Die schwarze Loch Scheibe

[nocheinPoet]

Die schwarze Loch Scheibe

Am Anfang klingt es noch ganz einfach, und je weiter man überlegt, desto mehr Fragen ergeben sich. Die Frage wurde bisher noch nicht klar und eindeutig beantwortet, mir ist jedenfalls keiner solche bekannt. Mal die Annahme in Worte gefasst, man hat eine Scheibe mit bekannter Masse und beginnt diese zu drehen. Immer schneller, bis der Rand der Scheibe beliebig Nahe an c kommt.

Ohne Frage erhöht man die Energie des Systems und die Frage ist, ob sich wie vermutet nun auch die Gravitation desselben erhöht und die Scheibe theoretisch irgendwann zu einen schwarzen Loch wird. Wenn dann dürfte sie nicht mehr langsamer werden können, sonst hätte man ein schwarzes Loch zum An- und Ausschalten, und das kommt bei Physikern nicht wirklich so gut an. Auch gäbe es so eventuell eine nackte Singularität, und das mag der kosmische Zensor nun gar nicht haben.

Kann man die Frage alleine mit Hilfe der SRT eindeutig beantworten, oder führt da kein Weg an der ART vorbei? Muss man auch noch die QT anreißen, schwarze Löcher machen da alleine doch Probleme.

Statt der Scheibe ist auch eine Kugel möglich, ich kenne auch das Argument, das die Scheibe eh schnell auseinander fliegt und zerreist. Man könnte ja einen Neutronenstern nehmen. Der ist da stabiler. Das ein solcher wenn er richtig schnell dreht ein Magnetar wird, sollte nicht von der eigentlichen Frage abhalten. Es geht ja nicht darum ob man physikalisch ein Objekt finden kann, oder konstruieren, das schnell genug gedreht werden kann, ohne sich in der Umgegend zu verteilen, sondern ob es theoretisch ist, sich eine schwarzes Loch zu drehen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch
http://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstern
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetar

Also als ich diese Idee (zugegeben ich habe sehr seltsame, und Ihr werden davon noch mehr ertragen müssen, wenn ich nicht schnell gesperrt werde) das erste Mal hatte, war ich der Meinung, es geht, man kann sich so ein schwarzes Loch drehen. Dann machte ich mir Gedanken zur relativistischen Masse, erkannte dass es die nicht wirklich gibt, da diese ja vom Betrachtersystem abhängt und wollte schon einknicken. Aber ich erkannte dann, dass auch Energie den die Raumzeit krümmt, und somit war es theoretisch wieder möglich. Ein Physiker sagte mir dazu mal so schön, das geht wohl mit in den Energie-Impuls-Tensor ein. Aber er wollte sich dann doch nicht so richtig klar dazu äußern und entscheiden, ob es nun wirklich geht, oder nicht.

Also Freunde, was meint Ihr, kann man das falsifizieren, Jemand ein klare Antwort in vier Sätzen zur Hand?


Lieben Gruß

NeP
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AllTopic, CrankWatch - Wenn Dummheit schwer machen würde, gäbe es in Wuppertal schlagartig eine Singularität.

[Kondensat]

hallo NeP,

warum werden teilchen in grossen beschleunigern nicht automatisch, nur aufgrund der relativistischen massenzunahme zu black holes?
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resistance is futile....

[Barney]

[nocheinPoet]

[Aragorn]

Hallo Poet,

ich würde vermuten die Crux mit der rotierenden Scheibe liegt einzig darin, daß häufig angenommen wird man könne vereinfachen und sagen "tun wir so als ob es eine absolut starre Scheibe wäre". Da es in der SRT keine unendlich starren Körper gibt führt dies zu Paradoxien (analog zum Stab-Haus-Paradoxon das damit imho am anschaulichsten gelöst werden kann).

