Physik: Hubbles Gesetz und andere Themen

Ysrthgrathe

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@Caesar
Die "Helligkeit" ist kein physikalischer Begriff.
Doch, in der Astronomie schon.
https://de.wikipedia.org/wiki/Absolute_Helligkeit

Dazu verwendet man heutzutage in der Astronomie besonders gute, extrem stark gekühlte CCD-Sensoren.
Also mit Hilfe einer bessere Version genau des Chips, mit dem auch alle Digitalkameras funktionieren.


@Gala

Da ist Strahlung eigentlich immer Ergebnis von Temperatur. Mir fällt da jedenfalls gerade kein Gegenbeispiel ein ?
Tatsächlich? Kennst du ein in Deutschland noch zugelassenes Leuchtmittel, bei dem das Licht "Ergebnis von Temperatur" ist?

Ist aber eigentlich völlig unerheblich, es ging ja um Supernovae.
Ein Supernova-Spektrum sieht zum Beispiel so aus, wobei es natürlich außerdem zusätzlich noch ein Neutrinospektrum gibt.

Und Schwarze Löcher sind nicht Teil unseres Universums, weil die normalen Gesetze der Physik zusammenbrechen
Das ist logisch nicht konsistent.
Unsere momentane Gravitationstheorie ist einfach nicht mehr anwendbar.

Bei schwarzen Löcher liegen so extreme Zustände vor, dass die allgemeine Relativitätstheorie nur noch eine Näherung der realen Vorgänge beschreibt.
So wie die klassische Mechanik und die newtonsche Gravitationstheorie nur in bestimmten Bereichen gute Näherungen liefern.
So wie die klassische Mechanik zur Quantenmechnik bzw. zur speziellen/allgemeinen Relativitätstheorie erweitern musste, muss für die richtige Beschreibung schwarzer Löcher die ART zu einer umfassenden Theorie erweitert werden. Diese Quantengravitation wird die ART dann als Grenzfall, also als gute Näherung für bestimmte Bedingungen, enthalten.

Mehrere Schritte sind auch nichts ungewöhnliches.
Zuerst hatte man die Elektrodynamik, dann die Elektrodynamik als Grenzbereich der "klassischen" Quantenmechanik, dann diese als Grenzfall der Quantenelektrodynamik, diese als Grenzfall der elektroschwachen Wechselwirkung.
Momentan versucht man, eine "Große vereinheitlichte Theorie" der Quantenphysik zu finden, die dann die elektroschwache Wechselwirkung enthält.
Und schließlich sucht man die "Theory of everything", die dann diese "Große vereinheitlichte Theorie" und die ebenfalls noch zu findende Quantengravitation als Grenzfall enthält.


tl;dr :
Bei schwarzen Löchern bricht die Beschreibung mit Hilfe der allgemeinen Relativitätstheorie zusammen.
Bei Schwarzen Körpern bricht die Beschreibung eines mit Hilfe der klassischen Elektrodynamik zusammen (Ultraviolett-Katastrophe))

Daraus kann man weder folgern, dass Schwarze Körper "nicht Teil unseres Universums" sind, noch das das für Schwarze Löcher gilt.

Die Aufreten der Singularität der elektrodynamischen Beschreibung schwarzer Körper führte zur Entwicklung der Quantenphysik.
Wohin uns das Auftreten der Singularitäte der schwarzen Löcher bei allgemein relativistischer Beschreibung führt, muss sich erst noch zeigen.

Mir ist nichts davon bekannt, das dies (noch) umstritten wäre. Siehe z.B. https://en.wikipedia.org/wiki/The_Black_Hole_War
Das ist der völlig falsche Link.

Der Richtige ist:
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_information_paradox

Kurz gefasst:
Es geht um die Frage:
Ist Information wie Energie oder Impuls eine Erhaltungsgröße?
Man weiß, dass die Information in allen Quantentheorien erhalten ist. Sie ist auch in unserer besten Gravitationstheorie, der allgemeinen Relativitätstheorie, praktisch immer erhalten.
Außer eben im Fall der schwarzen Löcher.

Dort geht im Rahmen der Beschreibung mit der Mathematik der allgemeinen Relativitätstheorie Information verloren, das nennt man das "Informationsparadoxon schwarzer Löcher".

Dafür gibt es momentan keine Lösung oder Erklärung, ganz egal, auf welchen Wettgewinner sich zwei Wissenschaftler, die vorher darüber eine Wette abgeschlossen haben, geeinigt haben mögen.
Im Wiki-Artikel findet man dann auch 7 postulierte "Lösungen" aufgezhählt: https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_information_paradox#Postulated_solutions

Die erste "Lösung" ist dann auch:
Jup, da geht halt Information verloren. Wo ist das Problem? Warum regst du dich eigentlich auf?
(Weil das eine echte, zulässige Auflösung ist, finde ich die Bezeichnung Paradoxon für diese Streitfrage übrigens ziemlich unsinnig und irreführend.)

