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Verschränkte Teilchen und schwarze Löcher

Thema erstellt von Skeptika 
Beiträge: 254, Mitglied seit 8 Jahren
Nur mal so gefragt:

Was wird wohl passieren, wenn das eine von zwei verschränkten Teilchen in ein schwarzes Loch stürzt?
Wird einfach nur die Verbindung getrennt oder verschwindet das andere Teilchen eventuell auch?
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Hallo Skeptika,

Skeptika schrieb in Beitrag Nr. 2150-1:
Was wird wohl passieren, wenn das eine von zwei verschränkten Teilchen in ein schwarzes Loch stürzt?
Wird einfach nur die Verbindung getrennt oder verschwindet das andere Teilchen eventuell auch?

Meine Vermutung: Weder noch.
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Beiträge: 254, Mitglied seit 8 Jahren
Wieso?
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Spannendes, sehr kompliziertes Thema. Was passiert z.B. mit dem Teilchen im SL, wenn das andere detektiert wird und ein Zustand (z.B. Spin) gemessen wird, so sie noch verschränkt waren?
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 14.05.2014 um 17:37 Uhr.
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Beiträge: 1.148, Mitglied seit 9 Jahren
Skeptika schrieb in Beitrag Nr. 2150-1:
Was wird wohl passieren, wenn das eine von zwei verschränkten Teilchen in ein schwarzes Loch stürzt?
Wird einfach nur die Verbindung getrennt oder verschwindet das andere Teilchen eventuell auch?
Hallo Skeptika,
Ich vermute, daß die Verschränkung in diesem Fall gelöst wird.
Dazu noch ein alternativer Gedanke:
Verschränkte Teilchen verhalten sich zeitlich so, als wären sie beide an nur einem Ort (einem Punkt). Nur ein Beobachter sieht "von außen" sie an verschiedenen Orten.
Dann muß man sich natürlich fragen, was eine Entfernung ist, was bedeutet sie.
Wenn man die Zeit als vierte räumliche Dimension eines dreidimensionalen Raums annehmen kann, dann kann man auch den dreidimensionalen Raum als Zeit mit drei Richtungen annehmen (ein "Zeit-Raum" mit vier Zeitachsen, d.h. alle vier Achsen sind dimensionsbehaftet, z.B. Sekunden).
Bei dieser Betrachtung wäre unter "an verschiedenen Orten" analog zu verstehen "zu verschiedenen Zeiten" - ohne daß eine Verschränkung von Teilchen aufgelöst werden müßte.
MfG
Otto
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Beiträge: 2.373, Mitglied seit 16 Jahren
Skeptika schrieb in Beitrag Nr. 2150-3:
Wieso?

Hallo Skeptika,

Die Verschränkung zweier Teilchen wird doch normalerweise dann gelöst, wenn eines der beiden verschränkten Teilchen mit einem dritten Teilchen wechselwirkt.
Aber das wäre ja nicht notwendigerweise der Fall, wenn eines der beiden Teilchen vom anderen durch den Schwarzschild-Radius eines SL getrennt wäre.
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Beiträge: 3.436, Mitglied seit 17 Jahren
Hallo Claus,

ich betrachte ein SL hier einmal als Einbahnstraße. Informationen können hinein, aber nicht hinaus. Nehmen wir nun ein supermassereiches SL, in dem die Dichte ausreichend klein ist. Ein verschränktes Teilchen überwindet den Ereignishorizont und bleibt (hypothetisch) erhalten. Dort wechselwirkt es mit einem anderen, fremden Teilchen. Was passiert mit der Verschränkung (das Teilchen außerhalb erfährt ja nichts von derWechselwirkung seines Partners im Inneren)?

Beste Grüße
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Beiträge: 2.373, Mitglied seit 16 Jahren
Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2150-7:
Ein verschränktes Teilchen überwindet den Ereignishorizont und bleibt (hypothetisch) erhalten. Dort wechselwirkt es mit einem anderen, fremden Teilchen. Was passiert mit der Verschränkung (das Teilchen außerhalb erfährt ja nichts von derWechselwirkung seines Partners im Inneren)?

