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Verschmelzende SLs und Spin

Schwarze Löcher, wohl die mysteriösesten Objekte im All: Entstehung, Geometrie, Dynamik, Quantenaspekte
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Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von Skeltek » 3. Mär 2014, 11:02

Hi
Hatte im Halbschlaf nach dem Aufwachen ne nette Idee.

Meinen persönlichen Überlegungen nach ist die Anziehungskraft von schnell rotierenden schwarzen Löchern mit paraleller Drehachse wesentlich kleiner als die mit antiparalellem Spin.
Jetzt habe ich mir überlegt daß bei deren Verschmelzung auch die Wellen der Verschmelzenden Gravitationstöpfe sowohl radiale Wellen als auch eine Art expandierendes Tensorfeld entsteht.

Darüberhinaus müsste doch bei antiparalell gerichteten Drehachsen eine zusätzliche dritte Art von Welle entstehen, bei der die Radien der Ergosphären zunächst aufgeweicht und dann in Form vieler völlig delokalisierter virtueller Teilchen abgestrahlt würden. Sobald sich die "Chiralitäten" überlagern und makroskopisch auslöschen, müsste sich dies doch als ein mikroskopisches Vibrieren des EHs manifestieren.

Würde dies die Erforschung von Gravitationswellen nicht erschweren, wenn sich diese Form der Welle mit den ersten beiden überlagert? Man könnte vermute ich begrenzt Rückschlüsse ziehen auf das Produkt der Verhältnisse von Energie- und Impulsstromdichte, die in den beiden SLs gefangen ist. Die Drehimpulse würden doch abgestrahlt bzw später von reiner Energie nach E=pc nicht unterscheidbar sein?

Gibt es hierzu Papers oder Theorien, die dieser Überlegung nachgehen?
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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von gravi » 4. Mär 2014, 19:19

Deine Vorstellungen sind schon :sp:

Sind vermutlich auch in der Natur gegeben, wenn sich 2 Galaxien durchdringen. Da könnte dein Szenario durchaus zutreffen.
Ich habe aber leider keine Ahnung, ob es dazu etwas Schriftliches gibt. Vielleicht weiß Tom da mehr?

Gruß
gravi
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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von tomS » 5. Mär 2014, 07:28

Skeltek hat geschrieben:Meine persönlichen Überlegungen nach ist die Anziehungskraft von schnell rotierenden schwarzen Löchern mit paraleller Drehachse wesentlich kleiner als die mit antiparalellem Spin.
Was veranlasst dich zu dieser Annahme?
Skeltek hat geschrieben:... und dann in Form vieler völlig delokalisierter virtueller Teilchen abgestrahlt würden
In der ART gibt es keine virtuellen Teilchen, jedoch Gravitationswellen; die haben tatsächlich Tensorcharakter.
Skeltek hat geschrieben:... mikroskopisches Vibrieren des EHs
Es gibt im Falle von kleinen Störungen eines SLs tatsächlich sogenannte "ringing modes".
Skeltek hat geschrieben:Gibt es hierzu Papers oder Theorien, die dieser Überlegung nachgehen?
Ich kann mir nicht vorstellen, dass es dazu analytische Methoden gibt. An deiner Stelle würde ich in arxiv mal nach den Stichworten "Kerr" und "collision" suchen.
Gruß
Tom

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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von tomS » 5. Mär 2014, 07:39

Gruß
Tom

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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von Skeltek » 5. Mär 2014, 11:19

tomS hat geschrieben:
Skeltek hat geschrieben:Meine persönlichen Überlegungen nach ist die Anziehungskraft von schnell rotierenden schwarzen Löchern mit paraleller Drehachse wesentlich kleiner als die mit antiparalellem Spin.
Was veranlasst dich zu dieser Annahme?
Ich dachte die Anziehungskraft ist von der kinetischen Energie des Anteils der transversalen Geschwindigkeit der Körper abhängig?
Die Relativgeschwindigkeit und Impuls der einander zugewandten Seiten des SLs müsste sich doch in einer Änderung der Anziehungskraft widerspiegeln?
Deshalb sind doch auch die Umlaufradien in und gegen die Drehrichtung der Ergosphäre unterschiedlich?
Framedragging ist ja nur das Symptom, nicht die Ursache diverser Phänomene.

