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Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Schwarze Löcher, wohl die mysteriösesten Objekte im All: Entstehung, Geometrie, Dynamik, Quantenaspekte
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Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von seeker » 13. Okt 2014, 13:34

Interessante Meldung:

Weißer Horizont in Schwarzem Loch?
Schwarzer-Loch-Laser emittiert Hawking-Strahlung im Labor
http://www.focus.de/wissen/technik/weis ... 98438.html

Qualitativ etwas besser:
Strahlung aus dem Schwarzen Loch
http://www.wissenschaft.de/home/-/journ ... rzen-Loch/

Quelle:

Observation of self-amplifying Hawking radiation in an analog black hole laser
http://arxiv.org/abs/1409.6550
(http://www.nature.com/nphys/journal/vao ... s3104.html)

Was ist von solchen Analogexperimenten zu halten?
Was ist das mit dieser Geschichte von weißen Horizonten in schwarzen Löchern? Weiß da jemand genaueres?

Beste Grüße
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von gravi » 13. Okt 2014, 19:22

Interessante Geschichte - aber ich weiß nicht so recht, ob das eine realitätsnahe Simulation sein kann.
Viel kann ich dazu zwar nicht sagen, frage mich aber, ob man Schallwellen direkt mit der thermischen Hawkingstrahlung vergleichen kann. Auch dass man den EH eines SL's mit dem einen Weißen Lochs kombiniert, das dürfte wohl in der Natur nicht vorkommen, oder?

Gruß
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von Skeltek » 13. Okt 2014, 19:41

seeker hat geschrieben: Was ist von solchen Analogexperimenten zu halten?
Das Experiment ist erstaunlich gleichwertig wie der Versuch die Langzeitauswirkung von Lichtgeschwindigkeitsflügen zu messen indem man ein Flugzeug mit exakt Schallgeschwindigkeit durch Wasser fliegen lässt.
Was hat die Transmissionsmechanik von Quantenflüssigkeits-Schall mit der Ausbreitungsmechanik von Photonen zu tun?
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von FKM » 13. Okt 2014, 19:54

Ich habe das so verstanden, dass das weiße-Loch-Analogon so konstruiert wurde, nur ums das Analogon zur Hawking-Strahlung über Interferenz-Effekte nachweisen zu können. Ich glaube nicht, die Autoren wollten behaupten, dass ein weißes Loch innerhalb eines schwarzen Loch eine messbare Hawkingstrahling erzeugen könnte.

Meiner Meinung nach als Laie liegt der Wert solcher Experimente nicht im "Nachweis" der Hawking-Strahlung sondern darin, dass man auf unerwartete Effekte stößt, die theoretisch wieder auf reale SLs übersetzt werden können und die vielleicht auch irgendwann einmal beobachtbar sind.

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von seeker » 14. Okt 2014, 12:49

Ich halte solche Analogieexperimente für sehr interessant.
Ich glaube auch, dass das Impulse für die theoretische Physik liefern kann: Man kann das in die Formeln reinfüttern, die ja am Ende beide Systeme (Original- und Analogsystem) treffend beschreiben sollen.

Außerdem:
Was ist an einem Analogexperiment schlechter als an einer theoretischen Beschreibung, die ja auch nur Analogien liefert: "Die Natur verhält sich analog zu den Gleichungen der Theorie."
Und: Wenn ich hier bei mir einen Stein fallen lasse und daraus schlussfolgere, dass dein gleicher Stein dort drüben genauso fallen würde, wenn du ihn denn loslassen würdest... Habe ich in dem Moment nicht auch schon ein Analogexperiment durchgeführt?
Wo ist der prinzipielle Unterschied?

Wirklich interessant finde ich die Sache mit den Schallquanten. Ich glaube schon, dass das die tatsächliche Existenz der Hawkingstrahlung bei SL untermauert.