Genau. Da das äußere Teilchen nichts von seinem inneren Partner weiß, weiß es auch nichts über eine eventuelle Verschränkung. Außen (oder innen) geschieht also eine ganz normale Wechselwirkung. An der anderen Stelle wird die Verschränkung dann (wie sonst auch) gelöst, aber keiner weiß dass das der Fall ist. Der Zustand "verschränkt" oder "nicht verschränkt" ist (sobald durch einen Horizont getrennt) physikalisch auf beiden Seiten des Horizonts ununterscheidbar. Auf beiden Seiten des Horizonts ist es also so, als habe die Verschränkung nie bestanden.
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Beiträge: 1.148, Mitglied seit 9 Jahren
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2150-7:
ich betrachte ein SL hier einmal als Einbahnstraße. Informationen können hinein, aber nicht hinaus. Nehmen wir nun ein supermassereiches SL, in dem die Dichte ausreichend klein ist.
Hallo Claus und Stueps.
Ich vermute, daß genau das nicht der Fall ist.
Aber es ist nur eine Vermutung, ich kann es nicht sinnvoll begründen.
Verschränkte Photonen interessieren vermutlich SL nicht, wir haben nur eine unzureichende Vorstellung sowohl von SL und als auch vom Raum.
Ich denke, wir haben eine Vorstellung von Raum und Zeit, die zwar unserer Erfahrung entspricht und mit der wir gut zurecht kommen, aber die nicht der physikalischen Wirklichkeit entspricht. Ich prüfe zur Zeit diesen Gedanken. Aber es braucht noch Zeit, ob diese Idee überhaupt trägt.
Otto
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Beiträge: 254, Mitglied seit 8 Jahren
Gerade gesehen und für interessant befunden: Joseph Polchinski zum Thema...

Bringt uns das weiter?
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Okotombrok (Moderator)
Beiträge: 1.442, Mitglied seit 14 Jahren
Skeptika schrieb in Beitrag Nr. 2150-1:
Was wird wohl passieren, wenn das eine von zwei verschränkten Teilchen in ein schwarzes Loch stürzt?

Hallo Skeptika,

für mich lautet die Frage, für wen passiert was?

ich gehe im Folgenden von massebehafteten Teilchen aus um die Sache nicht unnötig zu verkomplizieren. Von uns ausgesandte Lichtquanten können nicht beobachtet werden oder irgendwo hineinfallen. (man sollte überhaupt bedenken wenn man über verschränkte Photonen nachdenkt, dass wir es hier nicht mit etwas zu tun haben, was sich isolieren und beobachten lässt. Quantenmechanische Versuche diesbezüglich sind statistische Auswertungen langer Messreihen, die die Bell'schen Ungleichungen verletzen und somit mit der klassischen Logik nicht erklärbar sind und nicht mit Begriffen wie Welle oder Teilchen erschöpfend beschreibbar sind.)

Für Massebehaftetes:
Für einen außenstehenden Beobachter fällt kein "Teilchen" in ein SL.
Er beobachtet, wie sich etwas einem SL nähert, und durch die gravitative Zeitdilatation geschieht dies immer langsamer, je mehr es sich dem Ereignishorizont nähert. Theoretisch würde die Zeit für dieses Etwas am Ereignishorizont stillstehen, für einen Beobachter stellt allerdings der Ereignishorizont eine Asymptote dar wie z.B. die Lichtgeschwindigkeit – man beobachtet, dass sich das Teilchen dem Ereignishorizon mehr und mehr nähert, und das immer langsamer, ihn aber nie erreichen wird.
Für ein sich einem SL näherndes Teilchen aber existiert ein Ereignishorizont nicht, es fällt hinein. Was dann mit ihm passiert wissen wir nicht.
Für mich heißt Singularität, dass wir darüber grundsätzlich nichts wissen können.

Fazit:
Von außen beobachtet bleibt die Verschränkung bestehen.
Vom Teilchen aus betrachtet wohl nicht.

mfg okotombrok

PS:
Sorry, hatte nicht alle Beiträge von euch gelesen, nur ein paar überflogen. Ist wohl schon im Wesentlichen gesagt worden was ich schrieb.:-(
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"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Okotombrok am 18.05.2014 um 12:30 Uhr.
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Beiträge: 3.436, Mitglied seit 17 Jahren
Hallo Okotombrok,

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2150-11:
Für Massebehaftetes:
Für einen außenstehenden Beobachter fällt kein "Teilchen" in ein SL.

Ich hatte das schon mal gefragt, und die Antwort wieder vergessen:

Wie kann dann ein SL aus unserer Sicht an Masse zunehmen und wachsen, wenn von unserem Standpunkt aus nichts hinein kann?

Grüße
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2150-12:
Hallo Okotombrok,

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2150-11:
Für Massebehaftetes:
Für einen außenstehenden Beobachter fällt kein "Teilchen" in ein SL.

Ich hatte das schon mal gefragt, und die Antwort wieder vergessen:

Wie kann dann ein SL aus unserer Sicht an Masse zunehmen und wachsen, wenn von unserem Standpunkt aus nichts hinein kann?

Grüße

Es ist doch die Information über das Ereignis, die wir nicht erlangen können, das bedeutet nicht, das die Masse den Ereignishorizont nicht erreicht. Die Rotverschiebung würde erst bei der (mathematischen) Singularität im INNEREN des SL gegen unendlich gehen.

