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Ausblick 2018 zu Sagittarius A* und Gravitationswellen

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Ausblick 2018 zu Sagittarius A* und Gravitationswellen

Beitrag von Analytiker » 5. Jan 2018, 21:06

Möglicherweise werden wir noch Anfang diesen Jahres das direkte Abbild des Ereignishorizonts von Sagittarius A*, dem zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße, sehen können. Die Auswertung der Daten von der Beobachtungskampagne im April letzten Jahres durch das Event Horizon Telescope dürfte wohl nun bald zu einem verwertbaren Ergebnis kommen.

Desweiteren haben wir große Fortschritte in der Gravitationswellenastronomie zu erwarten. In den nächsten Jahren ist mit einer nicht unerheblichen Steigerung der Messempfindlichkeit irdisch gebundener Gravitationswelleninterferometer zu rechnen. Es ist ernsthaft damit zu rechnen, dass viele weitere Verschmelzungsprozesse kompakter Körper detektiert werden. Ich halte es auch für wahrscheinlich, dass dann Gravitationswellen von Sternenexplosionen zu verzeichnen sind.

Mit der PTA-Methode wäre es möglich sehr niederfrequente Gravitationswellen zu erfassen, z. B. von sich umkreisenden supermassereichen Schwarzen Löchern oder von Urknall selbst. Beim Pulsar Timing Array bilden viele Pulsare, die mitunter Tausende von Lichtjahren voneinander entfernt sind, ein natürliches Gravitationswelleninterferometer mit Armlängen galaktischen Ausmaßes! Differenzen in den Lichtlaufzeiten können mit entsprechender Radioastronomie gemessen werden. Auch hier erwarte ich Fortschritte.

Es gibt Bestrebungen, Verschränkungen in der Quantenphysik mit Wurmlöchern in Beziehung zu setzen (Stichwort: ER=EPR). Es wird spekuliert, dass die Raumzeit selbst aus Quantenverschränkungen emergiert. Susskind und Maldacena sind da theoretische Vorreiter.

Was hinter dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs passiert, unterliegt Spekulationen. Die Kerr-Lösung ist nur eine idealisierte Annahme. Wenn Schwarze Löcher gefüttert werden, dann expandieren sie. Liegen erhebliche Störungen in der Raumzeit vor, ist es schwierig verlässliche Berechnungen durchzuführen.

Viele Grüße,
Analytiker

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Re: Ausblick

Beitrag von Frank » 5. Jan 2018, 21:23

Das hört sich ja alles fantastisch an. :sp:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Ausblick

Beitrag von Pippen » 6. Jan 2018, 00:43

Könnte eigentlich eine Gravi-Welle hinter dem EH eines SL rauskommen bzw. warum nicht?

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Re: Ausblick

Beitrag von Analytiker » 6. Jan 2018, 11:24

Pippen hat geschrieben:
6. Jan 2018, 00:43
Könnte eigentlich eine Gravi-Welle hinter dem EH eines SL rauskommen bzw. warum nicht?
Nein, Gravitationswellen hinter dem Ereignishorizont können das Schwarze Loch nicht verlassen. Auch Gravitationswellen sind dem Tempolimit der Lichtgeschwindigkeit unterworfen. Sie bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit. Informationen hinter dem Ereignishorizont können uns nicht erreichen.

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Re: Ausblick

Beitrag von Skeltek » 6. Jan 2018, 12:04

Das kommt darauf an wie man es sieht. Da Gravitationswellen duch die Lichtgeschwindigkeit limitiert sind, bekommt man in der Regel noch etwas mit von einem 'Schwabbeln' der EH-Oberfläche, nachdem z.B. ein SL in en EH des anderen eingedrungen ist. Im Grunde genommen ist das aber nur ein Nacheffekt vom 'Eindringen' in den EH. Ereignisse hinter dem EH lösen kein 'Schabbeln' an der EH-Oberfläche hervor. Es ist eher so, dass Ereignisse hinter dem EH und das 'Schwabbeln' dieselbe Ursache haben (nämlich den Vorgang des Eindringens in den EH).
Gravitationswellen können sich nicht entgegen dem 'Gefälle' von Innen an die Oberfläche des EH ausbreiten... es steht jedoch aus, ob Effekte weiter Innen Ereignisse in den Äußeren Schalen beeinflussen können (über irgendwelche Ableitungendes Gravitationsfeldes). Stabile Gravitationssingularitäten und ähnliches kann es auch ohne das Vorhandensein von Masse geben - Entsprechend kann etwas weiter Außen sehr wohl von etwas beeinflusst werden, was sich weiter innen abspielt, jedoch dürfte der Effekt auf den EH praktisch Null sein.

