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Die Haare schwarzer Löcher

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Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von seeker » 11. Sep 2014, 13:19

Es gibt ja die Überzeugung, dass schwarze Löcher (SL) nach außen hin nur drei Eigenschaften zeigen können:
Gravitation/Masse, Drehimpuls und Ladung.

Alles andere verschwindet hinter dem Ereignishorizont (EH) auf nimmerwiedersehen.
(Gut, es gibt noch den Streit bezüglich der Unitarität und der Hawkingstrahlung...)

Was mich nun interessiert:
Wie ist denn das mit dem EH, wenn ich z.B. eine rel. zum SL relevant große Masse radial ins Loch fallen lasse und diese bereits hinter dem EH verschwunden ist?
Müsste sich von außen gesehen nicht an der Stelle, an der die Masse den EH überschritten hat eine Beule bilden (wegen der kurzzeitig unsymmetrischen Masseverteilung), so lange sich diese Masse noch zwischen EH und Singularität befindet (womit wir indirekt noch Informationen über eine einstürzende Masse hinter dem EH erhalten könnten)?

Wie ist das überhaupt mit dem EH? Kann er noch andere Dinge tun, die indirekt Informationen über das Innere geben könnten? Könnte er z.B. schwingen?
Oder ist all das ausgeschlossen?

Grüße
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von tomS » 11. Sep 2014, 15:05

Es ist tatsächlich so, dass der EH zu schwingen beginnt und die Deformation in Form von Gravitationswellen abgestrahlt wird. Das kann man mit einer gedämpften Schwingung vergleichen, wobei das SL seine Haare verliert. Zuletzt bleibt tatsächlich wieder nur ein haarloses SL übrig.
Gruß
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von gravi » 11. Sep 2014, 18:49

Ich kann mir aber nicht vorstellen, dass die emittierten Gravitationswellen irgendeine Aussage über den inneren Aufbau liefern könnten.

Gruß
gravi
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von tomS » 11. Sep 2014, 18:56

Nicht über den inneren Aufbau, jedoch über die zuvor einstürzende Materie
Gruß
Tom

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von seeker » 11. Sep 2014, 23:52

Danke! Das ist interessant.

Weitere Fragen:
Kann man die Form des EH eines SL von außen her im Prinzip sichtbar machen?
Ich stelle mir das so vor, dass ich z.B. aus allen Richtungen Staubkörner einfallen lasse und die entstehende Strahlung die aus der Nähe des EH kommt beobachte.
Müsste eigentlich gehen - oder doch nicht?

Kann man einem rotierenden SL Rotationsenergie entnehmen indem man eine Masse in ausreichender Entfernung darum kreisen lässt, so wie der Mond die Rotation der Erde abbremst - oder geht das nicht?

Noch ein verrücktes Gedankenexperiment:
Ich nehme eine große Masse, lasse sie sich einem großen SL bis hinter den EH nähern und zünde dann direkt hinter dem EH eine massive Antimateriebombe, die die Masseverteilung bzw. das Einfallverhalten der einfallenden Masse hinter dem EH nochmals massiv ändert.
Frage: Gäbe es irgendeine Auswirkung der Explosion, die auf die von außen sichtbare Form des EH so einwirken würde, dass das von außerhalb beobachtbar wäre?
Ich glaube eher nicht - oder doch? Ich bin da unsicher.

Grüße
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von tomS » 12. Sep 2014, 01:15

seeker hat geschrieben:Kann man die Form des EH eines SL von außen her im Prinzip sichtbar machen?
Ja, kann man: http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 2.html#ray
seeker hat geschrieben:Kann man einem rotierenden SL Rotationsenergie entnehmen ...
Ja, kann man: http://www.wissenschaft-online.de/astro ... ml#penrose
Gruß
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von Skeltek » 12. Sep 2014, 03:26

seeker hat geschrieben: Frage: Gäbe es irgendeine Auswirkung der Explosion, die auf die von außen sichtbare Form des EH so einwirken würde, dass das von außerhalb beobachtbar wäre?
Ich glaube eher nicht - oder doch? Ich bin da unsicher.
Nein, da sich die Gravitation nicht nach Außen ausbreitet.

