Materie und Energie

[Pluto]

es est doch immer wieder faszinierend - zumindest für mich - festzustellen, wie sehr man doch einem einmal verfestigten "Wissen" hörig geworden ist, und wie wenig man deshalb in der Lage zu sein scheint, jenes Wissen dann trotz Probleme objektiver Interpretation aufgeben zu können - in die Tonne zu kloppen, wie Pluto immer wieder gerne gerade bei mir fordert.

Hi seeadler,

Bei mir kommt der Verdacht, du hättest meinen letzten Beitrag nicht gelesen oder zumindest nicht verstanden.
Ich schrieb, es gibt drei scheinbar feste Grundlagen der Physik (s.o.) die einander widersprechen; jedes von ihnen wurde einzeln mehrfach geprüft und für richtig gehalten. Die Logik der Hawking-Strahlung weist auf die Existenz einer "Feuerwand" um ein Schwarzes Loch. Das Problem ist, diese Feuerwand ist mit der drei "Festen" der Physik nicht vereinbar. Eines davon muss falsch sein.

Welches der Drei würdest du nun in "Tonne" kippen?

Es gibt auch Schwarze Löcher mit mehreren Tausenden, Millionen und Milliarden von Lichtjahren Dimension.

Woher weißt du das?

Doch ab einer bestimmten Größe können wir diese nicht mehr als solche wahrnehmen, weil wir dann im Verhältnis zu jenem Objekt viel zu "nahe" dran sind und sogar Teil des Phänomens werden, obwohl wir noch entsprechend weit entfernt sind. So können wir dann auch nicht mehr einen Ereignishorizont wahrnehmen, weil wir selbst ein Teil dieses Ereignishorizont geworden sind.

Da haben wir wieder mal eine Hypothese, die durch keine enzige Beobachtung in der Natur gestützt wird.
Beispiel:
Die sehr zuverlässig berechnete Masse des Universums stimmt mit der Masse eines von dir postulieren Riesen-S/L nicht überein.
Wie willst du diese zwei Größen miteinander vereinbaren?
Welche Berechnung ist deiner Meinung nach falsch? Diejenige des Universums oder diejenige des S/L? Und welche Methode würdest du vorschlagen, um dies zu überprüfen?

Solltest du darauf keine Antwort finden, dann ist dein Postulat einfach nur wilde Spekulation. Spekulationen die nicht begründet werden können, gehören ausgemustert.
So funktioniert Physik eben.

[seeadler]

hallo Pluto

seeadler hat geschrieben:
Es gibt auch Schwarze Löcher mit mehreren Tausenden, Millionen und Milliarden von Lichtjahren Dimension.
Woher weißt du das?

einfaches logisches Denken . Ich hatte es hier auch schon vorgerechnet. Weißt du, dein / euer Problem besteht meines Erachtens darin, dass ihr in einem solchen Schwarzen Loch viel zu viel hinein interpretiert! Ihr macht mehr aus ihm, als es tatsächlich ist : Einfach nur ein unsichtbares Objekt! Mehr nicht! Die Attribute, die ihr ihm noch zuschreibt hat mit der Eigenschaft eines Schwarzen Lochs herzlich wenig zu tun. Und darum verstehst du / ihr mich auch nicht.

Nimm beispielsweise zur Veranschaulichung die Planck-Einheiten, auf die ich so gerne herumreite, eurem scheinbar toten Pferd, welches aber bei näherem Hinsehen quicklebendig ist. Nimm die Planckgröße, die Planckmasse, die Planckzeit, das Planckvolumen, die Planckdichte.... um was handelt es sich hierbei? Nun ja, um ein Schwarzes Loch. Und was genau ist so besonders an diesem Schwarzen Loch? Eigentlich ganz einfach : Bei jenem Schwarzen Loch haben wir das kleinstmögliche Objekt, wo die Gravitation, die elektromagnetischen Kräfte und die Quantenphysik zu einer Einheit verschmelzen... mehr nicht, aber auch nicht weniger. "Zufälliger Weise" ist jenes Objekt zugleich auch noch ein Schwarzes Loch!

