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primordiale Schwarze Löcher

Schwarze Löcher, wohl die mysteriösesten Objekte im All: Entstehung, Geometrie, Dynamik, Quantenaspekte
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primordiale Schwarze Löcher

Beitrag von Frank » 2. Okt 2019, 11:56

Wie ernst sind diese theoretischen Gebilde zu nehmen?
Bei den primordialen Schwarzen Löchern (engl. primordial black holes, PHB) handelt es sich um eine besonders leichte Form Schwarzer Löcher, die sich möglicherweise im frühen Universum entwickelt haben. Auf diese frühe Entstehung nimmt auch das Attribut primordial Bezug. Der Begriff stammt aus dem Lateinischen für primordium, dt.: Anfang, Ursprung.
https://www.spektrum.de/lexikon/astrono ... oecher/359

Hintergrund meiner Frage ist dieser Artikel hier.
Normalerweise müssten diese Löcher, wenn sie denn am Anfang des Universums entstanden wären, längst verschwunden sein.

https://www.spektrum.de/news/ist-planet ... ch/1677356
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: primordiale Schwarze Löcher

Beitrag von Skeltek » 2. Okt 2019, 13:25

Ich denke das kommt auf die anfängliche Größe an. Vielleicht könnte man mal die maximale Größe berechnen, welche damals notwendig gewesen wäre, um sich innerhalb von 14 Milliarden Jahren auflösen zu können. Alles was geringfügig drüber lag, dürfte heute noch nicht vollständig verstrahlt sein.
Ich halte sowas für möglich, allerdings ist fraglich, wie oft sowas im bekannten Universum überhaupt vorkommt. Der Hype um die mögliche größere Häufigkeit dieser SLs ist meiner Meinung nach nur auf den Erklärungsversuch zurückzuführen, dass einige versuchten, die fehlende Masse im Universum bzw DM durch viele kleine SLs zu erklären.
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Re: primordiale Schwarze Löcher

Beitrag von Hansen » 2. Okt 2019, 21:20

Skeltek hat geschrieben:
2. Okt 2019, 13:25
Der Hype um die mögliche größere Häufigkeit dieser SLs ist meiner Meinung nach nur auf den Erklärungsversuch zurückzuführen, dass einige versuchten, die fehlende Masse im Universum bzw DM durch viele kleine SLs zu erklären.
Sehr gut möglich, eine gewisse Kindlichkeit sieht man in den Erklärungsversuchen. Wenn man sieht wie Wissenschaftler ernsthaft was erdenken da siehst man auch die Hexenverbrennungen mit anderen Augen.

Bloß nicht daran zweifeln dass das der jetzige "Wissensstand" gar nicht so groß ist wie man gerne hätte.
bei schwarzen Löchern frag ich mich eher was passiert wenn sich mal ein paar 100t vereinen, fällt so ein superschweres Loch durch den Teppich der Raumzeit? Explodiert es ab einer bestimmten Größe. Ändert sich die Physik wenn ein SL expandiert oder Explodiert oder ist das noch im Rahmen des erlaubten?
Zuletzt geändert von Hansen am 3. Okt 2019, 21:34, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: primordiale Schwarze Löcher

Beitrag von Frank » 3. Okt 2019, 12:21

Skeltek hat geschrieben:
2. Okt 2019, 13:25
Ich denke das kommt auf die anfängliche Größe an. Vielleicht könnte man mal die maximale Größe berechnen, welche damals notwendig gewesen wäre, um sich innerhalb von 14 Milliarden Jahren auflösen zu können. Alles was geringfügig drüber lag, dürfte heute noch nicht vollständig verstrahlt sein.
Die Lebensdauer als Funktion der Lochmasse ist dann gegeben durch:

τ(M) ~ 1064 (M/Msol)3 Jahre,

wobei Msol die Sonnenmasse von 1.99 × 1030 kg ist.
Das führt auf eine Lebenszeit von etwa 1.3 Mrd. Jahren für die eine Milliarde Tonne wiegenden PBHs. Die Lebensdauer steigt allerdings mit der dritten Potenz der Lochmasse. Ein deutlich leichteres Loch wäre damit schon früher zerstrahlt. An diesen Rechnungen sieht man, dass PBHs von maximal der Masse eines Bergs schon innerhalb des Alters unseres Universums vollständig zerstrahlt wären.
https://www.spektrum.de/lexikon/astrono ... oecher/359
Skeltek hat geschrieben:
2. Okt 2019, 13:25
Ich halte sowas für möglich, allerdings ist fraglich, wie oft sowas im bekannten Universum überhaupt vorkommt. Der Hype um die mögliche größere Häufigkeit dieser SLs ist meiner Meinung nach nur auf den Erklärungsversuch zurückzuführen, dass einige versuchten, die fehlende Masse im Universum bzw DM durch viele kleine SLs zu erklären.