Übrigens: Bereits bevor die Materie in den EH fällt, erhöht sich der EH.
Aus Sicht der einfallenden Materie hat der EH einen kleineren Radius.
Aus Sicht des außen befindlichen Beobachters ist der Radius vergrößert, da die einfallende Materie auch zum Gravitationstopf beiträgt.

Interessanter wäre die Frage:
Wenn ein Beobachter sich ausserhalb des EH befindet, aber durch seine eigene Masse den Horizont vergößert, sodaß er von Aussen betrachtet innerhalb des Horizontes ist,
kann er dann dem EH entkommen und so die Gesammtmasse des SL verkleinern?
Hierbei sollte keine Rolle spielen, daß der Teilchenradius größer ist(?/sein könnte) als der Radiuszuwachs des EH.

Nochmal hierzu
seeker hat geschrieben: Ich stelle mir das so vor, dass ich z.B. aus allen Richtungen Staubkörner einfallen lasse und die entstehende Strahlung die aus der Nähe des EH kommt beobachte.
Die Frage ist doch, ob die Gravitationswelle/Strahlung eines einfallenden Staubkornes homogen und omnidirektional ist.
Wieviele Messungen kannst du pro Staubkorn denn machen? Hier kommt ja auch Unschärfe rein... du kriegst womöglich schon Daten heraus, aber vermutlich weniger Informationen, als das hineinfallende Staubkorn "wert" gewesen wäre.
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von seeker » 12. Sep 2014, 09:08

@Tom: Prima! Danke!
Skeltek hat geschrieben:
seeker hat geschrieben: Frage: Gäbe es irgendeine Auswirkung der Explosion, die auf die von außen sichtbare Form des EH so einwirken würde, dass das von außerhalb beobachtbar wäre? Ich glaube eher nicht - oder doch? Ich bin da unsicher.
Nein, da sich die Gravitation nicht nach Außen ausbreitet.
... bzw. weil der Weg nach Außen sozusagen unendlich weit ist (Verdrehung der Raum- und Zeitachsen).
Denke ich im Grunde auch. Das stellt mich aber vor ein logisches Problem:
Was wäre dann, wenn die Singularität/Masse im SL irgendwann einmal einfach verschwinden würde? Plopp und weg! :)
Am SL würde sich dann von außen gesehen nichts ändern können. Es (sein EH und seine gravitative Wirkung für die Außenwelt) würde weiterbestehen.
Das ist paradox.

Inwiefern kann man dann überhaupt von der Existenz einer Singularität reden?
Existiert dann doch nur der EH, bzw. ist es besser alle Eigenschaften des SL auf den EH zu projizieren?
Skeltek hat geschrieben:Interessanter wäre die Frage:
Wenn ein Beobachter sich ausserhalb des EH befindet, aber durch seine eigene Masse den Horizont vergößert, sodaß er von Aussen betrachtet innerhalb des Horizontes ist,
kann er dann dem EH entkommen und so die Gesammtmasse des SL verkleinern?
Hierbei sollte keine Rolle spielen, daß der Teilchenradius größer ist(?/sein könnte) als der Radiuszuwachs des EH.
Ja, interessante Frage. Ich habe keine Ahnung, ich kann nur vermuten, dass er nicht entkommen kann, weil sich die Felder addieren. Man müsste es simulieren können.