Grüße
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von positronium » 14. Okt 2014, 13:04

Ich sehe das kritisch. Zwar mag so etwas in manchen Bereichen sinnvoll sein, aber dann muss man wissen, dass sich das reale System und das Modellsystem sehr ähnlich sind. Gerade beim Schwarzen Loch weiss man doch aber sehr wenig, man vermutet vielmehr. Am Ende des Experiments kann man nur sagen: Wenn sich das SL und das Modell ähneln, dann kann man dies und das schlussfolgern. Vielleicht lässt sich aber ein Ergebnis finden, welches auch bei einem SL messtechnisch feststellbar ist. Dann liesse sich einerseits die Ähnlichkeit als wahrscheinlicher annehmen und andererseits eine Eigenschaft feststellen. Man muss sich eben dessen bewusst sein, was ein solches Experiment zu leisten im Stande ist.

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von deltaxp » 7. Sep 2016, 11:47

Die Analogie zwischen einem black whole und einem dumb whole ist nicht verkehrt, da die Gleichungen ähnlich sind. sonst würde man es nicht machen. immoment die einzige Methode um was über schwarze löcher aus Experimenten zu erfahren. das weisse loch ist jetzt nicht als natürliche anzusehen, sondern wie sie sagten um die schwachen hawking-phononen zu verstärken.

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von Skeltek » 7. Sep 2016, 17:36

Der Unterschied zwischen Schall und Licht ist ja nun echt vernachlässigbar.
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von deltaxp » 8. Sep 2016, 12:02

es geht nicht nicht um Objekte, es geht um die Ähnlichkeit der mathematischen Beziehungen, und die ist verblüffert. man sagt auch nicht umsonst, dass das licht nicht entkommt, weil der raum, der die Flüssigkeit ersetzt, schneller ist das schwarze loch fällt, als die maximale geschwidigkeit (das ist licht Geschwindigkeit), mit der sich info rausbewegen kann, bei ner Flüssigkeit (und gas) ist das die Schallgeschwindigkeit. es gibt keine akkustische welle die sich schneller bewegen kann. und die quanten von akkustischen wellen sind Phononen, Teilchen sind ja auch nur feldanregungen, und die können asl sogenannte quasiteilchen halt ebenso mit einander verschränkt sein wir "richtige" teilchen.

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von tomS » 8. Sep 2016, 12:30

deltaxp hat geschrieben:es geht nicht nicht um Objekte, es geht um die Ähnlichkeit der mathematischen Beziehungen, und die ist verblüffert.
welche Beziehungen sind das genau? die Metrik? die Moden = die distorted waves? die Quantisierung? die thermodynamischen Relationen?

ich frage, weil wir ja wissen, dass die Herleitung zur Hawkingstrahlung nur in einem bestimmten, semi-klassischen Regime zulässig ist; in welchem Regme gilt denn die o.g. Analogie?
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von deltaxp » 8. Sep 2016, 13:05

Tom, sag du es mir, ich verlass mich nur auf aussagen von einigen online-vorträgen, die ich über schwarze löcher gehört habe, der Theoretiker hier bist du. ich bin nur nen schnöder experimentalphysiker :)

hier zb
http://www.cap.ca/sites/cap.ca/files/ar ... -unruh.pdf

da ist auch ne reference von unruh drin

oder hier

https://books.google.de/books?id=rd3UCg ... on&f=false

du kannst mit den darin zitierten papern und formalismen sicher mehr anfangen als ich

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von tomS » 8. Sep 2016, 13:55

deltaxp hat geschrieben:Tom, sag du es mir, ich verlass mich nur auf aussagen von einigen online-vorträgen, die ich über schwarze löcher gehört habe ... zb

http://www.cap.ca/sites/cap.ca/files/ar ... -unruh.pdf
Unruh hat geschrieben:In 1981, I [2] discovered that fluid flows could mimic black holes. The equations of motion of sound waves in irrotational fluid flows are identical to the equation of motion of a free scalar field in a gravitational background, which formed the basis for Hawking’s calculation.
Es geht demnach um die erste Gleichung hier

https://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung#Details

-gababφ = 0

d.h. um die freie Klein-Gordon-Gleichung eines masselosen Skalarfeldes in einem black-hole Background.
Gruß
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von Pippen » 8. Sep 2016, 22:55

Gibt es eigentlich irgendeine ernstzunehmende Theorie, d.h. mind. sowas wie MOND, welche Durchmesser & Dichte von SL's mit irgendeinem Argument begrenzt?