Nun haben wir eine beispielsweise gegebenen Masse von vielleicht 10^52 kg. Wie groß wäre der hierfür geltende Schwarzschildradius, damit man diese Masse als ein Schwarzes Loch bezeichnen könnte? Die Rechnung ist einfach : 2 M * G / c2 = 2 * 10^52kg * 6,672*10^-11 m³/kg s² / 9*10^16 m²/s² =
1,4826*10^26 m = 15,6 Milliarden Lichtjahre.

Die Dichte jenes Objekts würde gerade mal 7,3*10^-27 kg/m³ betragen. also etwa 4 Wasserstoffatome pro m³. Die dabei zu beachtende Beschleunigung dieses Objekts hätte den Wert von 3*10^-10 m/s².....
Jenes soeben beschriebene Objekt wäre lediglich ein Teil des Universums, aber aufgrund der Massenverteilung und relativen Konzentration zugleich auch nach "außen" gesehen ein Schwarzes Loch. Wobei außen dann schon einen Abstand von mehreren Milliarden Lichtjahren betragen müsste, also weit außerhalb des relativ gemessenen Universums.

Wir hier, innerhalb des Universums, lediglich als Teil dieser gewaltigen Masse würden nicht einmal mitbekommen, dass wir uns in einem derartigen Schwarzen Loch befinden. Wir könnten es also gar nicht erkennen, dass es ein solches Objekt ist.....

Was wir jedoch erkennen und messen können, ist, dass die scheinbare Fluchtgeschwindigkeit der beobachtbaren Objekte um so größer ist, je weiter sie von uns entfernt erscheinen. Wir würden daraus heraus einen Hubblewert ermitteln, der nichts anderes besagt, als das die relative maximale Fluchtgeschwindigkeit in einem Abstand von 1,4826*10^26 m Entfernung, also in 15,6 Milliarden Lichtjahren den Wert von c erreichen muss. Dort wäre somit die Grenze des relativen Schwarzen Lochs anzusetzen, welches wir aber aus unserer Position heraus niemals wahrnehmen können.

Die Frage also, was in einem solchen Schwarzen Loch dieses Ausmaßes passiert, beantwortet uns unser sichtbares Universum auf recht anschauliche Art und Weise....

Wie heißt es doch so schön und zutreffend: "Man erkennt den Wald vor lauter Bäumen nicht".

Übrigens, der dazu gehörige Ereignishorizont hat noch einmal die gleiche Dimension. "Deine" scheinbare oder relative Feuerwand für dieses Schwarze Loch hat den gleichen Radius, wie das Schwarze Loch selbst. Und die Masse jener "Feuerwand" hat ebenfalls den gleichen Wert, wie die sich innerhalb des Schwarzen Lochs befindliche Masse.

Gruß
Seeadler

[seeadler]

Die Entstehung der "Feuerwand", welche meiner Meinung nach nichts anderes ist, als der "Ereignishorizont", wobei Horizont hierbei wie der irdische Horizont zu einem relativ dehnbaren Begriff und Objekt werden kann, den und das ich auf eine Distanz von 1 Sr bis 1/2 Sr beschränke, aufgrund der in diesem Fall variierenden Rotation und Fluchtgeschwindigkeit zwischen v = c/ √2 bei vf = c und v = c und vf = c*√2.