Ein Gedankenexperiment:
Eine Gravitationswelle befindet sich knapp unter dem EH. Zieht man von dem SL die Masse der Gravitatiosnwelle ab, so schrumpft der EH und die Welle befindet sich knapp oberhalb des EH.
Also kurz gefasst:
EH von SL + Teilchen -> Radius R2
EH von SL ohne das Teilchen -> Radius R1
Angenommen das Teilchen befindet sich exakt zwischen R1 und R2, so kann es theoretisch dem EH entkommen, obwohl es sich vom Außen befindlichen Beobachter gesehen im EH befindet.

In der Praxis sind die Chancen und von allem die Auswirkungen von so etwas so klein, dass es im gesammten Universum vermutlich nicht vorkommt und nie vorkommen wird. und selbst wenn es vorkommt, würde es sich nur ganz kurz in der xten Ableitung der EH-Oberflächenbewegung äußern.

Aber ich bin das kein Profi auf dem Gebiet, das reim ich mir halt so zusammen.
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Re: Ausblick

Beitrag von positronium » 6. Jan 2018, 13:46

Analytiker hat geschrieben:
5. Jan 2018, 21:06
Möglicherweise werden wir noch Anfang diesen Jahres das direkte Abbild des Ereignishorizonts von Sagittarius A*, dem zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße, sehen können.
Darauf bin ich am meisten gespannt.

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Re: Ausblick

Beitrag von ralfkannenberg » 6. Jan 2018, 14:18

Skeltek hat geschrieben:
6. Jan 2018, 12:04
Ein Gedankenexperiment:
Eine Gravitationswelle befindet sich knapp unter dem EH. Zieht man von dem SL die Masse der Gravitatiosnwelle ab, so schrumpft der EH und die Welle befindet sich knapp oberhalb des EH.
Also kurz gefasst:
EH von SL + Teilchen -> Radius R2
EH von SL ohne das Teilchen -> Radius R1
Angenommen das Teilchen befindet sich exakt zwischen R1 und R2, so kann es theoretisch dem EH entkommen, obwohl es sich vom Außen befindlichen Beobachter gesehen im EH befindet.
Hallo Skeltek,

das ganze noch ein bisschen mit Quanteneffekten angereichert und Du hast die Hawkingstrahlung beisammen ...


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Ausblick

Beitrag von Analytiker » 6. Jan 2018, 14:34

positronium hat geschrieben:
6. Jan 2018, 13:46
Analytiker hat geschrieben:
5. Jan 2018, 21:06
Möglicherweise werden wir noch Anfang diesen Jahres das direkte Abbild des Ereignishorizonts von Sagittarius A*, dem zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße, sehen können.
Darauf bin ich am meisten gespannt.
Es dauert solange, weil es gedauert hatte die Daten der Südpolstation zu bekommen. Aufgrund des Winters in der Antarktis konnten die Datenspeicher erst Anfang November abgeholt werden. Am 13. Dezember erreichten die Daten das MIT Haystack Observatory. Die Hälfte der Daten sollte in der Woche nach dem 15. Dezember Bonn erreichen. Andere sieben EHT-Stationen sollten auch mit Daten versorgt werden. Dann sollte es drei Wochen dauern den Abgleich der Daten zu komplettieren. Danach kann dann die finale Analye der Daten beginnen.

http://eventhorizontelescope.org/blog/e ... er-15-2017

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Re: Ausblick

Beitrag von positronium » 6. Jan 2018, 14:42

Dass das solche Datenmengen (ganze Paletten) sind, hätte ich nicht gedacht. :shock:

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Re: Ausblick

Beitrag von Analytiker » 8. Jan 2018, 18:46

Nun mal ein folgendes Gedankenexperiment, was wäre wenn die Dunkle Materie durch Schwarze Löcher erklärt werden kann. Primordiale Schwarze Löcher sollen demnach verantwortlich sein für die Bildung großer Massenansammlungen. Wenn gedanklich weiter experimentiert und man annimmt, dass Schwarze Löcher die Tore zu anderen Welten sind, unser Universum selbst ein Schwarzes Loch bildet und unser Universum nur einen Ast eines größeren Schwarzen Lochs bildet und es eine Hierarchie von Verästelungen wie bei der Mandelbrotmenge gibt, die einem einfachen Bildungsgesetz unterliegt, kommt man zu einer fantastischen Vorstellung. Im folgenden kurzen Video ist das ausführlich beschrieben.

