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Rotation schwarzer Löcher?
Wie kann eine Singularität, also quasi ein nulldimensionaler Punkt ohne räumliche Ausdehnung, sich um sich selbst drehen? Ich denke, ich verstehe da irgendwas falsch. Habe ich vielleicht eine falsche Vorstellung von Rotation?
Und warum geht die Rotation schwarzer Löcher nicht ins Unendliche, wenn der Drehimpuls doch erhalten bleibt und auf ein unendlich kleines Volumen "zusammengepresst" wird?
4 Antworten
- vor 1 JahrzehntBeste Antwort
Nun, die Vorstellung von der Rotation ist nicht gänzlich verkehrt. Jedoch diese, über die räumliche Ausdehnung eines schwarzen Loches.
Die Singularität trifft bei schwarzen Löchern auf die Gravitation und deren Auswirkung auf Materie und Licht zu. Schwarze Löcher nehmen jedoch sehr wohl einen ganzen Teil an Raum ein, wenn auch nur erheblich weniger als ein gewöhnlicher Stern.
Schwazes Loch ist mehr als sinnbildlicher Begriff zu verstehen, weil dem nichts optisch Sichtbares entfliehen kann und dieses deshalb quasi wie ein Loch erscheint.
Schwarze Löcher rotieren aus dem gleichen Grund, wie man es zum Beispiel bei Pirouetten bei Tänzern beobachten kann, wenn diese ihre Arme anfangs ausgebreitet hatten und diese dann zum Körper hin an sich ziehen. Dann werden diese auch schneller, aber auch nur bis zu einen gewissen Grad, nämlich entsprechend der Energie der Fliehkraft, die die Arme maximal besaßen.
Beim schwarzen Loch ist das sehr ähnlich, wenn der Riesen Stern kollapiert und unter der enormen Anziehungskraft, in sich zusammenstürzt, wird die Energie der Fliehkraft dieser Masse in Rotation umgewandelt - mehr als diese jedoch aber nicht!
Und da es bekanntlich keine Sterne / schwarze Löcher mit unendlich viel Masse geben kann, kann somit auch der Drehimpuls, niemals ins unendliche gehen! Selbst wenn ein Schwarzes Loch seinen Durchmesser auf "Null" reduzieren KÖNNTE!
Hoffe ich konnte es verständlich erklären.
- Anonymvor 1 Jahrzehnt
Ich kann Dir nur 2 Tatsachen sagen, die ich sicher weiÃ:
- Nach der heutigen Vorstellung der Wissenschaft ist die Masse tatsächlich in einem Punkt ohne Ausdehnung konzentriert. Das entspricht der Relativitätstheorie. Es wird aber ein Widerspruch zur Quantentheorie gesehen, wegen der Unschärferelation.
- Es rotiert der Raum um das Schwarze Loch. Siehe dazu auch den Wikipedia-Artikel zur Ergosphäre eines Schwarzen Lochs, der darauf noch mehr eingeht als der Artikel zum Schwarzen Loch selber:
http://de.wikipedia.org/wiki/Ergosph%C3%A4re
Weder nach der Newtonschen Mechanik noch nach der speziellen Relativitätstheorie ergibt sich aber damit ein Drehmoment. Nur Masse kann ein Drehmoment haben und weil die Masse im Schwarzen Loch keine Ausdehnung hat, gibt es kein Drehmoment.
Die Allgemeine Relativitätstheorie habe ich nicht verstanden und neuere Erkenntnisse auch nicht. Vielleicht ergibt sich mit Hilfe der Quantenmechanik ein Drehmoment, wenn man annimmt, dass die Masse nicht die Ausdehnung Null hat, sondern eine "verschwommene" Ausdehnung mit einem mittleren Wert (so ähnlich wie man z.B. schnellen Elektronen im Atomkern relativistische Einflüsse zuschreibt, obwohl deren tatsächliche Geschwindigkeit erst nach einer Messung bekannt ist).
Es kann auch sein, dass man einfach die Erhaltung des Drehimpulses postuliert und es der Wissenschaft bis heute unklar ist, wie das Drehmoment im Schwarzen Loch dann zustande kommt. Das wäre dann ähnlich wie bei dem Problem mit der Erhaltung von Information, wenn ein Objekt in ein Schwarzes Loch fällt. Die Erhaltung der Information wird bisher einfach postuliert, aber wie das funktionieren soll, ist bisher unklar.