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von Skeltek » 12. Sep 2014, 09:32

seeker hat geschrieben: Denke ich im Grunde auch. Das stellt mich aber vor ein logisches Problem:
Was wäre dann, wenn die Singularität/Masse im SL irgendwann einmal einfach verschwinden würde? Plopp und weg! :)
Am SL würde sich dann von außen gesehen nichts ändern können. Es (sein EH und seine gravitative Wirkung für die Außenwelt) würde weiterbestehen.
Das ist paradox.
Kommt wohl darauf an ob du Masse und Gravitation als unterschiedliche Aspekte derselben Sache betrachtest. Der gravitative Potentialtopf ist nur ein Teilaspekt des Teilchens, er kann womöglich so nicht ohne den Rest des Teilchens existieren. Kein Schatten ohne Licht würde ich sagen. Verschwindet die Masse, verschwindet auch der gravitative Topf.

Aber so wie du die Frage meinst wenn sie möglich wäre wird wohl das Abflachen der Raumkrümmung von Innen heraus als erstes passieren und einfach nur damit enden, daß der Bereich plötzlich für Photonen passierbar wird.
Oder vielleicht gibts auch ne Überkompensation, sodaß es kurzfristig "in die andere Richtung schwingt", also von der "früheren Singularität" eine zunächst abstoßende Welle sich nach außen ausbreitet.
Welche dieser beiden Möglichkeiten eintreffen würde hast du wohl gemeint?
seeker hat geschrieben: Ja, interessante Frage. Ich habe keine Ahnung, ich kann nur vermuten, dass er nicht entkommen kann, weil sich die Felder addieren. Man müsste es simulieren können.
Soweit ich weiss sind solche Simulationen nur möglich, weil man eine Rückkopplung der kleineren Masse vernachlässigt und den EH nur grob rundet, also derartige Effekte weglässt. Oder man schätzt bei zwei ähnlich großen Massen grob die Flußdichten in Arealen ab, also man schätzt wieder wie beim Wetter.
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von seeker » 12. Sep 2014, 10:38

Skeltek hat geschrieben:Kommt wohl darauf an ob du Masse und Gravitation als unterschiedliche Aspekte derselben Sache betrachtest. Der gravitative Potentialtopf ist nur ein Teilaspekt des Teilchens, er kann womöglich so nicht ohne den Rest des Teilchens existieren. Kein Schatten ohne Licht würde ich sagen. Verschwindet die Masse, verschwindet auch der gravitative Topf.
In dem Fall brauche ich die Punktmasse im Zentrum aber gar nicht.
Ansonsten müsste ich davon ausgehen, dass nach dem Verschwinden der Massenkonzentration im Zentrum (Singularität) eine Gravitationswelle von Innen nach Außen (in Richtung EH) ausgeht, die den EH aber nie erreichen kann.
D.h.: In dem Fall müsste ich davon ausgehen, dass eine Masse nicht ein Gravitationsfeld hat, sondern dass das Gravitationsfeld die Masse IST.
Ich komme dann also zu der Ansicht, dass das die richtige Sichtweise ist. Ist sie es?

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von deltaxp » 16. Sep 2014, 14:19

das schwarze loch hat nicht nur masse, drehimpuls (und gegebenenfalls ladung), sondern, wie man seit den siepziger jahren dank bekenstein und hawking weiß auch eine entropie, eine Temperatur bzw hawking-strahlung. die entropie ist dabei proportional zur fläche des ereignishorizont (zur fläche ! nicht zum Volumen). da entropie im prinzip der logarithmus der anzahl der (feinkörnigen) micro-states eines physkalischen systems, die zu einem (grobkörnigen) makrozustand des systems (zb alle molekül-zustände eines gases, die zur gleichem duck, temperatur und volumen führen), also beim SL, Masse, drehimpuls und ggflls. Ladung.

Das war letzlich die Geburtstunde der idee des holographischen Prinzips, nach dem alle Informationen in einem d-dimensionalen Volumen mit Gravitation auf der d-1-dimensionalen Oberfläche um das Volumen kodiert werden können, was im Rahmen der string-theorie auch mathematisch nachgewisesn wurde (AdS/CFT-Dualität).