Ich glaube ja daran, dass SL's im Verhältnis zu Neutronensternen nur so klein sind wie Neutronensterne zu "normalen" Sternleichen, also ein kompaktes Gebilde, x-mal so klein wie ein Neutronenstern. Denn unendlich klein wäre ja doch gleich nichts und dann könnte von diesem Nichts keine Gravitation ausgehen, d.h. gerade weil das SL die Gravitation seines Vorgängersterne behält, spricht doch einiges dafür, dass da die Materie noch vor Ort vorhanden ist und zwar in kompakter und endlicher Form. Ist dieses Argument physikalisch überzeugend?

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von tomS » 9. Sep 2016, 07:25

Pippen hat geschrieben:Gibt es eigentlich irgendeine ernstzunehmende Theorie, d.h. mind. sowas wie MOND, welche Durchmesser & Dichte von SL's mit irgendeinem Argument begrenzt?
Ich denke nicht, dass eine klassische Theorie dies leisten kann.

Es gibt Hinweise, dass die Einstein-Cartan-Theorie, eine Erweiterung der Einsteinschen ART um nicht-verschwindende Torsion, dies leistet, zusammen mit der Vermeidung weiterer Singularitäten. Ich halte die Argumente jedoch für noch wenig ausgereift keinesfalls für universell gültig, im Gegensatz zu den Singularitätentheoremen von Hawking und Penrose. Jedenfalls sehe ich keine breite Akzeptanz dieser Sichtweise.

Die wesentlichen Modelle, die eine Singularität vermeiden, stammen aus Theorien zur Quantengravitation, insbs. Strings sowie Schleifenquantengravitation.
Pippen hat geschrieben:Ich glaube ja daran, dass SL's im Verhältnis zu Neutronensternen nur so klein sind wie Neutronensterne zu "normalen" Sternleichen, also ein kompaktes Gebilde, x-mal so klein wie ein Neutronenstern. Denn unendlich klein wäre ja doch gleich nichts und dann könnte von diesem Nichts keine Gravitation ausgehen, d.h. gerade weil das SL die Gravitation seines Vorgängersterne behält, spricht doch einiges dafür, dass da die Materie noch vor Ort vorhanden ist und zwar in kompakter und endlicher Form. Ist dieses Argument physikalisch überzeugend?
Glaube alleine ist nie physikalisch überzeugend - aber natürlich gehen die Physiker davon aus, dass eine erweiterte Theorie keine Singularitäten enthält.

Dass von einem Schwarzen Loch der Ausdehnung Null keine Gravitation ausgehen kann ist jedoch falsch. Die Schwarzschildlösung bestätigt genau das mathematisch. Unklar bleibt, was mit der Materie im Zuge des Kollaps tatsächlich geschieht.
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von seeker » 9. Sep 2016, 10:51

tomS hat geschrieben:Dass von einem Schwarzen Loch der Ausdehnung Null keine Gravitation ausgehen kann ist jedoch falsch. Die Schwarzschildlösung bestätigt genau das mathematisch. Unklar bleibt, was mit der Materie im Zuge des Kollaps tatsächlich geschieht.
Allerdings müsste sich eine Singularität in einem endlichen Prozess bilden können, um zu existieren.
Und es gibt ja ganz sicher immer ein 'davor', wo z.B. der Stern noch nicht kollabiert ist.

