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Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 17. Jan 2017, 22:43
von Timm
seeker hat geschrieben:Timm, wir hatten dieses Szenario vor einigen Jahren schonmal durchgegangen und du hattest dazu eine tolle Grafik geteilt.
Ich konnte das bis jetzt nur leider nicht mehr finden... Wie/wo war denn das?
Gab's da nicht den Effekt, dass A von B überholt wird (zwischen EH und Singularität)?
Den nicht, aber einen anderen ganz witzigen. Im Übrigen - du hast ja ein ausgezeichnetes Gedächtnis!

Bild
Aus General Relativity from A to B, Robert Geroch.

C fällt ins SL und sendet Lichtsignale. Eine Weile später, beim Ereignis q, folgt D ihm nach. D sieht, wie sich C dem EH nähert und sieht C diesen überqueren, als er ihn selbst überquert. D sieht C auch noch innerhalb des EH. Die Neigung der Null Geodäten bei C korrespondiert mit der nicht eingezeichneten zunehmenden Neigung der Lichtkegel, die innerhalb des SLes in Richtung der Singularität gekippt sind.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 18. Jan 2017, 00:31
von tomS
Betrachten wir die betreffenden Ereignisse der Raumzeit. Eine Schar von Beobachtern C, C', C'', ... stürze ins SL, der letzte bei (t = 0, r = rS), alle vorherigen bei (... < t'' < t' < 0, rS). Dies definiert entsprechende Ereignisse auf dem EH.

D überquert den EH bei (T > 0, rH).

D sieht am EH alle Lichtsignale, die von C, C', C'', ... bei (... < t'' < t' < 0, rS) am EH radial-auslaufend ausgesandt wurden.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 18. Jan 2017, 09:56
von Timm
tomS hat geschrieben: D sieht am EH alle Lichtsignale, die von C, C', C'', ... bei (... < t'' < t' < 0, rS) am EH radial-auslaufend ausgesandt wurden.
Ja, die Lichtkegel verlaufen am EH tangential.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 18. Jan 2017, 10:22
von Timm
seeker hat geschrieben:Gab's da nicht den Effekt, dass A von B überholt wird (zwischen EH und Singularität)?
Du meinst wahrscheinlich:

Entsprechend der Neigung der Null Geodäten sieht D bevor er den EH erreicht C unter sich, danach aber (scheinbar) über sich, obwohl dieser der der Singularität "tatsächlich" stets näher ist. Aus diesem Grund sieht D nicht, wie C in der Singularität verschwindet.

Ich halte das Finkelstein Raumzeitdiagramm für didaktisch wertvoll. Was du noch siehst: Von C bei Annäherung an den EH geschickte Signale sieht der außerhalb befindliche statische Beobachter zunehmend später. Für diesen scheint C am EH "festzukleben", wohl wissend, daß C "tatsächlich" durch den EH fällt.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 18. Jan 2017, 12:25
von nocheinPoet
Scifi69 hat geschrieben:
nocheinPoet hat geschrieben:wie alt ein Mensch werden kann und wann der gestorben ist oder wäre, spielt somit keine Rolle.
Das spielt tatsächlich keine Rolle, wir gehen in diesem Gedankenexperiment sowieso davon aus dass jeder Beobachter einen Jungbrunnen bei sich hat.
Mir ist das klar, dir war es anscheinend so nicht klar, wenn man das von dir liest:
Scifi69 hat geschrieben:Das ist leicht beantwortet. Jemand der existiert muss auch ein gewisses Alter haben; jemand der bereits vor unendlich langer Zeit gestorben ist existiert nicht mehr.

Ein "Beobachter" steht, wie schon erklärt für ein Bezugssystem, ein Koordinatensystem, du kannst einem solchen zwar einen Namen geben, aber ich würde da nicht wie du von einem "Jemand" sprechen. Und ein solches "stirbt" auch nicht. Es wird auch nicht zu einem Zeitpunkt geboren.

Offenbar glaubst du oder glaubtest du, ein Bezugssystem existiert über einen gegebenen Zeitraum, kann ja bei dir offenbar sterben, sollte somit auch geboren werden können, oder nicht?

