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Herantasten ans schwarze Loch

Schwarze Löcher, wohl die mysteriösesten Objekte im All: Entstehung, Geometrie, Dynamik, Quantenaspekte
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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Analytiker » 9. Apr 2019, 15:02

Morgen wird es soweit sein, das wohl erste Foto eines Schwarzen Lochs. Um 15 Uhr beginnen weltweit sechs Pressekonferenzen in Belgien (Brüssel), Chile (Santiago), China (Shanghai), Japan (Tokio), Taiwan (Taipeh) und USA (Washington, D. C).

Um 15:07 wird die ESO eine Pressemitteilung herausgeben. Spätesten dann werden wir es wissen.


Die ESO wird live übertragen. Unter folgendem Link kann man das Ereignis mitverfolgen:

https://www.eso.org/public/live/

Spiegel Online bereitet schon mal die Nachricht vor:

https://www.spiegel.de/wissenschaft/wel ... 61940.html

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Frank » 10. Apr 2019, 15:33

Für mich ist es ein fantastisches Ergebnis und ein Sieg der Theorie und Mathematik.
Ist es für mich auch überraschend?
Nein!
Ich habe nie an den schwarzen Löchern und an deren Existenz , wie berechnet gezweifelt :sp:

Kann man schon Rückschlüsse auf die Hellugkeit des Rings schliessen(wegen der von euch erwähnten Theorie)?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Herr5Senf » 10. Apr 2019, 16:02

Hab meine live-Eindrücke dort hinterlassen https://www.astronews.com/forum/showthr ... post130630
Warum immer diese dramatischen Aufmacher 10 Tage vorher, ganz exakt ein vorausberechneter Einstein - Bestätigung ART.
Die "Kritiker" wittern doch wieder eine Verklapse mit Computersimulation, so gut ist die Übereinstimmung mit der Theorie.
1h später: Wer sollte denn nun das Publikum für die "Sensation" sein?

Grüße Dip

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Skeltek » 10. Apr 2019, 16:46

Nunja, jetzt stehts plötzlich auf einmal in den Zeitungen und infast jedem News-Feed. Nur uns wird man da kaum finden mit google :-D
Nun, bestätigt oder bewiesen wird mit der Bilddifferenz nicht viel. Es zeigt zumindest keine Abweichung oder Widerspruch zur Relativitätstheorie.
Es ist trotzdem Wahnsinn, dass es das erste mal gelungen ist es mal auf Bild zu bringen. Ich hoffe dass man eines Tages mit verbesserten Algorithmen das Zusammenaddieren der vielen Teleskopbilder und späterer Subtraktion der das Loch verdeckenden Scheibe ein viel viel besseres Ergebniss bekommen wird. Gerade die leichte Abweichung der Bildpixel in ihrer Ausrichtung der unterschiedichen Teleskope wird letztlich durch (simplifiziert ausgedrückt) das errechnen eines 'Durchschnitts' in dieser Bldrichtung erzielt.

Die größte Gefahr für eine Fehlerquelle sehe ich in einem systematischen Denkfehler beim zusammenaddieren der Bilder, da sich die Teleskope teils unterschiedlich auf dem Globus verteilt sind (auf einer Halbkugel) und hier die Erdkrümmung und unterschiedliche Menge an zu überwindenden Atmosphäre usw das Ergebnis systematisch verfälschen könnte. Da würde ich gerne mal das Verfahren und Vorgehen besser kennen, welches verwendet wurde.
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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Analytiker » 10. Apr 2019, 18:19

Das erste Foto ist von Messier 87 und nicht von Sagittarius A*, Sagittarius A* nicht, weil ein dichter Nebel aus geladenen Teilchen, die Aufnahme gestört hat. In Zukunft will man noch bessere Aufnahmen machen und dann werden wir sehen.

Einstein wurde wieder bestätigt, ein grandioser Erfolg seiner Theorie!

Es ist wirklich eine Sensation, von Messier 87 so eine scharfe Abbildung bekommen zu haben. Das bringt neuen Elan in die Forschung.

https://www.youtube.com/watch?v=DsH1SZp5yNw

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von belgariath » 10. Apr 2019, 19:32