Frage:
Kommt im Rahmen klassischer Näherungen (Schwarzschild, ...), wenn man den Prozess des Kollapses betrachtet, überhaupt heraus, dass da dann eine Singularität im SL existiert, als Ding?
Oder ist es vielmehr so, dass der Kollaps zu einem SL ein nicht endender Prozess ist, dessen Endpunkt die Singularität wäre, die aber nie ganz erreicht wird (während der EH im Gegensatz dazu tatsächlich in einem endlichen Prozess gebildet wird und insofern ein tatsächliches 'Ding' ist)? Kann man sich ein SL im klassischen Rahmen als eine unaufhörlich kollabierende Masseansammlung vorstellen?

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von deltaxp » 9. Sep 2016, 12:06

hänggt natürlich wie immer vom bezugssystem ab. von weit weg ist es ein nie endender Prozess. man sieht ja auch nie was in ein schwarzes loch fallen von aussen, sondern es wird erst in der unendlichen Zukunft erreicht.

von der perspektive eines freifallenden Beobachters oder des freifallenden Kollapses wird die Singularität soweit ich weiss in endlicher (eigen)zeit erreicht

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von seeker » 9. Sep 2016, 13:06

Diese Bezugssystemgeschichte will ich gerade umgehen.
Ich stelle daher fest, dass eine Singularität existieren muss, damit ein Beobachter sie erreichen kann, egal in welcher Eigenzeit.
D.h.: Sie muss zuerst entstanden sein.
Und die Frage ist dann ganz unabhängig von Eigenzeiten: Ist diese Entstehung ein endlicher Prozess oder nicht?

Anders gefragt:
Wenn man den Kollaps einer Masseansammlung zu einem SL mit klassischen Mitteln simuliert, kommt dann das Simulationsprogramm nach endlich vielen Rechenschritten zu einem Objekt "Singularität" exakt ohne jede Ausdehnung und mit all den Unendlichkeiten, die damit zusammenhängen?

Ich halte das für ausgeschlossen, denn es führt soweit ich weiß in endlich vielen Rechenschritten rechnerisch kein Weg vom Endlichen zum Unendlichen.
Falls ich Recht hätte, wäre das "Singularitätsproblem" in SLs einigermaßen entschärft, denn dann käme bei den Rechnungen eben kein abstruses "Objekt Singularität" heraus, sondern ein "nicht endender Prozess in Richtung Singularität", also nur eine potentielle Unendlichkeit und keine aktuale.
Damit ließe sich besser leben. Und potentielle Unendlichkeiten muss man m. E. auch nicht zwingend aus Theorien ausmerzen.
Dass man dennoch eine Quantengravitation braucht, um SLs richtig beschreiben zu können, bliebe davon unberührt, weil es ja davon unabhängig klar ist, dass schon bei hinreichend kleinen Abständen größer Null Quanteneffekte berücksichtigt werden müssen.

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von tomS » 9. Sep 2016, 13:25

seeker hat geschrieben:Allerdings müsste sich eine Singularität in einem endlichen Prozess bilden können, um zu existieren.
Und es gibt ja ganz sicher immer ein 'davor', wo z.B. der Stern noch nicht kollabiert ist.
Das einfachste Model ist der sogenannte Oppenheimer-Snyder-Kollaps einer drucklosen Staubkugel.

Aus Sicht eines außenstehenden Beobachters kollabiert diese Staukugel in unendlicher Zeit zu einer infinitesimalen Schale am sich bildenden Ereignishorizont. Aus Sicht eines mit den Staubteilchen mitfallenden Beobachters erreciht dieser die sich bildende Singularität in endlicher Eigenzeit.