Das heisst, die meisten Physiker nehmen in der Tat an, dass die Information von all dem was das schwarze loch erzeigt hat bzw hereingefallen ist auf dem EH-kodiert ist und aus der gesamten Hawking-strahlung (wenn es vollständig verdampft ist) wieder prinzipiell rekonstruiert werden kann. (praktisch ist das allerdings kaum möglich. ich hab gelesen, dass die hälfte des schwarzen loches verdampft sein muß, um das erste informations-bit zu erhalten, dann gehts schneller).

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von Fuzzlix » 16. Sep 2014, 14:49

Ich halte den Informationsbegriff für die Beschreibung schwarzer Löcher für ungeeignet. Warum?:
In der Nähe des Ereignishorizontes geht - wie soll ich es sagen - die Post ab! sollten wir es jemals bis in die Nähe des Ereignishorizontes schaffen, so wissen wir nie, woher das Photon, welches ins im rechten Winkel trifft, stammt. Es kann gerade eben nach einer halben Lochumkreisung uns treffen oder schon viele x-mal das SL umkreist haben. Uns trifft einfach eine Menge Energie. Die Information, woher das Photon kam, ist uns nicht mehr zugänglich. Es ist so ungefähr als wenn ich Dir eine verschlüsselte Mail schicke. Da kann ich dann auch behaupten, die Information steckt in der Mail, Du aber kannst behaupten die Information ist für Dich nicht mehr zugänglich sprich verlorengegangen. Alles was ins Loch fällt kommt als Hawkinsstrahlung wieder heraus - entstellt, verschlüsselt, uns keine information über seinen Ursprung gebend.

Vielleicht hilft diese Denkrichtung ja weiter.

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von deltaxp » 16. Sep 2014, 15:12

deswegen schrieb ich, dass man die Information prinzipiell wieder rekonstruieren kann (Unitatrität der Streumatrix), aber praktisch geht das nicht. solange man den email-schlüssel (bzw. die streumatrix) nicht kennt, ist die info praktisch nicht abfragbar. darum geht es aber in der theorie nicht. mittlerweile nimmt an, dass das Gesetz von der Informationserhaltung fundamental ist.

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von tomS » 16. Sep 2014, 15:27

deltaxp hat geschrieben:Das heisst, die meisten Physiker nehmen in der Tat an, dass die Information von all dem was das schwarze loch erzeigt hat bzw hereingefallen ist auf dem EH-kodiert ist und aus der gesamten Hawking-strahlung (wenn es vollständig verdampft ist) wieder prinzipiell rekonstruiert werden kann. (praktisch ist das allerdings kaum möglich. .
Anmerkung: die Information kann nicht über die rein thermische Hawkingstrahlung abgegeben werden, d.h. es sind QFT-/QM-Korrekturen notwendig
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von deltaxp » 16. Sep 2014, 15:56

ja, das habe ich implizit angenommen, aber Toms Präzisierung ist wichtig! die hawking-strahlung gemäß der herleitung von stephen hawking anno 1975 enthält diesen Informationsanteil NICHT, sie ist rein thermisch. das war die Ursache des 20 Jahre lang währenden Blck-hole wars. Hawking war der Ansicht, dann geht die Info verloren, Susskind und t'Hooft hielten an der Informationserhaltung fest. In der Tat ist der noch Schlüssel für unser Universum unbekannt (AdS/CFT-Theorie der Stringtheorie beschreibt nicht unser universum, wir konvergieren nach bisherigen kenntnissen für t->oo eher zum dS-Universum und ob strings und branes die korrekte beschreibung ist ja ebenso fragwürdig), nichtsdestoweniger gibt es schon eine menge praktsicher anwendungen des holographie-prinzips in der kernphysik z.b, bei der beschreibung von quark-plasma u.a.

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von Fuzzlix » 16. Sep 2014, 16:12

Ich verstehe immer noch nicht, warum Information irgendwas Grundlegendes sein soll, was dazu noch nicht verloren gehen darf? Ich bin bis jetzt jedenfalls ganz gut ohne irgendeinen Informationsbegriff ausgekommen. Schaut Euch doch einfach mal Alzheimer an. Wo soll denn die all die vergessenenen Erinnerungen sprich "Information" hingehen? Was spricht denn dagegen dass Informationen verloren gehen dürfen sprich die Existenz entstandener Informationen enden darf?