Interessant aber gleichzeitig auch etwas schade / ärgerlich finde ich, dass die Aufnahme des Schwarzen Lochs durch ganz verschiedene Akkretionsscheiben-Modelle erklärt werden kann. Man kann also noch nicht so arg viel über die Materie in der Umgebung des Lochs sagen. Aber das erhält immer ein wenig Spannung für die Zukunft.
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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Frank » 10. Apr 2019, 19:43

belgariath hat geschrieben:
10. Apr 2019, 19:32
Interessant aber gleichzeitig auch etwas schade / ärgerlich finde ich, dass die Aufnahme des Schwarzen Lochs durch ganz verschiedene Akkretionsscheiben-Modelle erklärt werden kann. Man kann also noch nicht so arg viel über die Materie in der Umgebung des Lochs sagen. Aber das erhält immer ein wenig Spannung für die Zukunft.
Vieleicht muss man auch erstmal die Verzerrung von Raum und Zeit am Schwarzschildradius besser verstehen.
Wer weiss wie sich Materie unter so exotischen Umständen verhällt, oder ob man da normale Massstäbe ansetzen kann.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Herr5Senf » 10. Apr 2019, 22:45

"Verzerrung von Raum und Zeit am ... -radius" ist verstanden, es sind die Einstein-Gleichungen:

dieses SL ist ein rotierendes Kerr-Loch, der Radius ist dann geringer als bei einem Schwarzschild-SL und
der Raum mit der Materie wie auch Licht drumrum werden durch die Rotation wie ein Strudel mitgezogen.
Wo der abgebildete Ring dunkler ist, dreht sich das SL von uns weg und das Licht verschwindet hinterm Schatten.
Der helle Ringbereich dreht auf uns zu, es wird Licht "zusätzlich" von hinten nach vorn "transportiert".
Die Parameter des SL sind schon bekannt gewesen, die jetzige Abbildung ist ja "identisch" mit vorherigen Computersimulationen.
Das wird bestimmt ein Hauptargument der Crackpots werden, am Computer gemacht - "Einstein-Physik" will Nobelpreis haben.

Grüße Dip

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Frank » 11. Apr 2019, 00:07

Herr5Senf hat geschrieben:
10. Apr 2019, 22:45


dieses SL ist ein rotierendes Kerr-Loch,
Lt. Harald Lesch weiss man das eben gerade noch nicht und muss jetzt erstmal geklärt werden.
Man weiss bis jetzt nur, dass sich die Akretionsscheibe dreht.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von tomS » 11. Apr 2019, 06:44

Analytiker hat geschrieben:
10. Apr 2019, 18:19
Einstein wurde wieder bestätigt, ein grandioser Erfolg seiner Theorie!
Ich habe bisher nur gelesen, dass entsprechend der ART ein SL vorliegt. Erstens wissen wir noch nicht sicher, ob auch alle quantitativen Details zutreffen; und zweitens wissen wir natürlich auch nicht, ob die ART auch am Horizont und darunter gültig bleibt.
Gruß
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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von tomS » 11. Apr 2019, 06:54

Frank hat geschrieben:
11. Apr 2019, 00:07
Herr5Senf hat geschrieben:
10. Apr 2019, 22:45
dieses SL ist ein rotierendes Kerr-Loch,
Lt. Harald Lesch weiss man das eben gerade noch nicht und muss jetzt erstmal geklärt werden.
Man weiss bis jetzt nur, dass sich die Akretionsscheibe dreht.
Wenn die Akkretionsscheibe rotiert, dann transportiert sie Drehimpuls ins SL, und damit muss ein Kerr-SL vorliegen. Was man jetzt prüfen muss ist, ob die Parameter (Masse, Drehimpuls, Radius Ergosphäre und Horizont) sowie die daraus theoretisch ableitbaren sichtbaren Phänomene (das Bild der Akkretionsscheibe, Jets) zu den Beobachtungsdaten passen.

Das Bild wird durch unterschiedliche Effekte deformiert: zum ersten ist die Scheibe nie ganz homogen. Zum zweiten greift aufgrund der Deformation der kinematische Dopplereffekt, d.h. einige Bereiche der Scheibe rotieren auf den Beobachter zu, andere von ihm weg. Zum dritten rotiert auch die Raumzeit selbst (Frame-Dragging) krümmt dadurch die Lichtstrahlen bzw. führt diese gewissermaßen mit und verursacht eine gravitative, anisotropic Dopplerverschiebung

Viele der ältere Raytracing-Bilder zeigen den Effekt auf Licht weit entfernter Quellen; hier haben wir es jedoch - leider - mit dem Bild der rotierenden Akkretionsscheibe zu tun. Ich bin gespannt, ob man die Effekte sauber trennen kann.