Zum letzten Satz, siehe:
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_informatio...
@Maxfunke
Natürlich besteht das Schwarze Loch nicht nur aus der Singularität, sondern hat auch noch einen Ereignishorizont.
Und der Raum innerhalb des Ereignishorizonts ist auch Teil des Schwarzen Lochs.
Aber: Der Raum trägt NICHTS zum Drehimpuls bei. Nur Masse ist dafür verantwortlich. Da die Masse entsprechend der Relativitätstheorie in der Singularität mit dem Durchmesser NULL sitzt, kann es keinen Drehimpuls geben.
Unter normalen Bedingungen hat die Quantenmechanik nichts mit der Gravitation zu tun.
Aber wir haben hier keine normalen Bedingungen. Angenommen man könnte mit Hilfe der Quantenmechanik einem Schwarzen Loch von Millionen Sonnenmassen auch nur ein Tausendstel Millimeter GröÃe zuschreiben, innerhalb der sich die Masse befindet (weil sie wegen der Unschärferelation eben nicht in einem 0-dimensionalen Punkt sein kann), dann würde sich wegen der riesigen Masse ein enormer Drehimpuls ergeben.
Quantenmechanik wird üblicherweise nur für kleine Teilchen angewandt und darum untersucht niemand den Einfluss der Gravitation der Unschärferelation auf die Erdanziehung. Da könnte man ja nie etwas messen, so klein wäre der Einfluss.
Man muss die Fragestellung schon wörtlich nehmen: Nulldimensional heiÃt nicht sehr sehr klein wie das "punktförmig" im Sinne der Teilchenphysik, wo man das manchmal verwendet für Teilchen deren Durchmesse vernachlässigt werden kann oder unbekannt ist (Elektron). Nulldimensional im Sinne der Fragestellung heiÃt punktförmig im mathematischen Sinne mit Ausdehnung Null.
Und mit Ausdehnung Null gibt es keinen Drehimpuls.
- vor 1 Jahrzehnt
Zu allererst einmal eine kleine Anmerkung in Richtung Quantenmechanik: Quantenmechanik beschreibt NICHT die Wirkung von Gravitation auf Masse sonder ausschlieÃlich schwache und starke Wechselwirkung sowie Elektromagnetismus. Allgemeine Relativitätstheorie beschäftigt sich hingegen nicht mit diesen Kräften sondern mit der Gravitation und deren Wirkungsweise.
So^^ und jetzt zur eigentlichen Frage...
Stell dir einmal vor, dass da so ein lustiges Massestückchen ist, das wird also aus seiner eigenbewegung heraus auf die Gravitationsquelle Singularität abgelenkt, hier lässt sich das ganze noch wunderbar mit G.R. abdecken, das Massestückchen fliegt also jetzt von irgendeiner seite her in die aggregationsscheibe ein und gerät auf ein stetig sinkendes Orbit um die eigentliche gravitationsquelle zu. Noch ist es nur ein massestückchen unter vielen doch je näher es der schwarzschildgrenze kommt desto schneller treibt es die Fliehkraft an, der Bewegungsimpuls ist also stärker je näher es kommt, wenn es letzten Endes in das schwarze loch stürzt überträgt es diesen Impuls darauf, heir sei einmal das schwarze loch als gesamtgebilde gemeint und nicht nur die angenommene Singularität im inneren, die an sich rotiert nicht...per definition geht das nicht, da hast du völlig recht und das ist auch der Punkt, wo die G.R. nicht weiter anwendbar ist ( die gleichungen ergeben völligen Blödsinn an der Stelle), Quantenmechanik als solche kann die Singularität auch nicht zum Rotieren bringen denn wir bewegen uns hierbei nicht mal mehr in Dimensionen von ...überhaupt Dimensionen:) Was du heir brauchst um dem ganzen etwas näher zu kommen ist weniger eine Theorie als eine Gleubensrichtung, die lustige Stringtheorie, da kannst du dann den Raum so zwirbeln, dass du selbst in ner Singularität noch ne gewisse asymptotische Rotation nachweisen kannst, aber auch die in Folge der Impulsübertragung der in das Loch gestürzten Masse.
Hoffe ich konnte dir helfen, ich füg mal ein paar wikis als Quelle ein wenn du da etwas nachstöbern möchtest :)
Quelle(n): http://en.wikipedia.org/wiki/String_theory http://en.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild_metric http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_Model