie im Schwarzen Loch war? Das es so aussieht das es Strahlt ist ja OK, es tut es aber dann doch nicht wirklich oder? Und warum löst es sich dann irgendwann auf? Kann mir das einer vereinfacht erklären?

Viele Grüße
Gert

#2

Die Frage ist ob virtuelle Teilchen tatsächlich existieren. Zumindest sind diese Teilchen sowieso nie dauerexistent wenn ich das richtig verstanden hab.
Meine Meinung ist das diese Teilchen eher eine Wechselwirkung dieser Energien sind , als ein Produkt dessen.

#3

soll das heißen das die Teilchen (wenn es sie gibt) aus dem Schawrzen Loch heraus enstehen?

#4

Hi,
durch das Trennen der Teilchen werden beide real und das entkommende Teilchen trägt Energie vom schwarzen Loch weg. Das hineinstürzende muss dann negative Energie besitzen, damit die Bilanz wieder stimmt. Durch die Aufnahme der negativen Energie schrumpft das schwarze Loch.

Krokodi

#5

wie ich verstanden habe (was ja nichts heißt)passiert das vor dem Ereignishorizont, wie also kommt Energie vom Loch in das Teilchen?

#6

Mit Details kann ich Dir auch nicht wirklich dienen…
Anschaulich kann man wohl sagen, dass durch die Trennung der beiden Teilchen durch den Ereignishorizont das äußere Teilchen positive Energie bekommt und das reinstürzende die gleiche Menge negative. Das schwarze Loch nimmt also negative Energie auf.
So ähnlich steht das auch im wiki unter Hawkingstrahlung.

Krokodi

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#7

wie ich verstanden habe (was ja nichts heißt)passiert das vor
dem Ereignishorizont

Soweit ich es verstanden habe, passiert es direkt am Ereignishorizont - und zwar so, dass ein Teilchen draußen entsteht und das andere innen. Die Energie des inneren Teilchens ist dabei negativ und die des äußeren positiv.

wie also kommt Energie vom Loch in das Teilchen?

Gar nicht. Energie, die erst einmal im Loch drin ist, kommt nie wieder raus.

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#8

Hallo Krokodil,

Das
hineinstürzende muss dann negative Energie besitzen, damit die
Bilanz wieder stimmt.

Die „negative“ Energie ergibt sich bei der Hawking-Strahlung ja rein rechnerisch aus der Energiebilanz, was ich mir natürlich nicht vorzustellen vermag; oder gibt es dafür ein anschauliches Modell, um sich „negative“ Energie bildlich vorstellen zu können?

Grüße
Peter

#9

Hallo Peter,

ehrlich gesagt hört es da bei mir mit der Vorstellung auch auf. Ich kann aber mit diesem vereinfachten Bild ganz gut leben und sollte ich doch mal zu viel Zeit haben kann ich ja immer noch tiefer einsteigen…

Krokodi

#10

Naja ist ne Menge Theorie dabei. Diese Teilchen , wenn es welche sind, entstehen nicht nur dort, eigentlich fast überall. Schau mal bei wikipedia rein . Dort wirds eigentlich recht verständlich erklärt. Besonderst der Satz unter der Rubrik Zitate, sagts recht klar und bündig. http://de.wikipedia.org/wiki/Virtuelles_Teilchen

#11

Die „negative“ Energie ergibt sich bei der Hawking-Strahlung
ja rein rechnerisch aus der Energiebilanz, was ich mir
natürlich nicht vorzustellen vermag; oder gibt es dafür ein
anschauliches Modell, um sich „negative“ Energie bildlich
vorstellen zu können?

Sowas gibt es schon in der klassischen Mechanik. Die potentielle Energie im Gravitationsfeld ist beispielsweise so definiert, dass sie immer negativ ist:

E_{pot} = - {{\gamma \cdot M \cdot m} \over r}

Um zu einer negativen Gesamtenergie für ein ruhendes Teilchen zu kommen, muss der Betrag der potentiellen Energie größer als die Ruheenergie

E_0 = m \cdot c^2

werden. Bei Gültigkeit des Newtonschen Gravitationsgesetzes wäre das bei einem Abstand von

r_G = {{\gamma \cdot M} \over {c^2 }}

vom Gravitationszentrum der Fall. Das ist der sogenannte Gravitationsradius. In der Nähe schwarzer Löcher gilt das Newtonsche Gravitationsgesetz natürlich nicht mehr, aber die Näherung ist rotzdem noch ganz gut. Laut ART wird die Geamtenergie eines ruhenden Teilchens innerhalb des Schwazschildradius

r_S = {{2 \cdot \gamma \cdot M} \over {c^2 }}

negativ - also am Ereignishorizont eines nicht rotierenden ungeladenen Schwarzen Loches.

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#12

Hallo Gert,

habe mal ein Verständnis Problem zu Schwarzen Löchern.

ich erst mal nicht.

Wenn also von einem Virtuellen Teilchenpaar ein Teilchen ins
Schwarze loch fällt, und das andere entkommt scheint es ja so
als würde das Schwarze Loch Strahlen und sich deswegen dann
irgendwann auflösen.

Da hab ich schon ein Problem.

