Was ist ein schwarzes Loch?

[pispezi]

AW: Was ist ein schwarzes Loch?

Hallo Mg606,

mit der Formulierung, dass "ein Schwarzes Loch ein Haufen stark verdichteter Materie ist" triffst Du den Kern der Sache.

Gewöhnlich denkt man bei Schwarzen Löchern an massereiche Monster, die ganze Sterne verschlingen. Tatsächlich ist es aber so, dass es Schwarze Löcher ganz unterschiedlicher Masse gibt.

Der Radius eines Schwarzen Loches ist proportional zu seiner Masse, während seine Dichte umgekehrt proportional zum Quadrat der Masse ist.

Könnte man die Sonne (Radius ca. 700'000 km) auf einen Radius von ca. 3 km zusammenpressen, würde sie sich in ein Schwarzes Loch mit einer Dichte von ca. 10^19 kg/m^3 verwandeln. Diese Dichte übersteigt diejenige eines Atomkerns.

Die herkömmliche Gravitationstheorie erlaubt nun keine beliebig grosse Verdichtung der Materie. Bei Dimensionen um ca. 10^-35 m, der sog. Planck-Länge, versagt diese Theorie, weil Quanteneffekte dominieren. Damit hat das kleinste Schwarze Loch eine Masse von 10^-8 kg.

Kann man nun mit dem LHC Schwarze Löcher erzeugen?

Am LHC wird ein Proton auf eine Energie E von 7 TeV gebracht. Dies entspricht (E = m*c^2) einer Masse m von ca. 10^-23 kg. Diese Masse liegt nun um 15 Zehnerpotenzen tiefer als die kleinstmögliche Masse (10^-8 kg) eines Schwarzen Loches. Der LHC würde also nach herkömmlichen Vorstellungen keine Schwarzen Löcher erzeugen können.

Neuere Vorstellungen wie die sog. String-Theorie behaupten nun, dass der Raum mehr als drei Dimensionen habe. Dies würde ein stärkeres Anwachsen der Gravitationskraft bei sehr kurzen Distanzen bedeuten. Die Konsequenz wäre, dass man mit den Experimenten am LHC tatsächlich bereits Schwarze Löcher beobachten könnte.

Bei den LHC-Experimenten geht es also auch um die Frage, ob die Theorien mit zusätzlichen Raumdimensionen stimmen.

Ist das nicht spannend?

Gruss
Hartmut

Hallo Hartmut,

danke für diese sehr interessante Erläuterung.

Wenn man nun aber einem DF-Laien sagt:
Ist es nicht spannend, was über schwarze Löcher zu lernen?
Dann wirst Du zuvörderst wieder Angst ernten.

Deshalb jetzt mein Argument:

Ist es nicht eigentlich egal, ob im LHC tatsächlich schwarze Löcher entstehen? Ihre Masse ist doch winzig (sie bilden also eigentlich nichts wesentlich anderes als einen 0-dimensionalen Massepunkt, der eine Gravitationskraft von etwa Null hat - sobald man die Umgebung oberhalb atomarer Maße betrachtet).

Das heißt, sollte der LHC schwarze Löcher erzeugen, würden wir davon nichts merken.
Sehe ich das richtig?

LG, pispezi

 

[FritzR]

AW: Was ist ein schwarzes Loch?

Was ist ein schwarzes Loch im Ganzen? Was stellt Ihr vor Euch hin mit Sinn, darüber? Was bringt das wenn wir's wissen würden?

Ein Hörtipp.

Ich versuche einen Link einzustellen, der zu einer Radiosendung mit Professor Harald Lesch führt, der genau solche fragen heute beantwortet hat.

http://www.swr.de/swr2/programm/sen...02/nid=1853902/did=4030460/1lesng5/index.html

Rechts in der Leiste: Die Antworten Prof. Harald Lesch. anklicken.
Und dann die Fragen anklicken und zuhören.

Ich hoffe es klappt.

Gruß Fritz

 

[Hartmut]

AW: Was ist ein schwarzes Loch?

Ist es nicht eigentlich egal, ob im LHC tatsächlich schwarze Löcher entstehen?

Hallo pispezi,

im Sinne meines vorigen Beitrages ist es nicht egal. Das Fabrizieren Schwarzer Löcher (SL) wäre ein Beweis für die Existenz verborgener Raumdimensionen.

Ihre Masse ist doch winzig (sie bilden also eigentlich nichts wesentlich anderes als einen 0-dimensionalen Massepunkt, der eine Gravitationskraft von etwa Null hat - sobald man die Umgebung oberhalb atomarer Maße betrachtet).

An der Oberfläche eines kugelförmigen SL (dem Gravitationsradius, auch Ereignishorizont genannt) ist die Gravitationskraft unendlich gross, weshalb sich ein solches Objekt unaufhaltsam zum Zentrum hin zusammenziehen muss. Das ist eine Aussage der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Ausserhalb (> ca. 3-facher Gravitationsradius) verhält sich das SL aber wie eine gewöhnliche Masse, d. h. es wechselwirkt mit anderen Massen gemäss dem Newtonschen Gravitationsgesetz. Die Masse der möglicherweise am LHC erzeugten Mini-SL ist nun äusserst winzig und, verglichen mit dem Gravitationsradius eines Mini-SL, sind atomare Dimensionen riesig. Demzufolge ist die Anziehungskraft eines Mini-SL extrem gering. Du hast also recht mit der Aussage, dass das Mini-SL "Gravitationskraft von etwa Null hat - sobald man die Umgebung oberhalb atomarer Maße betrachtet"

Die vorstehenden Betrachtungen unterstellten ein stabiles Mini-SL. Wegen der von Stephen Hawking 1974 entdeckten gleichnamigen Strahlung "verdampfen" aber SL und zwar um so rascher, je geringer ihre Masse ist. Unter den Bedingungen des LHC würde die Mini-SL nach ihrem Entstehen innert 10^-27 s, also praktisch instantan, zerfallen. Sie hätten somit keine Zeit, um andere Teilchen zu "fressen".

Das heißt, sollte der LHC schwarze Löcher erzeugen, würden wir davon nichts merken.
Sehe ich das richtig?

Merken würden "wir", d. h. die Unbeteiligten, tatsächlich nichts, die Wissenschaftler dagegen schon. Ein zerfallendes SL verhält sich nämlich anders als übliche Teilchenkollisionen. Nach Hawking strahlt es in alle Richtungen zahlreiche Teilchen mit hohen Energien ab.

Gruss
Hartmut

 

[Benjamin]

Das Fabrizieren Schwarzer Löcher (SL) wäre ein Beweis für die Existenz verborgener Raumdimensionen.

Ich denke, die Theorie verborgener Raumdimensionen würde eine Bestätigung erfahren, Beweis wäre es aber keiner.

 

[gutekunsthorst]

AW: Was ist ein schwarzes Loch?

Liebe Freunde

Hier ein Link für Interessierte:

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/archivepix.html

Schaut mal rein ins Leben der Materie, all überall in uns und um uns.
Die Bilder im Makro_Kosmos sprechen ihre eigene Sprache und wir können es sehen!
Schwarze Löcher sind auch dabei und nirgends ist ein Ende!
Es ist Multi_Dimensional!
Nach dem Holographischen Prinzip geordnet und arrangiert.
Think big and do the small things...


Horst'l