Ist eine ganz klare Sache, du zeigst nun erkannt zu haben, dass der Beobachter allgemein als Synonym für Bezugsystem steht, eben ein Koordinatensystem, aber welches Alter soll denn nun ein solches Bezugsystem haben? Und wann genau soll das nun sterben?

Und weiter offen ist die Frage von mir an dich, was denn nun, neben dem "Beobachter" außerhalb des EH für den Hineinfallenden, alles nicht mehr existiert. Dem Beobachter hast du ja nun selber explizit einen "Jungbrunnen" verpasst, somit lebt der dann doch eben ewig, also kann er nicht vor "unendlich langer Zeit" gestorben sein und nicht mehr existieren.

Du bist da sprachlich recht unsauber und widersprüchlich, deine Aussagen und Erklärungsversuche passen eben nicht zu der Aussage, dass dir klar ist, dass der Beobachter für Bezugssystem steht. Ein solches stirbt eben wohl weniger ...

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 18. Jan 2017, 13:26
von seeker
OK, danke für die Antworten Tim und Tom.
Damit haben wir m.E. alle wichtigen Szenarien zusammen.
Sobald ich Zeit habe das nochmals in Ruhe zu verstehen und durchzugehen, habe ich vor die wichtigsten Eckpunkte kurz zusammenzufassen, damit sich ein Gesamtbild ergibt. Erst dann möchte ich die Fragen "Was passiert 'tatsächlich'?" und "Was bedeutet hier unter welchen Voraussetzungen/Grundannahmen 'tatsächlich'?" nochmals genauer angehen.
Timm hat geschrieben:Im Übrigen - du hast ja ein ausgezeichnetes Gedächtnis!
Danke für die Blumen! :)
Ich mein, das war damals ein sehr schöner Thread, deshalb erinnere ich mich daran. Allerdings könnte es mit meinem Gedächstnis auch besser bestellt sein, denn andernfalls hätte ich hier nicht einige Dinge nachfragen müssen, die ich inzwischen leider wieder vergessen hatte. :wink:
Timm hat geschrieben:Entsprechend der Neigung der Null Geodäten sieht D bevor er den EH erreicht C unter sich, danach aber (scheinbar) über sich, obwohl dieser der der Singularität "tatsächlich" stets näher ist. Aus diesem Grund sieht D nicht, wie C in der Singularität verschwindet.
Ja, ich glaube das war es, was ich noch im Hinterkopf hatte.

Beste Grüße
seeker

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 18. Jan 2017, 23:07
von Siebenstein
Sorry, ich sehe hier keine Polemik in der Diskussion!

Ich kenne hier aber auch niemand persönlich.

Solange hier Sachargumente aufgeführt werden, egal von wem, sollten diese auch zulässig sein! Oder?

Gruß

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 08:39
von seeker
Siebenstein hat geschrieben:Solange hier Sachargumente aufgeführt werden, egal von wem, sollten diese auch zulässig sein! Oder?
Selbstverständlich!
Aber lass mal bitte gut sein, Siebenstein, du hast nicht alle Informationen, ich denke, diese Sache konnte geklärt werden.

Grüße
seeker

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 09:38
von seeker
Doch nochmal zu der Perlenkette, ich verstehe das Szenario doch noch nicht genügend, muss das doch noch wiederholend durchkauen:

Eine Schar von Beobachtern (B1, B2, B3, ...) versammle sich in großer Entfernung zu einem großen SL (nichtrotierend) und synchronisiere die Uhren.
Nun lassen sie sich nacheinander fallen (beginnend mit B1), jeweils in einem zeitlichen Abstand von sagen wir 1min (was jeder an seiner eigenen Uhr abliest).
Irgendwann fallen also alle freifallend in Richtung Loch. Während des Falls schicken alle Beobachter in jeder Sekunde Eigenzeit ein Lichtsignal in Richtung aller anderen Beobachter.

Irgendwann haben
B1, B2, B3 den EH überschritten, die Singularität aber noch nicht erreicht.
B4 befinde sich direkt am EH.
B5, B6, B7, usw. befinden sich noch davor.