Ich denke, bei jenem Jet, welches Halman beschrieben hat, handelt es sich um das Phänomen, dass nach meiner Erkenntnis keine Materie unmittelbar in ein Schwarzes Loch eindringen kann, sondern sich um das Schwarze Loch herum "anreichert" und zu rotieren beginnt, weil hier einerseits das Maximum an Anziehung gegeben ist, andererseits innerhalb des SL zugleich auch eine Abstoßung stattfindet, die es zu überwinden gilt, wenn "Materie" eindringen möchte. Ich sprach in diesem Fall von der notwendigen Teilung, also Zerlegung der Materie, oder auch Spaltung, was hier wohl eher zutrifft, wobei ein Teil der zerlegten Materie Energie sowohl nach außen als auch zugleich nach innen abgibt.
Direkt in dem Bereich zwischen v = c/ √2 bei vf = c und v = c und vf = c*√2. also 1Sr und 1/2 Sr befindet sich die eigentliche zum Schwarzen Loch zählende Materie, die dort an dieser Stelle aufgespalten wird, wobei letzten Endes absolut "reine Energie" nach innen transformiert werden kann und eine "Restenergie" vom Betrag m´v² vom SL selbst entweder abgestrahlt oder zugleich in Rotationsenergie des SL umgewandelt wird. Die Differenz zwischen in Rotation umgewandelter Energie und tatsächlich frei gesetzter Energie dürfte nach diesem Bild dann dem entsprechen, was ihr Hawking-Strahlung nennt. Wobei ich jenen Begriff ebenso unangebracht und irreführend finde wie den Begriff der "Planckeinheiten", von denen ich sprach.

Die Informationen, die du ansprichst, Pluto, sind ja Bestandteil der bis zur Feuerwand noch bestehenden Materie. Da jedoch diese "Materie mit dem Energiebetrag m v² vollkommen in reiner Energie des Wertes m´c² verwandelt wird, bleibt nichts mehr von jener ursprünglichen Information erhalten. Allenfalls nur noch in jener ominösen Zone, der Feuerwand oder dem Ereignishorizont.

[Pluto]

Die Entstehung der "Feuerwand", welche meiner Meinung nach nichts anderes ist, als der "Ereignishorizont"...

Verstehst du wirklich nicht den Unterschied zwischen der Feuerwand und dem Ereignishorizont?

Was geschieht, wenn man sich einem kalten Ereignishorizont, bzw. einer extrem heißen Feuerwand nähert?

Ich denke, bei jenem Jet, welches Halman beschrieben hat, handelt es sich um das Phänomen, dass nach meiner Erkenntnis keine Materie unmittelbar in ein Schwarzes Loch eindringen kann, sondern sich um das Schwarze Loch herum "anreichert" und zu rotieren beginnt, weil hier einerseits das Maximum an Anziehung gegeben ist, andererseits innerhalb des SL zugleich auch eine Abstoßung stattfindet, die es zu überwinden gilt, wenn "Materie" eindringen möchte.

Die Jets aus supermassereichen S/Ls haben mit der von Physikern postulierten Feuerwand absolut nichts zu tun. Jets enthalten Elektronen und Atomkerne, insbesondere ferromagnetische Elemente wie Eisen und Nickel.
Wie die Jets entstehen, wird u.a. hier erklärt. http://www.weltderphysik.de/gebiet/astr ... rzem-loch/

Die Feuerwand bleibt deshalb unsichtbar, weil die Teilchen beim Entweichen Energie aufwenden müssen, und so ihre Leuchtkraft sehr schnell an das S/L verlieren.

[seeadler]

seeadler hat geschrieben:
Die Entstehung der "Feuerwand", welche meiner Meinung nach nichts anderes ist, als der "Ereignishorizont"...
Verstehst du wirklich nicht den Unterschied zwischen der Feuerwand und dem Ereignishorizont?

Was geschieht, wenn man sich einem kalten Ereignishorizont, bzw. einer extrem heißen Feuerwand nähert?