Bild

seeker hat geschrieben:Kommt im Rahmen klassischer Näherungen (Schwarzschild, ...), wenn man den Prozess des Kollapses betrachtet, überhaupt heraus, dass da dann eine Singularität im SL existiert
Ja, s.o.
seeker hat geschrieben:Oder ist es vielmehr so, dass der Kollaps zu einem SL ein nicht endender Prozess ist, dessen Endpunkt die Singularität wäre, die aber nie ganz erreicht wird

Ja, s.o. - eben beobachterabhängig
seeker hat geschrieben:Diese Bezugssystemgeschichte will ich gerade umgehen.
Das geht nicht.
seeker hat geschrieben:Wenn man den Kollaps einer Masseansammlung zu einem SL mit klassischen Mitteln simuliert, kommt dann das Simulationsprogramm nach endlich vielen Rechenschritten zu einem Objekt "Singularität" exakt ohne jede Ausdehnung und mit all den Unendlichkeiten, die damit zusammenhängen?
Je nach Wahl der Zeitkoordinate.

Aufgrund des sich ausbildenden Horizontes ist diese Wahl nicht unproblematisch. Die Schwarzschild-Zeitkoordinate ist sicher ungeeignet, um den Kollaps als Ganzes inkl. Innenraum zu beschreiben. Für die Raindrop-Zeitkoordnate eines frei fallenden Beonachters sollte diese Beschrnkung nicht existieren. D.h. wenn man eine geeignete Zeitkoordinate wählt und in dieser Zeit die Simuation ablaufen lässt, dann erhält man nach endlicher Zeit ein Ergebnis.
Gruß
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von seeker » 9. Sep 2016, 14:25

Ok...
Meine Idee ist nun ja, die Betrachtung des Prozesses des Kollapses über eine Zeitkoordinate durch die Betrachtung über die Anzahl von Rechenschritten zu ersetzen (als eine Art abstrakte "Ersatz-Zeit") und bei diesen Rechenschritten nur zu fragen: Sind endlich viele ausreichend oder braucht es unendlich viele, bis ein Objekt "Singularitat" fertig entwickelt ist? (Insofern abstrahiere/ersetze ich hier die Basis "Beobachterabhängigkeit" durch die Basis "Rechenschrittabhängigkeit".)

Deshalb:
tomS hat geschrieben:D.h. wenn man eine geeignete Zeitkoordinate wählt und in dieser Zeit die Simuation ablaufen lässt, dann erhält man nach endlicher Zeit ein Ergebnis.
Ein exaktes Ergebnis Null? Nach endlich vielen Rechenschritten? Das kann ich noch nicht glauben, wie soll das gehen, ohne Rundung "sehr klein" = Null, ohne Unstetigkeiten?
Dem steht dieses Argument entgegen:
seeker hat geschrieben:Ich halte das für ausgeschlossen, denn es führt soweit ich weiß in endlich vielen Rechenschritten rechnerisch kein Weg vom Endlichen zum Unendlichen.
Kann man das entkräften?

Falls nein, wäre es nämlich so, dass die Wahl der Zeitkoordinate beliebig sein darf und trotzdem nie ein Objekt "Singularität" nach endlich vielen Rechenschritten erscheint. Falls dem so wäre, wäre die Basis "Anzahl der Rechenschritte" der Basis "Beobachter-Zeit" sozusagen übergeordnet.

Gruß
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von tomS » 9. Sep 2016, 14:38

Du verwechselt das numerische Problem der Diskretisierung mit dem Problem der Wahl der Zeitkoordinate. Das o.g. Modell liefert bei geeigneter Koordinate eine analytische Lösung für den Kollaps in endlicher Zeit.

Was stört dich daran?
Was soll eine Simulation verbessern?
Gruß
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von positronium » 9. Sep 2016, 14:44

Ich weiss nicht... Macht es denn überhaupt Sinn, die Singularität und/oder den Weg dorthin zu betrachten? Ein SL als Vakuumlösung besitzt doch, soweit ich das jetzt sehe, keine Energie mehr im Raum, sondern eher "in" dem mathematischen Konstrukt Mannigfaltigkeit.
Wenn die Mathematik nicht so verreckt kompliziert wäre, wäre es das tollste "einfach" einmal ein paar alternative QG-Modelle durchzurechnen, und zu schauen, ab wo die ART sowieso zu viel von der QG abweicht. Und das dürfte ja schon spätestens am Ereignishorizont der Fall sein - wahrscheinlich (schätze ich 'mal) dürften Quanteneffekte im EM-Feld schon deutlich früher wesentlichen Einfluss ausüben.