(Wichtig ist hier festzuhalten, wie das mit der Position der B gemeint ist, sagen wir: sie wissen das selbst, durch indirekte Messungen und Berechnungen, ihre Fallzeit, usw., auch wenn sie es nicht direkt beobachten können, ich hoffe das funktioniert so).

Ich glaube folgendes können die B sehen (bitte berichtigen, falls nicht korrekt):

Zuerst die B innerhalb des EH:
B1, B2, B3 sehen auf jeden Fall das Universum hinter sich, wobei dieses eine kleiner werdende Kreisfläche bildet, umgeben von Schwärze. (Ebenso die anderen B, nur ist für die die Universumskreisfläche größer, je weiter weg vom SL, deso größer.)

Hierzu dann noch Fragen:

In welcher Reihenfolge sehen sich B1, B2, B3 gegenseitig (relativ zum Zentrum des SLs) und wie blau- oder rotverschoben?
Wie sehen sie B4, B5, ...?
Wie sehen sie das Universum? Blauverschoben?

Dann die anderen:
Ich glaube B4 am EH sieht auf jeden Fall B5, B6, B7, usw. - und zwar blauverschoben, B6 blauverschobener als B5, usw..

Die Beobachter B5, B6, B7, B8,... (außerhalb des EH) sehen umgekehrt B4 (am EH) nicht mehr (B1-3 hinter dem EH schon gar nicht).

Allerdings können B6, B7, B8,.. den B5 (der sich gerade noch vor dem EH befindet) gerade noch sehen - und zwar stark abgedunkelt und rotverschoben, dieser wiederum sieht B6, B7, ... blauverschoben, B7 blauverschobener als B6, usw.

Fragen:
Sehen B1, B2, B3 den B4? Falls ja, wie verschoben?
Sieht B4 die Beobachter B1, B2, B3, falls, wie verschoben?

Soweit fürs Erste... :wink:

Beste Grüße
seeker

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 10:44
von Timm
Zunächst mal grundsätzlich zur Frequenzverschiebung, du hast ein paar mal von Blauverschiebung gesprochen. Das trifft auf Freifaller nicht zu. Blauverschoben sieht ein statischer Beobachter sB die entfernte Außenwelt. Grund ist hier die gravitative Blauverschiebung. Nun stell dir einen an sB vorbei fallenden Beobachter fB vor. Für diesen kommen in diesem Moment zwei Effekte zusammen: die gravitative Blauverschiebung und die relativistische Dopplerverschiebung. Er entfernt sich von der Außenwelt ja mit relativistischer Geschwindigkeit. Wenn man das rechnet (was ich kürzlich mal woanders gemacht habe), findet man f'/f=1/(1+sqrt(2M/r))*, also eine Rotverschiebung, der Dopplereffekt überwiegt.
Wenn man dasselbe für eine Frequenzverschiebung für 2 radiale Freifaller macht , erhält man ebenfalls Rotverschiebung (aber ungleich) für beide Lichtwege. Innerhalb des EH sieht der Freifaller weiterhin die Außenwelt rotverschoben bis er die Singularität erreicht, was Tom schon mehrfach erwähnt hat.

Die Beobachter kannst du im Raumzeitdiagramm als annähern parallele Weltlinien einzeichnen. Und dazu die Vergangenheits- und Zukunftslichtkegel. Das geht natürlich alles nur sehr qualitativ. Du solltest aber beispielsweise erkennen, ob im Diagramm oben C den nach ihm gesprungenen D sieht.

* mit dieser Beziehung erhält man z=1 für r=2M. Das ist die Rotverschiebung mit der Freifaller die Außenwelt bei seiner Überquerung des EH sieht.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 11:33
von seeker
Timm hat geschrieben:Wenn man das rechnet (was ich kürzlich mal woanders gemacht habe), findet man f'/f=1/(1+sqrt(2M/r)), also eine Rotverschiebung, der Dopplereffekt überwiegt.
Ich nam an, dass die gravitative Blauverschiebung überwiegt bzw. die Situation bei Freifallern z.T. symmetrisch ist, ok , danke für den Hinweis.
Das Diagramm werde ich mir nochmals genauer anschauen.