https://www.youtube.com/watch?v=5gs_fR5 ... _mkhuHWdGS

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Re: Ausblick

Beitrag von Pippen » 9. Jan 2018, 02:49

Gravitationswellen sind ja keine Licht- oder Materiewellen, wie Wasserwellen, es sind schlicht Raumwellen. Wieso unterliegen auch die der Gravitation? Ich stelle mir das erstmal so vor: Um ein SL wird der Raum zu einem ganz tiefen Trichter. Doch ich sehe nicht, warum nicht eine Welle aus der Tiefe des Trichters schön am Trichter hinauf- und dann hinauslaufen kann.

Und wie kann unser Universum selbst ein SL sein? Da wären wir ja innerhalb des EH. Müßte die Gravitation da nicht so hoch sein, dass es alles komplett zerlegt?

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Re: Ausblick

Beitrag von tomS » 9. Jan 2018, 06:12

Pippen hat geschrieben:
9. Jan 2018, 02:49
Wieso unterliegen auch [Gravitationswellen]der Gravitation?
Weil das die Mathematik der Einsteinschen Feldgleichungen besagt.
Gruß
Tom

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Re: Ausblick

Beitrag von Analytiker » 9. Jan 2018, 07:03

Pippen hat geschrieben:
9. Jan 2018, 02:49
Und wie kann unser Universum selbst ein SL sein? Da wären wir ja innerhalb des EH. Müßte die Gravitation da nicht so hoch sein, dass es alles komplett zerlegt?
Mit dem holografischen Prinzip kann man sich das Universum als die Oberfläche eines Schwarzen Lochs vorstellen. Der dreidimensionale Raum wäre nur eine Illusion, respektive eine Projektion einer zweidimensionalen Oberfläche.

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Re: Ausblick

Beitrag von tomS » 9. Jan 2018, 11:20

Wobei die Nicht-Linearität aufgrund der Einsteinschen Feldgleichungen gesichert ist, während das holographische Prinzip nicht gesichert ist, und die Idee des schwarzen Lochs eine weitere, darauf aufbauende Spekulation ist
Gruß
Tom

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Re: Ausblick

Beitrag von positronium » 9. Jan 2018, 11:27

Analytiker hat geschrieben:
9. Jan 2018, 07:03
Mit dem holografischen Prinzip kann man sich das Universum als die Oberfläche eines Schwarzen Lochs vorstellen.
Kürzlich las ich in einem Artikel, dass man dabei schon etwas weiter ist, und das holographische Prinzip nicht vollständig gilt. Leider erinnere ich mich nicht mehr an die Quelle und Details. :oops:

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Re: Ausblick

Beitrag von tomS » 9. Jan 2018, 12:56

Das holographische Prinzip gilt für gewisse Spezialfälle, z.B. ADS/CFT (AdS = Anti-deSitter-Raumzeit). Für andere Fälle wie dS oder gar allgemein ist es nicht bewiesen.
Gruß
Tom

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Re: Ausblick

Beitrag von Dares » 9. Jan 2018, 19:38

Analytiker hat geschrieben:
8. Jan 2018, 18:46
Nun mal ein folgendes Gedankenexperiment, was wäre wenn die Dunkle Materie durch Schwarze Löcher erklärt werden kann. Primordiale Schwarze Löcher sollen demnach verantwortlich sein für die Bildung großer Massenansammlungen. Wenn gedanklich weiter experimentiert und man annimmt, dass Schwarze Löcher die Tore zu anderen Welten sind, unser Universum selbst ein Schwarzes Loch bildet und unser Universum nur einen Ast eines größeren Schwarzen Lochs bildet und es eine Hierarchie von Verästelungen wie bei der Mandelbrotmenge gibt, die einem einfachen Bildungsgesetz unterliegt, kommt man zu einer fantastischen Vorstellung. Im folgenden kurzen Video ist das ausführlich beschrieben.

https://www.youtube.com/watch?v=5gs_fR5 ... _mkhuHWdGS
Ich habe schon immer versucht die Struktur und das Aussehen des Universums zu erfassen und zu begreifen. Zwar nicht als
Physiker weil ich das nicht bin und kann aber eben weltanschaulich. Was Christoph Krachten im obigen Link präsentiert scheint einfach
und genial zu sein. Was ist davon zu halten?