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von tomS » 16. Sep 2014, 16:31

Fuzzlix hat geschrieben:Ich verstehe immer noch nicht, warum Information irgendwas Grundlegendes sein soll, was dazu noch nicht verloren gehen darf?
Man kann das wie folgt quantenmechanisch erklären:
1) der Zustand der Materie vor dem Kollaps zu einem SL ist ein sogenannter reiner Zustand, d.h. ein eindimensionaler Zustandsvektor in einem unendlich-dimensionalen Hilbertraum; dieser Zustand trägt extrem viel Information: welche Materieteilchen mit allen ihren qm Eigenschaften wie Spins etc.; die Information ist dabei in der einen einzigen Richtung kodiert, in die der Zustandsvektor im Hilbertraum zeigt
2) der Zustand der Hawkingstrahlung nach dem Kollaps und nach der vollständigen Zerstrahlung ist ein sogenannter gemischter Zustand; dieser trägt nur wenig Information, nämlich letztlich nur die Info, wieviel Masse und Drehimpuls das SL hatte: d.h. von den Details des Zustandes vorher sind lediglich summarische Informationen übriggeblieben
3) die Zeitentwicklung der QM ist unitär, d.h. reine Zustände entwickeln sich immer ausschließlich in reine Zustände
Der Übergang von (1) nach (2) verletzt offensichtlich die Regel (3)

Anschauliches Analogon:
1) du hast einen Satz von sehr vielen Uhren, wovon jede eine ganz bestimmte exakte Zeit anzeigt (d.h. zwei Zeigerpositionen)
2) du hast die Info "637 Uhren" sowie "gemittelt über alle Uhren ist es 13:18"
3) die entsprechend Regel wäre, dass jede Uhr für sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft und auch zukünftig die exakte Zeit anzeigt
Der Übergang von (1) nach (2) verletzt offensichtlich die Regel (3)
Gruß
Tom

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von deltaxp » 16. Sep 2014, 16:36

die informationen werden über verschränkung abgegeben in die umgebung.

wenn du ein bit auf der festplatte löschst, heisst das, dass die information durch die magnetsisierung letzlich umgewandelt in wärme und in die umgebung abgebung wird durch zunehmende verschränkung mit allen teilchen des computers, dfann mit der luft, dann mit der erde und dann mit der abstrahlung von wärmestrahlung ins universum.

Wenn du den gesamten quantenzustandn des universums erfassen könntest würdest du sie rekonstruieren können. praktisch kennst du aber nur deine kleines untersystem, die festplatte, dort konzentriert findest du sich nicht mehr.

stell dir einen tropfen tinte vor, der ins wasser fällt. auch wenn die tinte im gesamten wasser nach gewisser zeit verteilt ist, ist sie noch da, nur nicht mehr konzentriert in einem tropfen, wenn due die bewegunge aller tintenmoleküle und wassermoleküle tracken könntest, könnte man im prinzip auf den tintentripfen wieder zurückrechnen, aber ein kleiner fehler reicht aus, dass sie sich nicht treffen.

bei alzheimer , gehirnschädngungen oder tod i.a. ist es nicht anders. die information wird an die umgebung abgebenm, verscrambelt, durchgewirbelt, gemischt, aber nicht verloren, nur für das kleine isolierte system, wo sie vorher konzentriert war (präparierter anfangszustand) ist sie weg.
das ist ein unterschied.

wirklich verloren heisst: es gibt nicht einmal eine rein theoretische prinzipielle möglichkeit (auch wenn man diese praktisch nie umsetzen könnte), um "den film rückwärts laufenzulassen". In der klassischen physik heisst es phasenraum-erhaltung und das sich phasenraumtrajektorien niemals kreuzen. in der quantenmechanik: unitarität der zeitentwicklung bzw. streumatrix. das sind ebenso heilige kühe, eigentlich sogar noch heiligere als die energie-erhaltung.
Zuletzt geändert von deltaxp am 16. Sep 2014, 16:42, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von seeker » 16. Sep 2014, 16:39