Gruß
seeker

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 13:40
von nocheinPoet
Moin Seeker,

gab ja hier ein paar Probleme mit den Begriffen, mir wäre wichtig das kurz zu vertiefen und deutlich zu klären. Geht um den Beobachter, nun haben wir gar eine Kette von denen.

Ich gehe davon aus, hier herrscht nun darüber Einigkeit, dass Beobachter als Synonym für Bezugssystem steht.

Zu behaupten, für x existiert y nicht mehr, weil ja unendlich viel Zeit für den vergangen wäre und y ja nun schon lange verstorben sei, ist falsch und unsinnig.

Später mehr, muss arbeiten ... 8)

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 14:31
von seeker
Ja, das mit den Begriffen... :)
Ich habe inzwischen einen Plan, wie ich in das Thema weiter vordringen will, das hier ist im Moment alles Informationsbeschaffung, wer mich kennt, weiß, dass ich mich bei solchen Dingen am Ende auch gerne um die philosophische/weltanschauliche Dimension kümmere.
Und darum möchte ich auch herausarbeiten, was man wann, unter welchen Voraussetzungen/Grundannahmen/Perspektiven hier "existierend" oder "real" oder "faktisch" nennen kann und wann nicht. Das soll aber erst später geschehen.
Ich glaube aber jetzt schon erkennen zu können, dass sich einige z.T. widerstreitend dargestellte Meinungen dabei wahrscheinlich auflösen werden. Es wird dabei bei einigen Aussagen kein "Behauptung A war richtig und Behauptung B war falsch" mehr übrigbleiben, sondern ein "A ist unter den Bedingungen x richtig und B unter den Bedingungen y richtig". Das ist das Schöne daran. Es wird dann wohl nur noch darum gehen, ob einem x oder y mehr zusagt bzw. gewichtiger erscheint.
Aber wie gesagt: Erst später, erst müssen alle Fakten zusammengetragen und geordnet werden, dann analysiert, dann muss geschaut werden, ob das so herauskommt oder nicht.

Grüße
seeker

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 16:26
von Timm
seeker hat geschrieben: Ich nam an, dass die gravitative Blauverschiebung überwiegt
Ich hätte es nicht abschätzen können, da hilft nur rechnen. Es ist kein Hexenwerk (Wurzeln, Potenzen), wenn du möchtest gebe ich dir ein paar Tipps. Neben dem Aha-Effekt profitiert man mit einem besseren Verständnis für die Zusammenhänge. Nach meinem Eindruck ist dir daran gelegen.
seeker hat geschrieben: bzw. die Situation bei Freifallern z.T. symmetrisch ist, ok , danke für den Hinweis.
Man sieht qualitativ, daß das unten emittierte Licht oben stärker rotverschoben ankommt als umgekehrt anhand des Extremfalls oben -> unendlich.

Auf deine Versuche, die erwähnten Begriffe zu klären, bin ich gespannt. NmM dreht sich alles um das richtige Verständnis Koordinatenzeit vs. Eigenzeit, bzw. koordinatenabhängig vs. invariant.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 17:42
von tomS
Jeder Beobachter definiert zunächst lokal ein Bezugsystem. Die Koordinatenzeit entspricht seiner Eigenzeit. Bei frei fallenden Beobachtern und mitbewegten Koordinaten muss das so sein, da die ART lokal der SRT entspricht.

Wichtig: die Eigenzeit gilt nur lokal entlang der Weltlinie, die Koordinatenzeit muss in einem größeren Bereich gelten (siehe z.B. Raindrop Koordinaten)

Dass das auch global funktioniert ist nicht a priori klar. Hier können Horizonte verhindern, dass das lokale Bezugssystem des Beobachters global ausgedehnt werden kann; Bsp.: Rindlerkoordinaten für beschleunigte Beobachter, Schwarzschildkoordinate.