Ich habe mir die Konsequenzen unterschiedlicher Anziehungskraft je nach transversaler Geschwindigkeitskomponente gegenüber dem EH verdeutlicht und auf etwas wie eine Ergosphäre geschlossen. Daß ich später von der Existenz von Framedragging und ähnlichem erfuhr war mehr oder weniger dann eine Bestätigung daß ich richtig lag...
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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von tomS » 5. Mär 2014, 17:57

Ich verstehe immer noch nicht genau, wie du argumentierst. Betrachtest du die SLs näherungsweise als punktförmige Teilchen? Oder ein SL als punktförmiges Teilchen im Gravitationsfeld des anderen SLs (mit Frame Dragging)?

Ich sage nicht, dass du falsch liegst. Ich habe keine Ahnung, und ich kenne dazu keine Quellen.
Gruß
Tom

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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von Skeltek » 6. Mär 2014, 07:48

Ich denke daß die Relativgeschwindigkeit eines ruhenden Teilchens gegenüber dem bewegten Ereignisshorizont einer transversalen Geschwindigkeit entspricht.
Die Relativgeschwindigkeit des EHs wird je nach Entfernung zur Orbitalgeschwindigkeit des Teilchens teilweise addiert, sodaß die stabilen Orbits mit und gegen die Bewegungsrichtung des EHs unterschiedliche Radien haben.
Das wäre eine äquivalente Betrachtungsweise dazu, daß kinetische Energie zur gravitativen Wirkung beiträgt. Hierzu spielt es keine Rolle ob der EH sich gegenüber einem ruhenden Teilchen bewegt, oder das Teilchen um einen ruhenden EH kreist.
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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von tomS » 6. Mär 2014, 08:59

Ich bin von den Begriffen etwas verwirrt, aber ich denke, ich verstehe folgendes:

Du betrachtest ein Objekt auf einer Geodäte in der Umgebung eines Kerr-SLs. Die Rotationsachse zeige in z-Richtung, die Geodäten verlaufen in der xy-Ebene. Nun betrachtest du zwei Geodäten, eine links und eine rechts vom SL. So weit so klar.

Mir ist nicht klar, wie du jetzt von der Betrachtung einer Geodäten in einer Kerr-Metrik auf die Betrachtung zweier SLs, die sich asymptotisch als jeweils eine Kerr-Metrik beschreiben lassen, schließen willst.

Dann noch etwas:
Skeltek hat geschrieben:Ich denke daß die Relativgeschwindigkeit eines ruhenden Teilchens gegenüber dem bewegten Ereignisshorizont einer transversalen Geschwindigkeit entspricht.
Das denke ich zwar nicht, aber das spielt wohl keine Rolle; die Geodäten sind ja berechenbar.
Skeltek hat geschrieben:... so dass die stabilen Orbits mit und gegen die Bewegungsrichtung des EHs unterschiedliche Radien haben.
OK, kann man nachprüfen.
Skeltek hat geschrieben:Hierzu spielt es keine Rolle ob der EH sich gegenüber einem ruhenden Teilchen bewegt, oder das Teilchen um einen ruhenden EH kreist.
Das ist i.A. sicher nicht richtig; wenn dies so wäre, dann könntest du die Geodäten zwischen Schwarzschild- und Kerrlösung durch Koordinatentransformation ineinander überführen. Insbs. wäre dann die Kerrlösung nur eine rotierende Schwarzschildlösung. Dies trifft nicht zu.
Gruß
Tom

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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von Silberkater » 6. Mär 2014, 11:37

wie es auch sein mag mit den Geodäten....
jedenfalls ist jetzt erstmals die Spinrate eines Supermassiven Schwarzen Loches gemessen worden: was da am Ereignishorizont herumkreiselt,
genauer gesagt: im dreifachen radius des Ereignishorizonts)
hat halbe Lichtgeschwindigkeit drauf :shock:

"The spin rate of a supermassive black hole has been measured for the first time, and wow, is it fast. X-ray observations of RX J1131-1231 (RX J1131 for short) show it is whizzing around at almost half the speed of light."