Und das man Hawking oder Susskind als Außenseiter ansieht, wäre mir neu ?
Stimmt, aber in der Physik sind Meinungen unerheblich, selbst wenn das die Meinung von Hawking oder Susskind darstellt.

Der wichtige Punkt ist aber eigentlich:
Weder Susskind noch Hawking haben die Meinung, dass schwarze Löcher "nicht Teil unseres Universums" sind.
Es gibt zwar tatsächlich die Idee, dass sich in schwarzen Löchern andere Universen befinden. Das ist aber wirklich nur eine nette Idee, die durch keinerlei Berechnungen gestützt wird.
Eine Tatsche ist es jedenfalls mit Sicherheit nicht. Es ist noch nicht einmal eine Meinung, die von einer nennenswerten Anzahl von Forschern vertreten wird.
 

Caesar

C
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Ah richtig... diese komischen Astronomen :D Verstehe ich das richtig, dass für die Helligkeit dann das ganze Spektrum aufsummiert wird und ein... theoretischer Infrarot Stern genau so hell sein könnte wie... irgend ein anderer obwohl man ihn mit dem Auge nicht sieht?
 

Ysrthgrathe

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Klar.
Ich würde ja so etwas wie die abgestrahlte Energie pro Zeiteinheit angeben (also die Leistung), aber Astronomen finden
"Die Sonne hat eine absolute Helligkeit von +4M,84. Rigel hat eine absolute Helligkeit von -6M,78."
anscheinend sinnvoller und anschaulicher.


Diese Supernova ist eine Nachricht wert, da das erste Mal die sogenannte Supernova Shock Breakout im sichtbaren Spektrum vermessen wurde.
Das ist meiner Meinung nach eigentlich nur für einige wenige Spezialisten von Interesse.
Das stimmt noch nicht einmal.

Es wurde das erst Mal das sichtbare Spektrum des Supernova Shock Breakout einer Supernova vom Typ IIP vermessen.
Insgesamt gibt es 5 verschiedene Supernovae-Typen, nämlich Typ I - Typ V, wobei jeder Typ auch noch in Unterkategorien aufgeteilt ist.
Diese Meldung können sie also nochmal für Supernovae vom Typ
Ia, Ib, Ibn, Ic, Ib/c pec, IIb, IIL, IInm, ...
wiederverwenden.
Außerdem noch jeweils eine Meldung für Infrarotspektrum, UV-Spektrum, Röntgenspektrum, Gammastrahlenspektrum, ...
 

Astaldo

Vampireslayer
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Danke für die Erläuterungen Ysrthgrathe.

Ich beschränk mich leider im Moment nur auf das was in den Nachrichten läuft und hol mir regelmäßíg die Space.
 

Gala

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:confused:

Ich finde es nicht schwer, zu verstehen, wie ich "sind nicht Teil des Universums" meine.

1. Keine Information dringt aus dem Innern des schwarzen Lochs nach außen.

2. Aus der Sicht des beobachtbaren Universums wird jeder Gegenstand, der in das schwarze Loch fällt, an der Grenze des Ereignishorizontes zerstört und langsam wieder als Hawking-Strahlung zurückgegeben.

3. Ergo ist es nicht möglich, tatsächlich ins schwarze Loch zu fallen. Auch physikalische Theorien spielen in diesem Bereich verrückt. Damit ist das schwarze Loch unzugänglich und nicht Teil des Universums.
 

Lokadamus

Buddelmagier
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@Timestop, wegen AlphaGo, wie du selber geschrieben hast, hat die KI selber die Sachen erlernt. Momentan war es das Spiel Go, aber danach werden andere Sachen kommen. Die KI wird irgendwann so weit sein, dass Roboter uns in verschiedenen Bereichen ergänzen und ersetzen können. Die Entwicklung kann positiv als auch negativ verlaufen. Es wird in beide Richtungen geforscht. Dumme Roboter an der Grenze von Südkorea zu Nordkore zum Beispiel oder Foxconn, womit Arbeiter ersetz werden. Wenn die Roboter intelligenter werden, können sie sich ihrer Aufgabe selbstständig anpassen.

Tay mit Twitter war ein schönes Beispiel, wie schnell eine selbstlernende KI durcheinander gebracht werden kann.

@ Schwarze Löcher finde ich die Sache mit den Jets weiterhin interessant. Demnach würde die Energie in unserem Universum verbleiben und Informationen wieder zurückkommen. Allerdings wären die Informationen stark zerstückelt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Jet_(Astronomie)
 

Gala

Labyrinth-Leichnam
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Jets haben nichts mit Hawkingstrahlung etc zu tun.