Ich denke schon das es Sinn macht , darüber nachzudenken.
Nach der Lektüre dieses Eintrags könnte man stutzig werden und sich fragen, was es überhaupt bringt, sich mit so etwas Spekulativem wie primordialen Schwarzen Löchern zu beschäftigen. Immerhin könnte sich irgendwann herausstellen, dass primordiale Schwarze Löcher definitiv nie existiert haben!
Dieser berechtigen Kritik kann man etwas entgegenstellen, dass für alle Theorien Gültigkeit hat: fundamentale Erkenntnis. Der theoretische Astrophysiker Bernard Carr von der Universität London nennt die 1974 entdeckte Hawking-Strahlung als eine der wichtigsten Entdeckungen in der Physik des 20. Jahrhunderts. Er begründet dies damit, dass es Hawking gelang drei bis dato getrennte Bereiche der Physik – Quantentheorie, Allgemeine Relativitätstheorie und Thermodynamik – zu verknüpfen, was mit profunden, neuen Erkenntnissen über die Natur verbunden war. Carr rechtfertigt deshalb Grundlagenforschung und formuliert in u.g. Papier pointiert:

Thus the discovery illustrates that studying something may be useful even it does not exist!

https://www.spektrum.de/lexikon/astrono ... oecher/359
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: primordiale Schwarze Löcher

Beitrag von Skeltek » 3. Okt 2019, 16:55

Uh, naja, ein SL kann nie so groß werden (außer es ist schon größer), dass es größer als die Hubble-Sphäre oder ähnliches wird. Das würde mehr Masse brauchen als in der Hubble-Sphäre drin ist (vereinfacht gesprochen). Und wenn man weniger Masse in einem einzigen SL vereint, dann strahlt es halt einfach viel langsamer ab, als wenn man ein kleineres SL nimmt (Langlebigkeit abhängig von dritter Potenz der Masse, wie Frank eben auch schon erwähnt hat).

Nun, die Singularität 'fällt' nicht durch die Raumzeit und es reißt auch kein Loch hinein. Es sorgt naiv betrachtet lediglich dafür, dass an diesem Punkt ein 'Ende der Zeit' entsteht in welchem alle möglichen 'Zukunftsrichtungen' innerhalb des EHs enden; es biegt sozusagen alle Geodäten und Zukunftslichtkegel der Umgebung in diesen einen Punkt hinein. Das heißt im Grunde genommen, dass die Zukunft jedes Raumpunktes und jeder Masse innerhalb des EHs in dem singulären Punkt endet. Zumindest kommt das dabei heraus, wenn man es etwas naiv betrachtet.
Zwar ist das im letzten Detail falsch, jedoch halte ich es für eine recht anschauliche Darstellung, zumal der Vergleich/Interpretation erst da zusammen bricht, wo die Standardphysik auch keine Erklärung mehr liefern kann. Vielleicht könnte hier jemand der anderen berichtigen, falls meine Darstellung/Beispielmodel so nicht haltbar oder grob falsch ist.
SLs lösen sich schneller auf, umso kleiner sie sind. Wenn die Größe gegen 0 geht, strahlt es immer schneller ab und der kleine Rest evaporisiert schlagartig explosiv.

Ich halte die Anschauung mit den darin 'endenden' Geodäten recht interessant, weil sie das Ende der Zukunft bzw messbaren Zeit symbolisiert (nicht wirklich, aber den unvollständigen Modellen nach). Wie man aus der RT weiß, gibt es einen starken Zusammenhang von Entfernung und Gleichzeitigkeit bzw wie viel Eigenzeit ein Objekt mindestens erleben kann, bevor ein anderes es einholt oder erreicht - das Minimum liegt eben nur vor, wenn der andere mit c darauf zu fliegt.
Bei SLs ist grob gesprochen der Hinflug vom EH zur Singularität zeitlich endlich, wobei die Entfernung von der Singularität zum EH unendlich beträgt. Bei einem größeren SL werden die beiden lediglich größer.
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Re: primordiale Schwarze Löcher

Beitrag von belgariath » 4. Okt 2019, 18:15

Hier eine weitere Kuriosität:
Der vermutete Planet 9 könnte ein primordiales SL sein, das (so wie ich den Abstract verstehe) aus einer Population primordialer SLs mit Massen von einigen Erdmassen außerhalb des Kuiper-Gürtels eingefangen wurde.
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019a ... S/abstract
Der harmonische Oszillator ist die Drosophila der Physiker (Carsten Honerkamp)
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Re: primordiale Schwarze Löcher

Beitrag von Frank » 4. Okt 2019, 19:01

belgariath hat geschrieben:
4. Okt 2019, 18:15
Hier eine weitere Kuriosität:
Der vermutete Planet 9 könnte ein primordiales SL sein, das (so wie ich den Abstract verstehe) aus einer Population primordialer SLs mit Massen von einigen Erdmassen außerhalb des Kuiper-Gürtels eingefangen wurde.
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019a ... S/abstract
Siehe oben. Ich habe die Frage genau wegen der Arbeit ja
gestellt.
Kurios ist es aber weiterhin :sp:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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