Allerdings kann es auch durchaus Koordinatensysteme geben, die keinem lokalen Bezugssystem eines Beobachters entsprechen.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 18:16
von nocheinPoet
Moin Tom,

mir macht da der "Beobachter" so schwammig definiert doch Probleme. Lesen vermutlich ja auch Personen mit, die mit den Grundlagen der Physik nicht so vertraut sind. Da tauchen dann auf mal auch Lichtlaufzeiten auf, der Beobachter "sieht" etwas, ...

So Sehen ist dann das nächste Problem und ein weiterer Stolperstein im Verständnis der Dinge. Ich sehe nicht, wo man nun einen physischen Beobachter als Person/Mensch benötigen würde, der wo in einem Bezugssystem hockt und die Dinge "sieht". Selbst wenn er einen Jungbrunnen in der Tasche hat und ewig leben könnte.

Ich verwende "Beobachter" grundsätzlich in solchen Diskussionen nur als Synonym für Bezugsystem, ohne jede Diskussion. Generell versuche ich auch den Begriff selber wo immer möglich ganz zu vermeiden, eben damit es da keine Missverständnis gibt.

Ersetzt man hier bei der strittigen Aussage "Beobachter" durch "Bezugssystem", klärt es sich doch fast von alleine. Das Bezugsystem ist eine reine Definitionssache, dieses dann mit Eigenschaften wie "existiert" und "stirbt" zu belegen macht wenig Sinn.


Lieben Gruß

Manuel

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 19. Jan 2017, 18:27
von gravi
Vielleicht wäre es sinnvoll, hier als Beobachter den "ZAMO" einzuführen, der sich ja besonders bei Betrachtung Schwarzer Löcher anbietet. Andreas Müller hat ihn ganz gut erklärt:

http://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_z.html#zamo

Auch hat er eine schöne Beschreibung für den Beobachter überhaupt:

http://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_b02.html#obs

Vielleicht ist das ja ein wenig hilfreich...

Gruß
gravi

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 20. Jan 2017, 00:54
von Skeltek
1. Ein Ball fällt auf eine Singularität zu.
2. Eine Sekunde vor dem EH sendet es verzweifelt ein letztes Photon aus.
3. Der Beobachter weit weg registriert das wenig rotverschobene Photon.

Fallunterscheidung:
-Hätte der Ball exakt am EH ein Photon ausgesendet, wäre dies in unendlicher Zeit unendlich rotverschoben worden.
-Hätte der Ball kurz vor dem EH sein letztes Photin ausgesendet, wäre dies in endlicher zeit mit endlicher rotverschiebung registriert worden.
-Alles hinter dem EH ausgestrahlte spielt keine Rolle.
-> Es ist völlig schwachsinning anzunehmen, dass der Ball am EH "hängen bleibt", wenn man keine Photonen von ihm mehr empfängt.
Wenn man die Rotverschiebung usw extrapolieren kann, wieso dann auch nicht die tatsächliche Übertrittszeit?

Außerdem hängt die Gravitation nicht von der beschleunigenden Kraft ab, sondern die Kraft hängt von der Krümmung ab.
Lässt man das von seeker angenommene Kräftegleichgewicht in der Mitte außer Acht und achtet nur auf die "Krümmung" sieht man, dass diese dort unendlich stark ist.
Die Kraft mag dort mathematisch vielleicht Null erscheinen, aber nicht die verursachende Krümmung, welche primär vom Radius abhängt.

Ich widerhole es nochmal:
Ab einem bestimmten Zeitpunkt werden vom Beobachter nur noch diskret vereinzelte Photonen empfangen, irgendwann kommt auch das letzte an.
Es ist unsinnig die Existenz oder das "Einfrieren" des Balls an den Beobachter zu koppeln, da dieser nur noch passiv mit Glück einzelne Photonen empfängt und in jedem Fall ab einem gewissen Zeitpunkt den Ball weder nahe am Horizont noch exakt auf dem Horizont eingefroren registrieren wird.