https://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_r02.html
Gruß
Tom

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Analytiker » 11. Apr 2019, 09:19

tomS hat geschrieben:
11. Apr 2019, 06:44
Analytiker hat geschrieben:
10. Apr 2019, 18:19
Einstein wurde wieder bestätigt, ein grandioser Erfolg seiner Theorie!
Ich habe bisher nur gelesen, dass entsprechend der ART ein SL vorliegt. Erstens wissen wir noch nicht sicher, ob auch alle quantitativen Details zutreffen; und zweitens wissen wir natürlich auch nicht, ob die ART auch am Horizont und darunter gültig bleibt.
Nach allem, was ich gelesen und gehört habe, gibt es keinen Widerspruch zu Einsteins Theorie. Die quantitativen Details der Beobachtungen werden, wenn noch nicht geschehen, in zahlreichen Papers zeitnah veröffentlicht. Mit signifikanten Abweichungen von der ART ist nicht zu rechnen. Was hinter dem Ereignishorizont passiert, lässt sich aus unserer Sicht nicht überprüfen. Da kann man nur hochrechnen oder spekulieren.

Die Höhe des Kerr-Parameters des supermassereichen Lochs in M87 interessiert mich. Mal sehen, was dabei rauskommt oder rausgekommen ist.

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Frank » 11. Apr 2019, 11:38

tomS hat geschrieben:
11. Apr 2019, 06:54

Wenn die Akkretionsscheibe rotiert, dann transportiert sie Drehimpuls ins SL, und damit muss ein Kerr-SL vorliegen. Was man jetzt prüfen muss ist, ob die Parameter (Masse, Drehimpuls, Radius Ergosphäre und Horizont) sowie die daraus theoretisch ableitbaren sichtbaren Phänomene (das Bild der Akkretionsscheibe, Jets) zu den Beobachtungsdaten passen.
So wie ich Harald Lesch hier verstehe(ab 18.46 Min.) muss die Drehung des SL erstmal geklärt werden.

https://www.youtube.com/watch?v=A8RPRN2964k





[/quote]
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von belgariath » 11. Apr 2019, 12:00

Frank hat geschrieben:
11. Apr 2019, 00:07
Herr5Senf hat geschrieben:
10. Apr 2019, 22:45
dieses SL ist ein rotierendes Kerr-Loch,
Lt. Harald Lesch weiss man das eben gerade noch nicht und muss jetzt erstmal geklärt werden.
Man weiss bis jetzt nur, dass sich die Akretionsscheibe dreht.
Genau. In den Papern werden einige Simulationen (aus einem ganzen Zoo von durchgeführten Simulationen) gezeigt, die die Beobachtung am besten beschreiben. Und eine davon hat den Drehimpuls 0, andere dagegen den Drehimpuls 0,94 bzw. -0,94 (also nahe des maximal Möglichen). Aber, es stimmt natürlich, dass Drehimpuls 0 kaum mit der Entstehung des Lochs vereinbar ist, denn es wächst ja durch Akkretion des Scheibenmaterials, welches definitiv Drehimpuls hat.

tomS hat geschrieben:
11. Apr 2019, 06:44
Analytiker hat geschrieben:
10. Apr 2019, 18:19
Einstein wurde wieder bestätigt, ein grandioser Erfolg seiner Theorie!
Ich habe bisher nur gelesen, dass entsprechend der ART ein SL vorliegt. Erstens wissen wir noch nicht sicher, ob auch alle quantitativen Details zutreffen; und zweitens wissen wir natürlich auch nicht, ob die ART auch am Horizont und darunter gültig bleibt.
Einige andere Kandidaten für kompakte Objekte können nicht ausgeschlossen werden.


Mich wundert es auch, dass (zumindest in dem ersten der sechs Paper) der Winkel zwischen Sichtlinie und Akkretionsscheibe nicht beziffert wird. Das müsste doch aus der Doppler-Verstärkung oder aus der Abweichung des Strahlungsrings von einem Kreis leicht zu bestimmen sein.

Ferner ist in der Veröffentlichung von einem "photon capture radius" die Rede, welcher betragen soll. Was versteht man denn darunter? Die Photonensphäre ist nicht gemeint, oder?
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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von tomS » 11. Apr 2019, 14:59

Frank hat geschrieben:
11. Apr 2019, 11:38
tomS hat geschrieben:
11. Apr 2019, 06:54