Es ist ein Phänomen, das wir noch nicht genau verstehen, aber es ist offensichtlich ein Effekt davon, das ein schwarzes Riesenloch im Zentrum der Galaxien sehr viel Material (typischerweise Gas) ansaugen kann und sich dann aus diesem Material eine Disk bildet, in der die Materie sich wegen der extremen Geschwindigkeit aneinander reibt und dabei extremst erhitzt.
 

Lokadamus

Buddelmagier
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So wie ich es verstehe, sind Jets nichts anderes als wenn ich einen Luftballon von der Seite zusammendrücken und er platz, wobei die Energie sich nach oben und/oder unten verteilt.

Das, was du beschrieben hast, entspricht dem Wikipedia- Artikel bezüglich Akkretionsscheibe. Dabei handelt es sich um die Ansammlung von Objekten in Form einer Scheibe um einen Mittelpunkt. Wenn man dort der weiteren Verlinkung folgt, landet man bei der Beschreibung, wie es bei Planeten genannt wird.
https://de.wikipedia.org/wiki/Akkretionsscheibe
 

Gala

Labyrinth-Leichnam
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Caesar

C
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Evt weil es schwierig ist Solarzellen die die Leistung eines kleinen Atomkraftwerkes erreichen an ein Raumschliff zu kleben? Und weil diese Solarzellen sicher auch nicht nichts wiegen und damit das Raumschiff schwerer und langsamer machen....
 

Gala

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Ja sicher, die Originalgeschwindigkeit wäre nur mit Solarzellen natürlich nicht möglich, aber der Betrieb eines entsprechend kleineren Triebwerkes und damit eine kürzere Reise als völlig ohne Antrieb wäre doch damit drin.
 

Lokadamus

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Ysrthgrathe

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@Gala
Ich finde es nicht schwer, zu verstehen, wie ich "sind nicht Teil des Universums" meine.

1. Keine Information dringt aus dem Innern des schwarzen Lochs nach außen.

2. Aus der Sicht des beobachtbaren Universums wird jeder Gegenstand, der in das schwarze Loch fällt, an der Grenze des Ereignishorizontes zerstört und langsam wieder als Hawking-Strahlung zurückgegeben.

3. Ergo ist es nicht möglich, tatsächlich ins schwarze Loch zu fallen. Auch physikalische Theorien spielen in diesem Bereich verrückt. Damit ist das schwarze Loch unzugänglich und nicht Teil des Universums.
1. ist im Rahmen der ART richtig.
Trotzdem komisch, dass du das vertrittst, nachdem du "The Black Hole War" ins Spiel bringst und das man Hawking oder Susskind als Außenseiter ansieht, wäre mir neu ?
Dir ist schon klar, dass die genau die gegenteilige Meinung vertreten?

2. und 3. sind völlig falsch. Natürlich ist es möglich, ins schwarze Loch zu fallen und die Gezeitenkräfte am Ereignishorizont eines supermassiven schwarzen Lochs sind so gering, dass ein Astronaut gar nicht merken würde, wenn er ihn überquert.

Davon abgesehen könnte man aus "physikalische Theorien spielen in diesem Bereich verrückt" (das ist für den Ereignishorizont schlicht falsch!) noch lange nicht folgern, dass dieser Bereich "nicht Teil des Universums" ist.
Aber darüber habe ich mir in #361 schon die Finger wund geschrieben.

Schade, dass du Kommentare, die dir widersprechen, offenbar gar nicht liest. Ist mir schon mehrfach in vielen verschiedenen Threads aufgefallen.


@Lokadamus
Jets werden durch die Materie, die ins schwarze Loch fällt, erzeugt. Sie haben nichts mit dem schwarzen Loch zu tun. Neutronensterne können schließlich ebenfalls Jets besitzen. Das sind dann die berühmten Pulsare.

Davon abgesehen ist es durchaus möglich, einem schwarzen Loch Energie zu entziehen, z.B. durch den sogenannten Penrose-Prozess.
https://de.wikipedia.org/wiki/Penrose-Prozess
Die Energie der Hawking-Strahlung stammt natürlich ebenfalls aus dem schwarzen Loch.

Das heißt aber noch lange nicht, dass man dadurch auch Information wiedergewinnen kann. Die mir bekannten Mechanismen zur Energieextraktion können es jedenfalls nicht.
(Bei der Hawking-Strahlung streitet man sich.)
 