Das würde bedeuten, dass zwischen dem Empfang der Photonen und besonders nach dem Empfang des letzten Photons kein Ball mehr für ihn existiert.
So gesehen würde ich weder die Existenz des Balls noch dessen Realität/Zeit vom Beobachter abhängig machen. Messen ist schließlich nur ein passiver Prozess und kein aktiver.
Der Beobachter hat keinerlei aktive Kontrolle darüber, ob der Ball ihm Photonen schickt oder nicht.
Empfängt er Photonen, so ist das ein passiver Vorgang und der Beobachter muss zwangsläufig einsehen, dass etwas außerhalb seines Wissenshorizontes passiert ist, über dessen Geschehen er keinen Einfluß hatte. Er muss zwangsläufig darauf schließen, dass Dinge existieren und passieren, auch wenn er sie nicht beobachten kann!

Und das "Einfrieren" am Horizont ist lediglich eine Unzulänglichkeit des Beobachtens.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 20. Jan 2017, 10:54
von nocheinPoet
Moin,
gravi hat geschrieben:Vielleicht wäre es sinnvoll, hier als Beobachter den "ZAMO" einzuführen, der sich ja besonders bei Betrachtung Schwarzer Löcher anbietet. Andreas Müller hat ihn ganz gut erklärt: http://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_z.html#zamo Auch hat er eine schöne Beschreibung für den Beobachter überhaupt: http://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_b02.html#obs Vielleicht ist das ja ein wenig hilfreich...
Sicher ein guter Ansatz. Ich möchte aber dieses hier aus Wikipedia hinzufügen:
Wikipedia » Beobachter (Physik) » Formaler Status des Beobachterkonzepts hat geschrieben:
Obwohl das Beobachterkonzept insbesondere in Büchern und Arbeiten zur Relativitätstheorie häufig zur Illustration physikalischer Sachverhalte herangezogen wird, ist es kein eigentlicher Bestandteil des Theoriengebäudes der Physik.

Physikalische Aussagen, die das Beobachterkonzept verwenden, gelten daher als pragmatische Formulierungen, die insbesondere in der Didaktik und in Gedankenexperimenten Anwendung finden.

Die Grundgleichungen und Axiomatisierungen physikalischer Theorien basieren hingegen nicht auf Beobachterkonzepten. Physikalische Sachverhalte können daher grundsätzlich ohne Verwendung des Beobachterkonzepts formuliert werden.

An die Stelle des Satzschemas „Der Beobachter z im Bezugssystem I findet den Wert y für die Eigenschaft P des Objekts x.“ tritt dann das Satzschema „Die Eigenschaft P des Objekts x hat den Wert y relativ zum Bezugssystem I.“

Einige Physiker und Philosophen, wie z.B. J. S. Bell, K. Popper, oder M. Bunge stehen der Verwendung beobachter-basierter Formulierungen insbesondere in der Quantenmechanik kritisch gegenüber, da sie zu Missverständnissen und Unklarheiten führen können.
Ich halte diesen Punkt weiter für elementar wichtig.


Dazu noch eben aus Einstein Online zitiert:
Einstein Online » [url=http://www.einstein-online.info/lexikon/beobachter]Beobachter[/url] hat geschrieben:
Das Wort Beobachter wird im Zusammenhang mit den Relativitätstheorien in zweierlei Sinn gebraucht.

Oft ist Beobachter synonym zu Bezugssystem oder (Raum-Zeit-)Koordinatensystem: Ein Beobachter in diesem Sinne ist jeder, der es unternimmt, Raum und Zeit um sich herum und alles, was darin passiert, zu vermessen und insbesondere allen Ereignissen Raum- und Zeitkoordinatenwerte zuzuordnen. Im Zusammenhang mit der Speziellen Relativitätstheorie ist dabei oft eine ganz bestimmte Art von Bezugssystem gemeint - ein Beobachter ist dort in der Regel ein Inertialbeobachter.