Für mich ist es trotzdem ein und das selbe, jedoch jeweils aus einem anderen "Blickwinkel" betrachtet. Denn im Ereignishorizont ist es ja nur deshalb kalt, weil sich dort überhaupt keine Bewegung mehr abspielt. Dort ist alles sozusagen eingefroren, in einer "ewigen Zeit" erhalten als ein Bild dessen, was es im letzten Augenblick einmal gewesen war. Bewegungslosigkeit, also absoluter Stillstand ist zugleich auch "absolute Kälte". Solange auch nur eine minimale Bewegung gibt, ist auch kein absoluter 0-Punkt zu erreichen.
Aber auch das kann wiederum relativ betrachtet werden. Denn hierbei geht es ja um den Austausch der Teilchen untereinander, also um die Bewegung der Teilchen zueinander. Und diese ruht hier relativ - und das auch nur weil alles quasi die identische Geschwindigkeit besitzt. Alles ist quasi mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs. Jedes beliebig große oder kleine Teilchen hat die Geschwindigkeit c inne. Und darum kommt es hier auch nicht mehr zu einem Austausch der Informationen der Teilchen. Alles bleibt in dem Zustand, den es erreicht, nachdem es c erreicht hat. Es spielt dabei auch keine Rolle, in wleche Richtung jedes Teilchen fliegt. Sie kollidieren niemals, weil jedes einzelne Teilchen in einer anderen Zeit unterwegs ist und sie sich deshalb niemals begegnen können. Selbst wenn sich ihre Bahnen kreuzen, kommt es nicht zu einem Kontakt.....

Anders bei der Feuerwand. Diese besteht unmittelbar vor dem Erreichen der absoluten Geschwindigkeit c und betrifft somit Teilchen, die mit einer Geschwindigkeit aufeinander treffen, die nahe bei c liegt, also noch bevor c erreicht wird. Doch auch dies ist wiederum genauer zu untersuchen. Denn schon hier läuft für jedes derart fliegendes Teilchen eine fast unendliche Zeit ab - aber eben nur fast! So gesehen passieren hier die Prozesse, wie wir sie als ruhender Beobachter relativ sehen könnten in einem unendlich kleinen Zeitrahmen ab - einem Urknall gleich. Doch für die beteiligten Teilchen dieses Prozesses ist auch ihre jeweilige Zeit extrem gedehnt und kann sich somit in MIllionen, Milliarden Jahren abspielen, was für uns aus unserer Position des Beobachters (CERN) in Nanosekunden abspielt.....

Es geht hierbei stets um die Position des Beobachters oder Beteiligten. Die unendlich heiße Feuerwand existiert für denjenigen, der absolut ruht im Verhältnis zu dem, was er da sieht; Der Ereignishorizont existiert für denjenigen, der mit Lichtgeschwindigkeit fliegt, auch dann schon, wnen er unmittelbar davor ist, jedoch noch nicht absolut ewig: Sondern im Sinne von 2.Petrus 3,8 Ein Tag sei wie Tausend Jahre und Tausend Jahre wie ein Tag. Vielleicht hast du noch in Erinnerung, dass ich diesen Text in solchen Zusammenhängen schon genannt habe, weil er diese unterschiedliche Position wunderbar beschreibt.

Soweit mal dazu; also wie gesagt, für mich ist es ein und das selbe, nur jeweils aus einem anderen "raum-zeitlichen Blickwinkel" betrachtet.

Gruß
Seeadler

[seeadler]

ergänzend zum letzten Beitrag : Das kuriose daran ist, diese Haking-strahlung, die ihr erwähnt habt, und wobei dann offensichtlich jenes ominöse Schwarze Loch durch Verlust dieser Energie immer kleiner wird, ist exakt das selbe, wie das, was ich hier schon vor nunmehr zwei Jahren genannt habe, nämlich die Zufuhr von Energie, was dieses Universum permanent expandieren lässt, und wo jeder bestehende Körper bemüht ist, jene Energie wieder loszuwerden. Paradoxer Weise handelt es sich dabei um die Gravitationsenergie des Universums welche identisch ist mit der Expansionsenergie.
Denn im gleichen Maße, wie der "andere Raum" kleiner wird, im Falle von Hawkings Schwarzen Löchern, nimmt der Raum, in dem die Energie aufgenommen wird, dabei zu. Er wächst und somit wächst auch der Raum zwischen der Materie. Da nun jene Energieabgabe aber in jedem beliebigen Raumpunkt gleich ist, ob nun Vakuum oder bestehende Materie, aus unserer Sicht, es also keinen Unterschied macht, welche Dichte der Raum hat, aus dem die Energie hervorgeht denn die Strahlungsleistung ist für jedes Schwarze Loch exakt die gleiche c^5/G = 3,64 *10^52 Watt.