Was der äußeren Beobachter feststellt dürfte klar sein:

* der Scheibendurchmesser ist unabhängig von der Drehzahl der Scheibe (-> das steht zwar überall so, ist aber m.E. falsch, warum steht später im Text)
* der Umfang im Abstand r vom Drehpunkt ist \(U = U_0 / \gamma\)

Problematisch wird es imho nur wenn betrachtet wird:

Wie sieht die Situation für einen mitrotierenden Beobachter im Abstand r vom Drehpunkt aus?

Da die SRT auch beschleunigte Bewegungen behandeln kann (-> manchmal wird das Gegenteil behauptet, was falsch ist. Die SRT kann nur die Beschleunigung die durch Gravitation, also jene die von gekrümmten Räumen hervorgerufen wird, nicht behandeln) muß dieser Fall imho eindeutig mit der SRT klärbar sein. Zumindest solange nicht soviel Rotationsenergie in die Scheibe geleitet wird, daß deren Energiedichte so gewaltig ist, daß sie den Raum krümmt.

Ein Beobachter auf der Scheibe hat keine Relativgeschw. zu allen anderen Beobachtern auf der Scheibe. Alle mitrotierenden Beobachter sollten imho daher keine Veränderung der Scheibenabmessungen durch Lorentzkontraktion wahrnehmen können und \(U = D \Pi\) messen?

Wenn du allerdings soviel Energie in die Scheibe leiten willst, daß sie zum SL wird, dann ist das sicher der Fall und dann ist das mit der SRT nicht mehr behandelbar. Dann müßtest du dich, wie von Barney bereits erwähnt, sicher mit der Metrik rotierender SL auseinander setzen.

Der Effekt ist imho vergleichbar mit dem zwischen einem Beobachter der sich innerhalb eines Gravitationsfeldes aufhält und demjenigen der weit weg im flachen Raum zuhause ist.

Wenn wir bsw. annehmen würden zuerst wäre keine Masse da und der Raum flach. Dann befinden sich beide Beobachter im flachen Raum und sind sich einig: \(U = D \Pi\)

Jetzt setzen wir dem einen Beobachter eine Sonne vor die Nase, sodaß der sich plötzlich nicht mehr im flachen Raum befindet. Wenn der in einer Kabine ohne Fenster sitzt, merkt der davon erst mal gar nichts und hält den Raum nach wie vor für flach und \(U = D \Pi\) trifft für ihn immer noch zu.

Er kann imho die Existenz eines Gravitationsfeldes erst durch den Gradienten des Feldes feststellen (-> der ihn auseinander zieht oder auch zwei das Gravfeld kaum beeinflußende Testmassen innerhalb der Kabine aufeinander zudriften läßt).

Der entfernte Beobachter bemerkt dagegen sofort: Sobald die Sonne auftaucht trifft für ihn \(U = D \Pi\) nicht mehr zu.

Prinzipiell also genauso wie bei der rotierenden Scheibe: der mitrotierenden Beobachter gibt Euklid recht, der äußere wettet dagegen.

Bleibt der Scheibendurchmesser wirklich erhalten?
Man könnte meinen das dem so wäre, wenn die Scheibe von oben betrachtet wird.
Das trifft aber nur zu, wenn die Scheibe unendlich starr wäre. Das verbietet die SRT und läßt als maximal starren Körper nur einen zu in dem gilt: die Signalgeschw. s (Schallgeschw.) in diesem Körper ist s = c - h mit h->0.
Ergo muß der Durchmesser der Scheibe immer weiter zunehmen und diese irgendwann zerreißen. Stellt sich die Frage: Um wieviel muß der Scheibendurchmesser D bei der Drehzahl N laut SRT denn nun mindestens zunehmen?

Gruß Helmut

[El Cattivo]

[nocheinPoet]

So ich schreibe das mal hier, hat aber nur am Rande mit dem Thema zu tun. Ein Auto kann bescheunigt werden, und die Energie kann beim Bremsen durch Generatoren zum Teil zurück gewonnen werden. Man vermutet nun, dass das im Raum für eine Rakete nicht möglich ist. Ich sage es ist theoretisch möglich. Der Zusammenhang zum Thread später.
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[El Cattivo]

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[zeitgenosse]

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