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von tomS » 9. Sep 2016, 15:17

positronium hat geschrieben:Macht es denn überhaupt Sinn, die Singularität und/oder den Weg dorthin zu betrachten?
Klar macht das Sinn.
positronium hat geschrieben:Ein SL als Vakuumlösung besitzt doch, soweit ich das jetzt sehe, keine Energie mehr im Raum, ...
Ja. Der Energie-Impuls-Tensor ist Null.
positronium hat geschrieben:Wenn die Mathematik nicht so verreckt kompliziert wäre ...
Für das o.g. klassische Modell ist das überschaubar.
positronium hat geschrieben:... wäre es das tollste "einfach" einmal ein paar alternative QG-Modelle durchzurechnen, und zu schauen, ab wo die ART sowieso zu viel von der QG abweicht.
Stockholm!

Einen dynamischen Kollaps kann heute keine Theorie quantitativ beschreiben.
positronium hat geschrieben:Und das dürfte ja schon spätestens am Ereignishorizont der Fall sein.
Wahrscheinlich ja. Dazu gibt es unterschiedliche Abschätzungen. Aufgrund der Entropie müssen die Korrekturen eher bereits am Horizont "groß" werden, da sonst das Informationsoaradoxon nicht gelöst werden kann. Gemäß der LQG scheinen wesentliche Effekte bereits aufzutreten, wenn innerhalb des Kollapses die Dichte von Wasser erreicht wird (nicht erst bei der Planckdichte).
Gruß
Tom

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von positronium » 9. Sep 2016, 15:38

tomS hat geschrieben:
positronium hat geschrieben:Macht es denn überhaupt Sinn, die Singularität und/oder den Weg dorthin zu betrachten?
Klar macht das Sinn.
Aber man weiss doch gem. ART nichts über das Verhalten und die Veränderung von Materie, weil man es nur mit Energiedichten zu tun hat. Man kann doch deshalb mit Sicherheit davon ausgehen, dass ein Kollaps zum SL nicht schön kontinuierlich verläuft, sondern dass nacheinander in Richtung "Singularität" die anderen drei Kräfte überwunden werden. Dabei geschieht also viel mehr, als die ART preis gibt, und möglicherweise berechnet man nur Unsinn. Ich habe keine Ahnung, aber vielleicht stoppt ja sogar die starke WW oder Austauschenergien den Kollaps in einem Punkt.
tomS hat geschrieben:
positronium hat geschrieben:Wenn die Mathematik nicht so verreckt kompliziert wäre ...
Für das o.g. klassische Modell ist das überschaubar.
Ja, aber für den Vergleich braucht man das viel kompliziertere Modell einer QG.
tomS hat geschrieben:
positronium hat geschrieben:... wäre es das tollste "einfach" einmal ein paar alternative QG-Modelle durchzurechnen, und zu schauen, ab wo die ART sowieso zu viel von der QG abweicht.
Stockholm!
Eine Stadt im hohen Norden? :wink: Was meinst Du damit?
tomS hat geschrieben:Einen dynamischen Kollaps kann heute keine Theorie quantitativ beschreiben.
Das ist interessant, und offenbart eine grosse Lücke!

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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von seeker » 9. Sep 2016, 18:13

tomS hat geschrieben:Du verwechselt das numerische Problem der Diskretisierung mit dem Problem der Wahl der Zeitkoordinate. Das o.g. Modell liefert bei geeigneter Koordinate eine analytische Lösung für den Kollaps in endlicher Zeit.