Lokadamus

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@Ysrthgrathe
Rate mal, warum ich auf Planeten verwiesen habe. Der Saturn hat seinen Ring. Wenn das nicht in Richtung Akkretionsscheibe geht und der Kuipergürtel ebenfalls nicht, dann will ich nichts gesagt haben.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kuipergürtel

Nur haben diese keine Jets. Einfach, weil sie keine Reibungsenergie haben. Bei einem schwarzen Loch oder Pulsar gibt es diese, weshalb die Energie sich sammelt und wie ein Luftballon "puff" macht. Das ist mein derzeitiges Verständnis von Jets. :wunder:

Jup, man streitet sich darüber, ob man Informationen erhalten kann. Dazu müsste man den Jet abfangen, was zur Zeit unmöglich ist. Sollte man es können, wird man wie bei einem heftigen Brand schauen müssen, was überhaupt verwertbar ist.

Edit: Das ist so ähnlich wie mit der Selbstverbrennung. Heute weiß man, es gibt keine spontane Selbstverbrennung. Die Person/ das Lebewesen war in der Gegend als irgendwas Feuer gefangen hat. Die Person bzw. Lebewesen war nicht mehr in der Lage irgendwas zu machen und verbrannte.
 
Zuletzt bearbeitet:

Ysrthgrathe

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@Lokadamus
Ich verstehe deinen Einwurf nicht ganz.

Bei Jets gilt ganz klar die Informationserhaltung. Information ist hier im quantenphysikalischen Sinn gemeint. Bei rein quantenmechanischen Vorgängen ist die quantenphysikalische Information per Definition erhalten, also auch bei Jets.

Der einzige bekannte Vorgang, bei dem das nicht so ist, ist der Fall ins schwarze Loch. Das Problem ist, dass die momentane Quantenphysik hier nicht ausreicht, weil die ART eine entscheidende Rolle spielt. Für die richtige Beschreibung braucht man also eine noch zu findende Quantengravitation.

Ein schwarzes Loch lässt sich in der ART nach dem no-hair theorem nämlich vollständig durch die Angabe seiner Masse, seiner Ladung und seines Drehimpulses beschreiben.
Aus diesen drei Angaben lässt sich vereinfacht gesagt aber prinzipiell nicht rekonstruieren, was hineingefallen ist. Sondern eben nur die Gesamtmasse, die Gesamtladung und der Gesamtdrehimpuls der hineingefallenen Materie.
 

Gala

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Dir ist schon klar, dass die genau die gegenteilige Meinung vertreten?
So wie ich das verstanden habe, vertreten sie jetzt diese Meinung ? Susskind hat ja dazu YouTube Videos im Netz.

Natürlich ist es möglich, ins schwarze Loch zu fallen und die Gezeitenkräfte am Ereignishorizont eines supermassiven schwarzen Lochs sind so gering, dass ein Astronaut gar nicht merken würde, wenn er ihn überquert.
Wie gesagt, es kann beides gleichzeitig passieren. Einerseits zerschellt der Astronaut an dem Ereignishorizont und wird dort "zwischengelagert", bis er mit dem Rest des schwarzen Lochs als Hawking-Strahlung wieder in das normale Universum abgegeben wurde. Andererseits aber kann er auch ins Loch fallen - da er nie zurückkehren kann, ist uns dieser Aspekt verborgen. Das ist ja das Absurde der Lösung.
 

Lokadamus

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@Ysrthgrathe
Wie du selber schreibst, entstehen Jets durch die Materie, die von schwarzen Löchern angezogen werden. Gleichzeitig gilt bei Jets das Informationserhaltungsgesetz.
Schwarze Löcher sind nur so gute Mixer, dass die Informationen nicht mehr brauchbar sind, zumindest nach dem derzeitigen Wissen.

Gleichzeitig schreibst du, das trotz des No Hair Theorem in gewissen Umfang gesagt werden kann, was reingefallen sein könnte. Damit wäre es aber schon ein Widerspruch in sich. Entweder ich erhalte Informationen oder nicht. Ein "bischen" gibt es dabei nicht. Entweder sind Haare vorhanden oder nicht. :wunder: Zumindest verstehe ich das so.
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwa...s_Informationsparadoxon_schwarzer_L.C3.B6cher <-- letzter Absatz des kleinen Abschnittes ist interessant

Wenn ich als Laie an die ganze Entwicklung der Schwarzen Löcher in den letzten Jahrzehnten denke.
90er, schwarze Löcher sind eine Seltenheit => 00er Jahre, schwarze Löcher bilden das Zentrum in Galaxien, sie sind nicht selten => keine Ahnung, nichts kommt aus den schwarzen Löchern heraus => Jet Stream wurde beobachtet und zeigt, dass da doch wieder was rauskommt.
 

Gala

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Gala

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Caesar

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Naja... der hat halt zwei neu gebaute Chemie-Drogen zusammen gemixt. Kann man machen, aber dann vielleicht doch lieber kiffen oder so...
 
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