Bei anderer Gelegenheit ist der Begriff dagegen enger gefasst - ein Beobachter ist dabei jeder, der sich an einem bestimmten Ort befindet und sich aus den Lichtsignalen, die ihn erreichen, ein Bild seiner Umgebung macht. In diesem Sinne wird das Wort vor allem verwendet, wenn es im Zusammenhang mit den Relativitätstheorien um optische Effekte geht, etwa um Gravitationslinsen. Im Zusammenhang mit den Relativitätstheorien ist vor allem die Gleichberechtigung oder Nicht-Gleichberechtigung der Beobachter interessant.
Entscheidend halte ich hier die Erklärung von Wikipedia, welche dazu weitere Quellen nennt.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 20. Jan 2017, 11:05
von nocheinPoet
Moin,
Skeltek hat geschrieben:... Hätte der Ball exakt am EH ein Photon ausgesendet, wäre dies in unendlicher Zeit unendlich rotverschoben worden.
Unendlichkeiten in der Physik sind immer fragwürdig, Physiker mögen die gar nicht, man geht davon aus, dass diese sich nur mathematisch ergeben und wertet dieses als Indiz für die Unvollständigkeit einer Theorie. Beispiel mal das Abtropfen eines Wassertropfens, rechnet man das normal nach der Theorie würde ganz oben eine unendlich dünne Stelle enstehen, in der Realität geht es aber da nicht dünner als ein Wassermolekül.

So ist es bei den Überlegungen zur ART und der QM, also wenn man was wie Quantengravitation sucht. Es ist ja auch so, dass sie die Singularität mathematisch aus der Theorie ergibt, viele Physiker gehen davon aus, dass diese so nicht wirklich existiert.

Glaube "Ich" auf AN hatte dazu mal was erklärt, er sieht das ganz locker, Objekte am EH verschwinden in endlicher Zeit.


Noch ein anderer Punkt, inzwischen sollte ja bekannt sein, dass die Gravitationswellen zweier miteinander verschmelzender Schwarzen Löcher gemessen wurden. Offensichtlich sind die eben nicht beide gegenseitig an ihren Horizonten eingefroren. Wäre es so wie hier mal behauptet wurde, könnten zwei Schwarze Löcher gar nicht in endlicher Zeit miteinander verschmelzen und ein neues größeres Loch mit einem einzelnen Ereignishorizont bilden.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 20. Jan 2017, 12:59
von ralfkannenberg
nocheinPoet hat geschrieben:Noch ein anderer Punkt, inzwischen sollte ja bekannt sein, dass die Gravitationswellen zweier miteinander verschmelzender Schwarzen Löcher gemessen wurden. Offensichtlich sind die eben nicht beide gegenseitig an ihren Horizonten eingefroren. Wäre es so wie hier mal behauptet wurde, könnten zwei Schwarze Löcher gar nicht in endlicher Zeit miteinander verschmelzen und ein neues größeres Loch mit einem einzelnen Ereignishorizont bilden.
Hallo Manuel,

zunächst einmal steht das nicht im Widerspruch zu den Messungen, weil das Maximum der Gravitationswellen vor dem Merger passiert und gemessen wurde.


Hier übrigens noch eine Arbeit, wie man sich die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher vorstellt:

On Toroidal Horizons in Binary Black Hole Inspirals (Michael I. Cohen, Jeffrey D. Kaplan, Mark A. Scheel)


Freundliche Grüsse, Ralf

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 20. Jan 2017, 14:22
von nocheinPoet
Moin Ralf,

schau man sich doch mal das hier an:

https://www.youtube.com/watch?v=1agm33iEAuo

Ich gehe mal davon aus, dass dieses von einen außenstehenden "Beobachter" beschrieben ist, offensichtlich frieren da bei Schwarzen Löcher nicht gemeinsam am EH des anderen ein, sondern verschmelzen real zu einem größeren Schwarzen Loch und das eben nicht in unendlicher Zeit ...

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 21. Jan 2017, 01:28
von seeker
Ich versuche nochmal etwas zusammenzufassen:

Wir sehen zunächst einmal die Schwierigkeit, dass jeder Beobachter nur ganz lokal bei sich misst, d.h. er sieht andere Beobachter nicht direkt, sondern er sieht die Signale (z.B. das Licht) der anderen Beobachter und kann dann nur daraus versuchen auf weitere Dinge zu schließen, z.B. wo sich der andere wann befindet.