Demnach müsste das was wir als Urknall wahrnehmen die Geburt eines SL gewesen sein welches unser Universum ist?
Und aber wie passt passt eine beschleunigte Expansion in das Konzept?

Neue Ideen sind immer gut und was ist davon zu halten?

Dares

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Re: Ausblick

Beitrag von Analytiker » 9. Jan 2018, 20:16

Auf jeden Fall sind es interessante Gedankengänge die Christoph Krachten präsentiert. Ob sie zur Beschreibung des Universums taugen, wird sich herausstellen. Der Urknall wäre die Singularität des Schwarzen Lochs, auf dessen Oberfläche wir uns befänden. Zeit wäre keine Abfolge von Ereignissen, sondern die Ausdifferenzierung der Projektion in immer weitere Details durch Beobachtung.

Verdoppelt man die Masse oder Energie eines Schwarzen Lochs, dann verdoppelt sich der Schwarzschildradius und der Ereignishorizont vervierfacht sich. Expansion kann durch Wechselwirkung mit anderen Löchern eine Erklärung finden.

Die Mandelbrotmenge zeichnet sich durch chaotisches Verhalten an ihren Rändern aus. Dieses Verhalten ist aber streng deterministisch. Interessant wären Fraktale, die einem Quantenchaos unterworfen wären, wo Verschränkungen und Fluktuationen eine Rolle spielen.

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Re: Ausblick

Beitrag von Dares » 9. Jan 2018, 21:17

Analytiker hat geschrieben:
9. Jan 2018, 20:16
Auf jeden Fall sind es interessante Gedankengänge die Christoph Krachten präsentiert. Ob sie zur Beschreibung des Universums taugen, wird sich herausstellen. Der Urknall wäre die Singularität des Schwarzen Lochs, auf dessen Oberfläche wir uns befänden. Zeit wäre keine Abfolge von Ereignissen, sondern die Ausdifferenzierung der Projektion in immer weitere Details durch Beobachtung.

Verdoppelt man die Masse oder Energie eines Schwarzen Lochs, dann verdoppelt sich der Schwarzschildradius und der Ereignishorizont vervierfacht sich. Expansion kann durch Wechselwirkung mit anderen Löchern eine Erklärung finden.

Die Mandelbrotmenge zeichnet sich durch chaotisches Verhalten an ihren Rändern aus. Dieses Verhalten ist aber streng deterministisch. Interessant wären Fraktale, die einem Quantenchaos unterworfen wären, wo Verschränkungen und Fluktuationen eine Rolle spielen.
Demnach gäbe es dann ja auch keine weissen Löcher in dem Sinne und ein SL wäre ein Tor zu einem anderen Universum. Wenn man den Flug
überlebt.
Analytiker hat geschrieben:
9. Jan 2018, 20:16
Die Mandelbrotmenge zeichnet sich durch chaotisches Verhalten an ihren Rändern aus. Dieses Verhalten ist aber streng deterministisch. Interessant wären Fraktale, die einem Quantenchaos unterworfen wären, wo Verschränkungen und Fluktuationen eine Rolle spielen.
Warum zeichnen sich Mandelbrotmengen und Fraktale durch Chaos aus? Ich dachte immer es wären geordnete Strukturen vom Grossen ins Kleinste
bin ins Kleinste? Oder wenn man so will auch ins Grössere?

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Re: Ausblick

Beitrag von Analytiker » 10. Jan 2018, 00:03

Dares hat geschrieben:
9. Jan 2018, 21:17
Warum zeichnen sich Mandelbrotmengen und Fraktale durch Chaos aus? Ich dachte immer es wären geordnete Strukturen vom Grossen ins Kleinste
bin ins Kleinste? Oder wenn man so will auch ins Grössere?
Die Mandelbrotmenge ist nichtlinearer Natur. Ihr Rand lässt sich nicht genau berechnen. Immer wieder tauchen überraschend Strukturen auf, die vorhandenen ähneln. Der Formenreichtum ist erstaunlich. Bei linearen Fraktalen wie dem Sierpinski-Dreieck erleben wir keine Überraschungen. Alles ist wohlgeordnet skaliert.

Nichtlineare Gleichungssysteme sind in der Regel schwer lösbar, wenn sie überhaupt lösbar sind. Wetterberechnungen sind nichtlinearer Natur.

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