Was stört dich daran?
Was soll eine Simulation verbessern?
Ich weiß noch nicht ob es eine solche Verwechslung ist, ich bin noch am Nachdenken. Und ich will wissen, ob eine dynamische Rechung tatsächlich so ein Schaubild ergibt, wie in deinem Schaubild.
Was mich stört ist die Unstetigkeit, die in deiner Grafik an dem Punkt ist, wo die Zickzacklinie anfängt (r=0).
Geben das die Gleichungen her, dass r stetig kleiner wird und dann abrupt bei r=0 stoppt?
Oder ist das eine Eingabe von außen, weil man sagt "kleiner als Null" geht nicht und die Gleichungen sagen eigentlich, dass r hinter diesem Punkt wieder größer wird oder negativ? (...weißes Loch?)

Und:
Wenn man sich diese Grafik anschaut, dann verringert sich r im Verhältnis zu t umso mehr, je näher man dem Singularitatspunkt kommt, bis das Verhältnis delta r/delta t infesimal nahe an diesem Punkt unendlich groß wird.
Das würde aber heißen, dass die Gleichungen ergeben würden, dass die Kontraktionsgeschwindigkeit dr/dt an der Singularität auch unendlich wird.
Dazu müsste aber die Spitze an r=0 weg, sonst haben wir auch eine Unstetigkeit in r-Richtung, glaube ich. Wenn dr/dt schon unendlich werden soll, müsste dann nicht eine Tangente an r=0 angelegt eine Waagerechte ergeben (also oben runde Form, ohne Spitze/Eckpunkt)?
Welche mathematische Gleichung liefert so einen Eckpunkt?

Wenn ich geometrisch z.B. eine Kreisfläche mit Radius r=1 auf Radius Null bringen will, dann kann ich z.B. versuchen r in je einem Zeitintervall t zu halbieren. Damit werde ich immer kleiner, erreiche aber nie r=0, auch nicht nach xt. Also probier ich's beschleunigt, mit quadratischer Verkleinerung, dann mit exponentieller Verkleinerung, aber trotzdem komme ich nicht zur Null. Daran häng ich irgendwie grad.

Wie gesagt, ich denk noch nach...

Gruß
seeker
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Denn tut man das, so verliert man zumindest ein Stück weit seine Unvoreingenommenheit, Objektivität.

FKM
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Re: Analogexperimente zu schwarzen Löchern

Beitrag von FKM » 9. Sep 2016, 19:29

seeker hat geschrieben:Frage:
Kommt im Rahmen klassischer Näherungen (Schwarzschild, ...), wenn man den Prozess des Kollapses betrachtet, überhaupt heraus, dass da dann eine Singularität im SL existiert, als Ding?
Oder ist es vielmehr so, dass der Kollaps zu einem SL ein nicht endender Prozess ist, dessen Endpunkt die Singularität wäre, die aber nie ganz erreicht wird (während der EH im Gegensatz dazu tatsächlich in einem endlichen Prozess gebildet wird und insofern ein tatsächliches 'Ding' ist)? Kann man sich ein SL im klassischen Rahmen als eine unaufhörlich kollabierende Masseansammlung vorstellen?
Ich hatte mir vor längerer Zeit mal eine ähnliche Frage gestellt. Wenn ein SL im Laufe einer seeeehr langen Zeit wirklich verdampft, kann ein hereinfallender Beobachter oder Teilchen noch die Singularität im Zentrum erreichen, bevor das SL verdampft ist? Wenn eine Sonde den EH erreicht, ist es ja für alle Zukunft eingefroren. Wenn der EH kleiner wird, würde sie sich in einer weit entfernten Zukunft wieder melden - wenn es nicht spaghettisiert und völlig zerstrahlt worden wäre.

Auf Arxiv.org hatte ich mal einen Artikel zu einer verwandten Idee gefunden, die Hypothese dass ein SL in ein weißes Loch tunnelt. Auch da war die Überlegung der Ausgangspunkt, dass was für einen (bei einem Sternkollaps) mitfallenden Beobachter in Sekundenbruchteilen abläuft für einen externen Beobachter Äonen braucht oder gar nicht beobachtbar ist.

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