Wenn die Akkretionsscheibe rotiert, dann transportiert sie Drehimpuls ins SL, und damit muss ein Kerr-SL vorliegen. Was man jetzt prüfen muss ist, ob die Parameter (Masse, Drehimpuls, Radius Ergosphäre und Horizont) sowie die daraus theoretisch ableitbaren sichtbaren Phänomene (das Bild der Akkretionsscheibe, Jets) zu den Beobachtungsdaten passen.
So wie ich Harald Lesch hier verstehe(ab 18.46 Min.) muss die Drehung des SL erstmal geklärt werden.
Ich behaupte nichts anderes: die ART sagt voraus, dass es sich drehen muss d.h. dass ein Kerr-SL vorliegt, da die einfallende Materie Drehimpuls transportiert; und jetzt ist zu prüfen, ob die theoretischen Vorhersagen d.h. "dass es sich dreht", zu den Beobachtungsdaten passen.
Gruß
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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von tomS » 11. Apr 2019, 16:43

belgariath hat geschrieben:
11. Apr 2019, 12:00
Ferner ist in der Veröffentlichung von einem "photon capture radius" die Rede ... Was versteht man denn darunter?
Siehe hier:

https://en.wikipedia.org/wiki/Cross_sec ... ection.svg

Eingezeichnet ist der Streuparameter b als Abstand einer gedachten aymptotischen Parallelen zur Gerade durch den Mittelpunkt = das Zentrum des SLs.

Der "capture radius" Rc bezeichent den kritischen Stoßparameter b, unterhalb dessen das Photon gefangen wird. Dass es unterhalb des Schwarzschildradius RS gefangen wird ist offensichtlich klar; aber auch wenn es mit b > RS einläuft, wird es doch zu kleineren Radien hin abgelenkt, so dass es später zu r < RS gelangen kann.

Anders ausgedrückt, bei b = Rc wird das Photon später einen minimalen Abstand rmin = RS erreichen.

Ich habe leider noch kein Bild für die Schwarzschild-Nullgeodäte gefunden, aus dem man das erkennen kann.
Gruß
Tom

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Frank » 12. Apr 2019, 13:05

tomS hat geschrieben:
11. Apr 2019, 14:59

Ich behaupte nichts anderes: die ART sagt voraus, dass es sich drehen muss d.h. dass ein Kerr-SL vorliegt, da die einfallende Materie Drehimpuls transportiert; und jetzt ist zu prüfen, ob die theoretischen Vorhersagen d.h. "dass es sich dreht", zu den Beobachtungsdaten passen.
Richtig, es ist eine Voraussage, aber keine Tatsache.
Nehmen wir mal an , M 87 dreht sich nicht. Dann wäre die ART das erste Mal nicht richtig und an der einfachen Drehimpulserhaltung gescheitert.

Natürlich spricht im Grunde alles gegen ein ruhendes SL, denn wenn man die letzten sichtbaren Vorstufen betrachtet, die Neutronensterne, dann weiss man ja mit welchen aberwitzigen Geschwindigkeiten Selbige rotieren. (Der Drehimpuls also erhalten bleibt)
Andererseits weiss man aber nichts von den exotischen Verhälltnissen innerhalb eines SL. Eine Singulariät , die es zwar mathematisch gibt, aber physikalisch keinen Sinn macht, sollte die Aufhebung von alles und nichts sein. Hier spielt noch nicht mal mehr Zeit eine Rolle.
Warum sollte es dann der Drehimpuls?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von tomS » 12. Apr 2019, 18:03

Frank hat geschrieben:
12. Apr 2019, 13:05
Richtig, es ist eine Voraussage, aber keine Tatsache.
Deswegen schreibe ich ja
tomS hat geschrieben:
11. Apr 2019, 14:59
... und jetzt ist zu prüfen, ob die theoretischen Vorhersagen d.h. "dass es sich dreht", zu den Beobachtungsdaten passen.

Frank hat geschrieben:
12. Apr 2019, 13:05
Andererseits weiss man aber nichts von den exotischen Verhältnissen innerhalb eines SL.
Es geht gar nicht um den den Innenraum.

Die Kerr-Lösung beschreibt eine rotierende Raumzeit. Bei LIGO ist man in der Lage, einige Informationen zur Drehimpulsorientierung der beiden initialen SLs aus den Gravitationswellen zu extrahieren; man hat demnach indirekte Indizien, dass die Kerr-Lösung tatsächlich zutreffend ist.

Das Problem liegt nun darin, dass man bei M87* ausschließlich elektromagnetische Signale zur Verfügung hat, die teilweise von der Rotation der Akkretionsscheibe selbst beeinflusst werden. Man muss also zwei getrennte Effekte - Rotation der Akkretionsscheibe und Rotation der Raumzeit selbst - aus den Beobachtungsdaten extrahieren.
Gruß
Tom

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von tomS » 13. Apr 2019, 15:32

E702BF21-55B3-464F-9AB1-0D0A44C28E7C.jpeg
M87* - Bild: EHT-Kollaboration
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Gruß
Tom

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Re: Herantasten ans schwarze Loch

Beitrag von Analytiker » 13. Apr 2019, 17:01

Großartig! :D

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