Wie kann das sein wenn das eine Teilchen nie im Schwarzen Loch
war? Das es so aussieht das es Strahlt ist ja OK, es tut es
aber dann doch nicht wirklich oder? Und warum löst es sich
dann irgendwann auf?

Das kann dir nur Hr. H. erklären. Warum es nicht zu 50% Teilchen oder Antiteilchen sind. Oder warum sich die Zeit angeblich umkehren sollte.

Er ist immerhin Inhaber des „Lucasischen Lehrstuhls für Mathematik an der Universität Cambridge, den einst Sir Isaac Newton und Paul Dirac innehatten“ - lt. Wikipedia.

Da dir kann dir niemand weiterhelfen, wenn du H. nicht verstehst. Ich verstehe nicht genug, hab nur eine Abneigung gegen seine Person, und hab bislang von nichts gelesen, was die Phsik weitergebracht hätte, nur wilde Spekulationen. Ganz im Gegensatz zu Newton (den ich verstehe) und Dirac (der mal ebenso das Positron vorhergesgt hat und auch sonst sympapatisch schräg drauf war).

Kann mir das einer vereinfacht erklären?

Glaub ich nicht. Das Ganze ist nach meiner unmaßgeblichen Meinung höchst spekulativ und nach meiner unmaßgeblichen Vermutung Humbug.

Zoelomat

#13

Warum es nicht zu 50% Teilchen oder Antiteilchen sind.

Es sind jeweils 50%.

Oder warum sich die Zeit angeblich umkehren sollte.

Wer sagt denn sowas?

#14

Hawking sagte sowas, hat sich aber wohl inzwischen korrigiert. Im Rahmen der Idee einer geschlossenen Raumzeit ging er davon aus, dass es keinen Anfang und kein Ende der Zeit gibt. Und auch dass sie nach dem Scheitelpunkt wieder zurück zum „Anfang“ läuft.

Ich halte die Idee einfach für hirnrissig. Was passiert denn Menschen, die den Scheitelpunkt erreichen? Macht es einfach nichts und das Ende der Welt ist da?

Genau so ein Blodsinn wie die Kopenhagener Interprtation und Schrödingers Katze. Man nehme Schrödingers Menschenaffen stattdessen und und mache das Experiment jede Generation neu. Und warte, bis der Affe ein Bewusstsein entwickelt. Ab dann ist die Interpretation dann anders?

Wieso hat ein Teilchen am Ereignishorizont überhaupt eine negative Energie? Hat es nicht vielmehr eine große potenteille Energie, die nach dem Fallen eine große kinetische ist? Das hat mir jedenfalls noch niemand schlüssig erklärt. Und es ist nicht so, dass ich Erklärungen nicht ein gutes Stück weit zu folgen vermag.

#15

Hawking sagte sowas, hat sich aber wohl inzwischen korrigiert.

Mir dünkt eher, dass du dich hier zu korrigieren versuchst…

Wieso hat ein Teilchen am Ereignishorizont überhaupt eine
negative Energie?

Ein Teilchen am Ereignishorizont hat erstmal überhaupt keine negative Energie.

Hat es nicht vielmehr eine große potenteille
Energie, die nach dem Fallen eine große kinetische ist?

Es hat ja auch eine große potentielle Energie…

Das hat mir jedenfalls noch niemand schlüssig erklärt. Und es ist
nicht so, dass ich Erklärungen nicht ein gutes Stück weit zu
folgen vermag.

Virtuelle Teilchenpaare entstehen aufgrund von Quantenfluktuationen sozusagen aus „geborgter“ Energie des Vakuums. Normalerweise annihilieren sich beide sofort wieder und geben damit die geborgte Energie sozusagen wieder zurück. Wenn aber am Ereignishorizont ein Teilchen außerhalb und eines innerhalb entsteht, dann können sie sich nicht mehr annihilieren. Die Energie muss aber trotzdem erhalten bleiben, so dass das nach innen fallende Teilchen negative Energie haben muss, um die positive Energie des äußeren Teilchens wieder auszugleichen. Oder mit anderen Worten: Das Schwarze Loch verliert an Masse.

Und BTW: Die Hawking-Strahlung wird von diversen Theorien zur Quantengravitation ebenfalls vorhergesagt, wie z.B. String-Theorien oder Loop-Theorien. So ganz kirre wie du hier tust, ist der gute Hawking daher sicher nicht, auch wenn das natürlich nicht heißt, dass alles was er sagt, stimmen muss.

#16

Hawking sagte sowas, hat sich aber wohl inzwischen korrigiert.

Ich halte es für wahrscheinlicher, dass Du ihn nicht richtig verstanden hast.

Genau so ein Blodsinn wie die Kopenhagener Interprtation und
Schrödingers Katze.

Es gibt nur eine interpretation von Schrödingers Katze: Makroskopische Objekte (einschließlich Katzen) haben keine Quanteneigenschaften.

Wieso hat ein Teilchen am Ereignishorizont überhaupt eine
negative Energie?

Das habe ich weiter unten für des Newtonsche Gravitationspotential vorgerechnet. Mit der ART wird es zwar komplizierter, aber das Prinzip ist dasselbe.

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