Soweit ich das sehe ist das Wort "Information" bzw. "Informationserhaltung" hier recht irreführend.
Um es ganz kurz zu sagen:
Worum es m.W.n. tatsächlich geht ist, die Überzeugung bzw. Grundannahme, "dass die Natur keine Sprünge macht", dass also die Zeitentwicklung von Systemen stets kontinuierlich verläuft, ohne Unstetigkeiten - auch in den Extrembereichen von SL.

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von Fuzzlix » 16. Sep 2014, 17:00

tomS hat geschrieben:
Fuzzlix hat geschrieben:Ich verstehe immer noch nicht, warum Information irgendwas Grundlegendes sein soll, was dazu noch nicht verloren gehen darf?
Man kann das wie folgt quantenmechanisch erklären:
1) der Zustand der Materie vor dem Kollaps zu einem SL ist ein sogenannter reiner Zustand, d.h. ein eindimensionaler Zustandsvektor in einem unendlich-dimensionalen Hilbertraum; dieser Zustand trägt extrem viel Information: welche Materieteilchen mit allen ihren qm Eigenschaften wie Spins etc.; die Information ist dabei in der einen einzigen Richtung kodiert, in die der Zustandsvektor im Hilbertraum zeigt
2) der Zustand der Hawkingstrahlung nach dem Kollaps und nach der vollständigen Zerstrahlung ist ein sogenannter gemischter Zustand; dieser trägt nur wenig Information, nämlich letztlich nur die Info, wieviel Masse und Drehimpuls das SL hatte: d.h. von den Details des Zustandes vorher sind lediglich summarische Informationen übriggeblieben
Nicht das ich behaupten könnte, von der von Dir hier verwendeten Mathematik etwas zu verstehen, so versuche ich doch etwas daraus schlau zu werden. :)
Ist es erlaubt, 1) so zu lesen, dass vor dem Kollaps mehr Informationen bestimmbar sind als 2) nach dem Kollaps? Das würde doch genau verlangen, dass Informationen verloren gehen, oder?
tomS hat geschrieben: 3) die Zeitentwicklung der QM ist unitär, d.h. reine Zustände entwickeln sich immer ausschließlich in reine Zustände
Der Übergang von (1) nach (2) verletzt offensichtlich die Regel (3)
Könnte es dann sein das dann 3) die Regel falsch ist? Von welchen Voraussetzungen geht diese Regel aus? Wenn ich micht recht erinnere, wird doch immer behauptet, über die Singularitär am Ereignishorizont kann nicht "drüber-gerechnet" werden. Auf der anderen Seite stellt ihr Euch die Aufgabe, irgendwelchen Dingen/Informationen, die diesen Ereignishorizont einmal bei Eintritt in das SL überschreiten und ein zweites mal beim Austritt aus dem SL überschreiten, hinterherrechnen zu wollen. Es soll also die zeitliche Entwicklung einer Information ( was immer das auch ist) beschrieben werden. Dabei wird die zeitliche Dimension beim Eintritt in das SL zu einer Raumartigen. Wie will ich da noch den weiteren zeitlichen Verlauf im aussen angelegten zeitlichen System beschreiben? Das scheint mir unmöglich zu sein.