Gruß
Seeadler

[Pluto]

Verstehst du wirklich nicht den Unterschied zwischen der Feuerwand und dem Ereignishorizont?

Was geschieht, wenn man sich einem kalten Ereignishorizont, bzw. einer extrem heißen Feuerwand nähert?

Für mich ist es trotzdem ein und das selbe, jedoch jeweils aus einem anderen "Blickwinkel" betrachtet.

Kannst du auch begründen warum das ein und dasselbe ist?
Da du wahrscheinlich erst in diesem Thread erstmalig den Begriff "Feuerwand" gelesen hast, bezweifle ich deine Aussage.

Denn im Ereignishorizont ist es ja nur deshalb kalt, weil sich dort überhaupt keine Bewegung mehr abspielt.

Genau das wird durch die Entstehung von Teilchen am Ereignishorizont widerlegt.
Stell dir vor, es entstehen zwei virtuelle Teilchen am Ereignishorizont. Wenn diese nicht extrem energiereich sind, fallen Beide in das S/L und es geschieht nichts. Ist aber ein Teilchenpaar extrem energiereich, dann und NUR dann kann eines der Beiden dem Sog des S/L entkommen. Doch hohe Energie impliziert eine extrem hohe Temperatur: Daher auch der Name "Feuerwand".

Dort ist alles sozusagen eingefroren, in einer "ewigen Zeit" erhalten als ein Bild dessen, was es im letzten Augenblick einmal gewesen war. Bewegungslosigkeit, also absoluter Stillstand ist zugleich auch "absolute Kälte". Solange auch nur eine minimale Bewegung gibt, ist auch kein absoluter 0-Punkt zu erreichen.

Genau das ist das Neue am Begriff der Feuerwand. Sie ist nicht kalt, sondern extrem heiß!

Jetzt klarer?

Anders bei der Feuerwand. Diese besteht unmittelbar vor dem Erreichen der absoluten Geschwindigkeit c und betrifft somit Teilchen, die mit einer Geschwindigkeit aufeinander treffen, die nahe bei c liegt, also noch bevor c erreicht wird.

E-ben...
Und genau diese sehr hohen (realtivistischen) Geschwindigkeiten bedingen eine hohe Energie (= hohe Temperatur).

[Halman]

Denn im Ereignishorizont ist es ja nur deshalb kalt, weil sich dort überhaupt keine Bewegung mehr abspielt.

Genau das wird durch die Entstehung von Teilchen am Ereignishorizont widerlegt.
Stell dir vor, es entstehen zwei virtuelle Teilchen am Ereignishorizont. Wenn diese nicht extrem energiereich sind, fallen Beide in das S/L und es geschieht nichts. Ist aber ein Teilchenpaar extrem energiereich, dann und NUR dann kann eines der Beiden dem Sog des S/L entkommen. Doch hohe Energie impliziert eine extrem hohe Temperatur: Daher auch der Name "Feuerwand".

Das hatte ich hier aber mit Verweis auf Quellen anders erklärt.

Hast Du eine Quelle, die Deine Beschreibung untermauert?

[Pluto]

Denn im Ereignishorizont ist es ja nur deshalb kalt, weil sich dort überhaupt keine Bewegung mehr abspielt.