Wir haben folgende Szenarien (bitte verbesseren, falls das noch grobe Fehler enthält):

1.
a) Entfernter Beobachter E beobachtet freifallenden Beobachter F beim Sturz ins SL.
Hier sieht E, dass F immer langsamer wird, dabei auch immer dunkler und rotverschobener. Nahe am EH verschwindet er aus dem Blickfeld von E.
Für F hingegen erscheint E ebenso rotverschoben, wenngleich geringer als umgekehrt.

b) Ein Sonderfall stellt der stationäre Beobachter nahe am EH (stF) dar:
Direkt am EH müsste er sich lokal mit c in Richtung vom SL weg bewegen um stationär sein zu können. Das ist für massebehaftete Objekte nicht möglich.
Wäre es möglich, so würde stF E unendlich blauverschoben sehen, also etwas ganz anderes als F.
(Nahe am EH ist es möglich und auch vergeichbar: F sieht E rotverschoben, stF sieht E blauverschoben.)
Umgekehrt würde sich nichts ändern: stF wäre für E am EH genauso unsichtbar wie F.

2. Die Perlenkette von vielen freifallenden Beobachtern
Dieses Szenario enthält im Grunde 1.a) als Grenzwert, wenn man so viele Beobachter nimmt, dass F(1) den EH schon erreicht (oder wahlweise die Singularität), während F(n) gerade beginnt sich fallen zu lassen.

Ja, ich weiß, die Wortwahl "während" usw. ist nicht präzise, weil das schon Dinge impliziert, die so einfach gar nicht festgestellt werden können.
Man kann aber auch einfach unendlich viele Beobachter F(n) nehmen, die als Startbedingung alle einen Radialabstand zum SL s*n haben, wobei s>>r(EH) und die bezogen auf eine Gegenwartsfläche der Raumzeit (Foliation der RZ), die z.B. an der kosmischen Hintergrundstrahlung festgelegt wird, 'gleichzeitig' anfangen zu fallen (d.h. in der Startbedingung sind alle so weit vom SL weg, dass wir noch näherungsweise eine flache RZ annehmen können). Dass das dann dennoch diskutierbar/etwas unsauber ist, darüber soll hier an der Stelle mal hinweg gesehen werden.

Interessant sind dort auch die optischen Effekte, wo auf einmal der vorher Gefallene nicht mehr vor dem danach Fallenden erscheinen kann, sondern neben ihm oder hinter ihm.

Soweit aktzeptabel?
Es ist spät, ich mache morgen weiter... :wink:

Grüße
seeker

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 21. Jan 2017, 15:26
von tomS
seeker hat geschrieben:Wir sehen zunächst einmal die Schwierigkeit, dass jeder Beobachter nur ganz lokal bei sich misst, d.h. er sieht andere Beobachter nicht direkt, sondern er sieht die Signale (z.B. das Licht) der anderen Beobachter und kann dann nur daraus versuchen auf weitere Dinge zu schließen, z.B. wo sich der andere wann befindet.
Das ist begrifflich noch nicht sauber (ich werde dazu im anderen Thread noch etwas schreiben)

Wenn man in der ART z.B. vom Schwarzschildbeobachter spricht, dann handelt es sich um einen idealisierten, stationären Beobachter im Unendlichen. Man benutzt diesen, um ein Koordinatensystem über die Raumzeit zu legen. Dabei führt man den Begriff der "Gleichzeitigkeit bzgl. dieses Schwarzschildbeobachters" ein. Das ist jedoch nur ein theoretisches Konstrukt und hat nichts mit der tatsächlichen Beobachtung zu tun.

Letztere erfolgt entlang des Lichtkegels und berücksichtigt die Lichtlaufzeit. Die theoretische Gleichzeitigkeit ist dagegen ein unbeobachtbares Konstrukt.

Wenn man also sagt "er sieht die Signale der anderen Beobachter" dann wäre das die reale Beobachtung entlang des Lichtkegels, nicht das theoretische Konstrukt des Koordinatensystems.

Re: Schwarze Löcher, einfallende Materie

Verfasst: 21. Jan 2017, 16:50
von Timm
Aus meiner Sicht ist seeker's Aussage in der gewählten allgemeinen Form i.O. Ich bin gespannt, was du dazu schreibst. Mit "sieht" meint man doch unzweideutig die "reale Beobachtung", also Licht.