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von deltaxp » 16. Sep 2014, 17:37

laut Hawking, und die rechnung lässt keinen zweifel offen, geht in der Tat Information verloren, weil am ende halt der gemischt zustand vorliegt und nicht mehr ein reiner (ich kenne nur noch 637 uhren und 13:18 und mehr infos krieg ich nicht, nicht mal mit den besten theroetischen und experimentellen verfahren, die information, wie die uhren ticken, wie sie weiter ticken oder frühre tickten ist futsch). warum ein gemischter zustand: nun bevor das schawrze loch sich bildete, liegt eben wenn man alles berucksichtig der reiner quantenmechanische zustand vor. ein teil fällt ins schwarze loch in die singularität, ein teil wird kommt als hawkingstrahlung bei einem externen beobachter an, über alles was ins SL gefallen kann er nichts wissen, darüber wird summiert. ergo was er misst draussen ist nur ein teilsystem mit (inkohärenten) wichtungen, das ist der gemischt zustand. und das bleibt so, bis es verdampft ist.

das widerspricht aber der quantenmechanik (und auch der klassischen mechanik), denn im rahmen der quantenmechanik und klassischen mechanik geht information nicht vorloren (ich kenne das ticken aller uhren und weiss wie sie in zukunft weiterlaufen und weiss zu jedem zeitpunkt was sie anzeigen oder anzeigen werden).

und widersprüche sind in der physik nicht tragbar. sie brauchen eine lösung. das holographische prinzip ist eine
das zeigt, dass quanteneffekte der gravitation auch wenn der EH keine starken krümmungen aufweist.

ich weiss, das analogien hinken. aber stell dir vor, du würfelst mit 2 würfeln. Der würfel A hat zb ne 1. der würfel B eine 6.
Jetzt fällt dir würfel A aber vom tisch, durch die fussboden dielen und ist weg (im schwarzen loch). Die kennst nur noch die Information von Würfel B, die 6.
Nun gehtst du in den Keller und solltest sehen welche zahl nun Würfel A hat. Aber du stellst überrascht fest, Es gibt keinen Würfel A. Die information über den Würfel ist weg, und nicht weil er irgendwo in einer dunklen ecke gerollt ist, oder unters regal, der würfel einfach weg, als hätte es ihn nie gegeben. und aus der Information des Würfel B, der 6 kannst du das nicht mehr rauskriegen, was A nun gezeigt hat. das kam sozusagen bei hawking raus. und das ist dann ein problem.

es hinkt natürlich gewaltig, die würfel sind nicht korreliert, die einzige korrelation die ich angenommen haben, es sind 2 würfel, aber ich hoffe man bekommt ungefähr eine ahnung, warum das ergebnis verwirrend ist und den widerspruch zwuschen ART und QM auf ganz andere ebene, schon bei einem bloßen ereignishorizont, den ein freifallende möglociherweise nicht mal bemerkt, falsl das sh hinreichend groß ist

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von Fuzzlix » 16. Sep 2014, 18:45

Alles was Du und Tom geschrieben haben ist ja ok für mich und auch halbwegs verstehbar. Es gibt nur einen Punkt wo wir nicht unter einen Hut kommen:
deltaxp hat geschrieben:und widersprüche sind in der physik nicht tragbar. sie brauchen eine lösung.
DAS sehe ich etwas anders: Widersprüche sind existent. Ihr versucht die Widersprüche wegzurechnen und wegzuerklären. Ich versuche zu "begründen" warum diese Widersprüche genau da Auftauchen wo sie eben auftauchen. Widersprüche sind für mich genau so "real" wie Atome, Photonen, Quarks, usw. Diese versucht Ihr doch auch nicht wegzurechnen, oder?

Die Frage nach den "Informationen" im SL ist für mich von der gleichen Qualität wie die Frage, was vor dem Urknall war. Sie sind einfach nicht beweisbar zu beantworten.

Fuzzlix.
Sagt das eine Nichts zum anderen "Ich bin nicht du."

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von tomS » 17. Sep 2014, 01:24

Um es nochmal anders zu erklären: wir suchen eine vollständige, konsistente und den Regeln der QM genügende Beschreibung. Wir haben aber nur verschiedene, in Teilbereichen gültige Beschreibungen, die sich teilweise gegenseitig widersprechen. Vor dem Kollaps ist alles klar. Für den Kollaps selbst würden wir eine Theorie der Quantengravitation benötigen. Nach dem Kollaps und während der Evaporation haben wir eine offensichtliche Näherung von Hawking (keine Information über den Zustand vor dem Kollaps). Es ist eigtl. sonnenklar, dass diese Näherung Schwachstellen hat.