Genau das wird durch die Entstehung von Teilchen am Ereignishorizont widerlegt.
Stell dir vor, es entstehen zwei virtuelle Teilchen am Ereignishorizont. Wenn diese nicht extrem energiereich sind, fallen Beide in das S/L und es geschieht nichts. Ist aber ein Teilchenpaar extrem energiereich, dann und NUR dann kann eines der Beiden dem Sog des S/L entkommen. Doch hohe Energie impliziert eine extrem hohe Temperatur: Daher auch der Name "Feuerwand".

Das hatte ich hier aber mit Verweis auf Quellen anders erklärt.
Hast Du eine Quelle, die Deine Beschreibung untermauert?

Inwiefern anders?
Ich vermute dein Artikel ist eine Übersetzung des Originals aus der April 2015 Ausgabe des Scientific American. Der Artikel hatte den titel "Black Hole Firewalls"
http://www.scientificamerican.com/artic ... s-forever/

Ich hatte geschrieben, wenn beide Teilchen ins S/L fallen... Dies könnte falsch sein, denn die virtuellen Teilchen könnten sich vorher wieder vernichten. Ansonst widerspricht doch meine Erklärung deiner nicht, oder habe ich da was übersehen?

[Halman]

Hast Du eine Quelle, die Deine Beschreibung untermauert?

Scientific American - April 2015 http://www.scientificamerican.com/artic ... s-forever/

Danke für den Artikel. Darin heißt es abschließend:

Rather than falling seamlessly into the interior, the astronaut would encounter a “firewall” of high-energy particles at the horizon that would be instantly lethal.

Dort ist zwar von “high-energy particles” die Rede, doch vermag ich keine Begründung zu erkennen, warum sie dort auftauchen. Nun muss ich allerdings gestehen, dass ich IT-Analphabet nicht weiß, ob es im Link eine Möglichkeit gibt, den Artikel weiter zu lesen.

Damit die Hawking-Strahlung aus dem Gravitationsfeld entkommen kann, ist es gar nicht notwendig, dass es sich um hochenergetisdhe Teilchen handelt. lediglich ihre Fluchtgeschwindigkeit muss hinreichend groß sein. Aus den Erläuterungen zu Hawkings Originalarbeit wird deutlich, dass der größte Teil dieser Strahlung aus masselosen Teilchen besteht.

Die Hawking-Strahlung enthält prinzipiell auch massebehaftete Teilchen, allerdings ist deren Beitrag im Vergleich zu masselosen Teilchen um viele Größenordnungen unterdrückt.

Die Fluchtgeschwindigkeit masseloser Teilchen, wie Photonen, beträgt genau Lichtgeshwindigkeit und daher können sie mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vom Ereignishorizontes (oder in dessen unmittelbarer "Nachbarschaft") problemlos abgestrahlt werden.
Schwieriger wird es für die massebehafteten Teilchen, da ihre Massenträgheit für eine sublichtschnelle Fluchtgeschwinigkeit sorgt. Damit sie in der "Nachbarschsaft" des Ereignishorizontes abgestrahlt werden können, müsste ihre Fluchtgeschwindigkeit sehr nahe der Lichtgeschwindigkeit sein.

Doch die Erlärung der Feuerwand habe ich anders verstanden. Um das Informationsparadoxon zu lösen, wurden Verschränkungen erwogen. Da aber keine doppelten Verschränkungen existieren können, müsste man eine Verschränkung, vorzugsweise die unter den virtuellen Teilchenpaaren, "aufbrechen". Dieses "Aufbrechen" der Veschränkungen setzt Energie frei (in einem Artikel wurde dies mit dem Aufbrechen von Molekularbindungen verglichen) und ist somit für die Feuerwand verantwortlich.

Übrigens: Die virtuellen Teilchenpaare stelle ich mir nicht als reale Teilchen vor, sondern eher als anschauliche Darstellung der Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren der QFT.