Read more: http://www.universetoday.com/110031/sup ... z2vB4Z01c9
Gruss vom Silberkater

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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von Skeltek » 6. Mär 2014, 18:37

tomS hat geschrieben:
Skeltek hat geschrieben:... so dass die stabilen Orbits mit und gegen die Bewegungsrichtung des EHs unterschiedliche Radien haben.
OK, kann man nachprüfen.
Skeltek hat geschrieben:Hierzu spielt es keine Rolle ob der EH sich gegenüber einem ruhenden Teilchen bewegt, oder das Teilchen um einen ruhenden EH kreist.
Das ist i.A. sicher nicht richtig; wenn dies so wäre, dann könntest du die Geodäten zwischen Schwarzschild- und Kerrlösung durch Koordinatentransformation ineinander überführen. Insbs. wäre dann die Kerrlösung nur eine rotierende Schwarzschildlösung. Dies trifft nicht zu.
Ja, im Allgemeinen ist das sicher nicht richtig. Habe recherchiert und einige Begriffe gewonnen die helfen könnten. Der Beobachter im lokal nichtrotierenden BS um ein Kerr-Loch heißt Bardeen Beobachter. Verglichen hatte ich lediglich den äquatorialen Kreis der Kugeloberfläche, auf der sich dieser Beobachter befindet.

Auf der Seite
http://www.wissenschaft-online.de/astro ... .html#kerr
habe ich ganz unten ein ganz gutes Schaubild/Graph gefunden(unterstes Bild auf der Seite. Ich verlinke das Bild nicht, damit ihr einen Ansporn habt die Seite zu besuchen :-)
www.wissenschaft-online.de hat geschrieben: ...hängen Radius marginaler Stabilität, Radius marginaler Bindung und Photonenradius stark vom Umlaufsinn ab. Retrograd ist demnach der Bereich links in der Abbildung. Besonders wichtig wird das beim Radius marginaler Stabilität, angewandt in der Akkretionstheorie, wo ein gegenläufig rotierendes Loch die Standardscheibe (die Keplerrotation bis rms aufweist) weit nach außen drückt: im Extremfall, a = -M, auf 9 Gravitationsradien!
Was soviel heißt wie: Rotiert man entgegengesetzt zum Ereignisshorizont, benötigt man das bis zu 9-fache an Abstand für einen stabilen Orbit
In jedem Fall wäre es wirklich interessant zu erfahren was passiert, wenn zwei Kerr-Löcher zu einem Schwarzschildloch verschmelzen.
Rotieren sie mit paralleler Rotationsachse ändert sich ja nicht viel an den Verhältnissen der Radien, außer das sie eben alle mit demselben Faktor größer werden...
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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von Skeltek » 7. Mär 2014, 09:31

Super, jetzt fällt mir auch noch auf, daß makroskopische aber gravitativ stark zusammengehaltene Objekte durch die Gezeitenkräfte in Rotation versetzt werden müssten; makroskopisches Drehmoment auf Objekt und mikroskopisches Drehmoment auf die Moleküle/Atome divergieren nahe am Loch?(Hab ich jetzt einen Denkfehler?).
Leider find ich dazu jetzt auch kaum etwas im Netz, da steht Röntgenstrahlung entsteht lediglich durch die Beschleunigung auf das Loch zu?
Glaube da gibt es zu viele Dinge zu beachten als das ich zum jetzigen Zeitpunkt meinen Gedankengang fortsetzen könnte...
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Re: Verschmelzende SLs und Spin

Beitrag von gravi » 12. Mär 2014, 19:28

Inzwischen habe ich einmal unseren Ray kontaktiert, und er hat mir auch zu diesem Problem geantwortet. Leider hat er selbst keine Lösung.
Ich Depp habe seine Antwort im falschen thread gepostet, deshalb stelle ich sie hier nochmal ein:
Experte auf dem Gebiet ist Prof. Bernd Brügmann von der Uni Jena. Entweder ihr geht den langen Weg der Recherche in seinen Papers


http://arxiv.org/find/all/1/all:+Bruegm ... /0/all/0/1


(Er hat vor nicht allzu langer Zeit ein Aufsehen erregendes Paper veröffentlicht, bei dem es um verschmelzende, schnell rotierende Schwarze Löcher ging. Erstaunlich dabei war, dass eines der Löcher mit hoher Kickgeschwindigkeit die Verschmelzungsregion verlassen kann.)


Oder Ihr geht den "kurzen Dienstweg" und versucht Euer Glück mit einer direkten Anfrage bei ihm persönlich:


http://www.tpi.uni-jena.de/tiki-view_tr ... ?itemId=19


Weitere Experten sitzen natürlich am AEI (z.B. Rezzolla:http://members.aei.mpg.de/rezzolla/ ).
Wer Zeit und Lust hat, kann sich ja einmal näher damit befassen - interessant ist's auf jeden Fall. Evtl. gibt es Unterstützung durch tom...

Gruß
gravi
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