Nun kommt aber der Punkt: im Rahmen der QM und der QFT verwenden wir Näherungen, die die wesentlichen Axiome (Unitarität) und Symmetrien (Eichsymmetrie) der zugrundeliegenden Theorie respektieren. Im Rahmen der Hawkingstrahlung wird die Unitarität verletzt, d.h. die beiden Beachreibungen sind tatsächlich mathematisch unverträglich und somit inkonsistent.

Zu deiner letzten Bemerkung "Die Frage nach den "Informationen" im SL ist für mich von der gleichen Qualität wie die Frage, was vor dem Urknall war. Sie sind einfach nicht beweisbar zu beantworten": Doch, es gibt genügend weit entwickelte
Ansätze denenzufolge die elementaren Regeln der QM auch für SLs weitergelten (d.h. insbs. die Unitarität) und denenzufolge Konsistenz erreichbar ist. Allerdings liefern diese Ansätze eben ein andres Bild vom SL, nämlich das eines makroskopischen Quantenzustandes.

D.h. wir befinden uns in einer Situation wie zu Beginn der QM, als aus offensichtlich inkonsistenten bzw. unverträglichen Theorien ein konsistentes Modell der Atome konstruiert wurde, wobei jedoch viele klassische Bewchreibungen (Bohrsche Bahnen etc.) aufgegeben werden mussten.
Gruß
Tom

«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von Skeltek » 17. Sep 2014, 07:44

Information hat viel mit Relation zu anderen Objekten zu tun. Durch die Nähe zu so viel "anderer Masseteilchen"... gewinnt da nicht jeder Freiheitsgrad an Stellenwert, zumindest aus Sicht eines in der Singularität befindlichen Beobachters? Ich meine.... die Distanz zu vielen anderen Masseteilchen schrumpft auf praktisch Null, was würde ein in der Singularität sitzendes Masseteilchen zum Thema "Information" sagen, wenn es ein anderes in seine Nähe kommen sehen würde?
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Re: Die Haare schwarzer Löcher

Beitrag von tomS » 17. Sep 2014, 08:18

Information ist quantenmechanisch zu verstehen:

Reine Zustände mit maximaler Information sind sozusagen eindimensionale, auf Eins normierte Zeiger auf einer unendlich-dimensionalen Kugel. Nichts anderes! Und die QM garantiert, dass diese Zeiger unter Zeitentwicklung eindimensionale, normierte Zeiger bleiben und nicht in ein Gemisch aus vielen Zeigern übergehen. Das ist exakt die Bedeutung von unitärer Zeitentwicklung. Und genau diese Regel wird von der Hawkingstrahlung verletzt.

Man kann das auch etwas anders verstehen:

Reine Zustände haben Entropie Null. Die unitäre und damit reversible (!) Zeitentwicklung erhält die Entropie. Bekenstein's und Hawking's Rechnungen führen jedoch auf eine nicht-verschwindende Entropie. Und wiederum liegt die Verletzung der o.g. Regel vor.

(Bitte hört auf, etwas anderes als genau das hineinzuinterpretieren; blöd, dass das Information genannt wird)

Letztlich haben wir zwei Alternativen:
1) entweder sind Hawking's Ansätze richtig; dann ist die QM (insbs. für SLs) nicht universell anwendbar und muss modifiziert werden
2) oder die Ansätze sind unvollständig und müssen modifiziert werden, so dass sie der QM genügen und diese universell gültig bleibt

Hawking war lange Zeit der Meinung, dass (1) korrekt ist, ist dann aber auf (2) umgeschwenkt. D.h. die QM ist auch für SLs universell anwendbar, die Zeitentwicklung ist unitär und reversibel. Alle wesentlichen Theorien zur QG gehen wohl heute von (2) aus.
Gruß
Tom

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