Ich finde es interessant, dass der Ereignishorizont für ein hineinstürzendes Objekt offensichtlich eine rein fiktive Grenze ist, man würde niemals bemerken, dass man diese Grenze überschreitet - und alles deutet darauf hin, dass es die SL wirklich gibt, echt spannend und verwirrend, das alles.
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Herr Oberlehrer

Die Wolken ziehen hin. Sie ziehen auch wieder her.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry am 18.05.2014 um 22:20 Uhr.
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Okotombrok (Moderator)
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2150-12:
Wie kann dann ein SL aus unserer Sicht an Masse zunehmen und wachsen, wenn von unserem Standpunkt aus nichts hinein kann?

ich denke, dass das nicht beobachtet wird, sondern nur eine Schlussfolgerung ist, wenn auch eine zwangsläufig notwendige.

eins weiß ich gewiss -
warum ich mich jahrelang geweigert habe, mich mit SL's zu beschäftigen.:D

mfg okotombrok
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Beiträge: 2.307, Mitglied seit 12 Jahren
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2150-14:
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2150-12:
Wie kann dann ein SL aus unserer Sicht an Masse zunehmen und wachsen, wenn von unserem Standpunkt aus nichts hinein kann?

ich denke, dass das nicht beobachtet wird, sondern nur eine Schlussfolgerung ist, wenn auch eine zwangsläufig notwendige.

eins weiß ich gewiss -
warum ich mich jahrelang geweigert habe, mich mit SL's zu beschäftigen.:D

mfg okotombrok

Stueps, Oko,

der Schwarzschild-Radius definiert eine Kugelfläche als Grenze für etwas, was nicht mehr aus dem SL HERAUSKOMMEN kann, nicht für etwas, was auf den Mittelpunkt des LS zufällt. Für uns insbesondere auch Licht bzw. die Information, die uns durch das Licht erreicht.
Wir sehen das Licht, das vom hineinfallenden Objekt abgestrahlt wird. Das Licht verliert aber Energie, weil es sich vom Massezentrum des SL fortbewegt, was sich durch die Rotverschiebung bemerkbar macht. Die Rotverschiebung geht gegen unendlich, aber sie WIRD nicht unendlich, ich denke da analog an Achilles und die Schildköte – er kann die Schildkröte scheinbar nicht einholen, aber die Integralrechnung zeigt uns, dass er sie ein- und überherholt.
Wir haben aber eine andere Information: Da das Objekt schon längst den S-Radius überschritten hat, wenn wir immer noch auf das Licht warten, krümmt seine Masse den Raum stärker als vorher.
Eigentlich geschieht doch bei der Entstehung eines SL nichts anderes, es ist Masse, die auf ihr Zentrum stürzt und damit den Raum immer stärker krümmt, bis wir nur noch die Information haben, das eine Masse wirkt.
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Hallo Okotombrok,

irgendwo gab es schon einmal eine Antwort auf diese Frage, die mich so halbwegs zufriedenstellte. Irgendwie hatte ich mir mal eine Lösung ausgedacht, die folgendermaßen aussah:

Wir sehen zwar nicht Materie hineinfallen, können aber stattdessen den Ereignishorizont wachsen sehen. So kommt aus unserer Sicht der Horizont dem "eingefrorenen" Teilchen entgegen (nachdem es aus seiner Sicht den Horizont durchquert hat), und "verschlingt" es quasi. Denn aus unserer Sicht wird ja der Abstand Teilchen-Horizont unendlich klein, messen wir Zeitstillstand und unendliche Rotverschiebung des Teilchens. So ist es ja nur ein winziges kleines bissel, was der Horizont dem Teilchen aus unserer Sicht entgegenkommen muss (wie gesagt, das Teilchen wäre dann ja schon im Inneren und hätte schon mit seiner Masse zum Wachsen des Horizontes beigetragen). Vielleicht ist das ja ein brauchbarer Ansatz? Keine Ahnung ehrlich gesagt.

Hallo Henry,

leider verstehe ich deine Erklärung nicht ganz, hege allerdings den Verdacht, dass du grundlegende Dinge hier noch nicht verstanden hast. Hier z.B.

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2150-13:
Die Rotverschiebung würde erst bei der (mathematischen) Singularität im INNEREN des SL gegen unendlich gehen.

Beste Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 19.05.2014 um 11:20 Uhr.
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2150-16:
Hallo Okotombrok,

irgendwo gab es schon einmal eine Antwort auf diese Frage, die mich so halbwegs zufriedenstellte. Irgendwie hatte ich mir mal eine Lösung ausgedacht, die folgendermaßen aussah:

Wir sehen zwar nicht Materie hineinfallen, können aber stattdessen den Ereignishorizont wachsen sehen.

Hallo Henry,

leider verstehe ich deine Erklärung nicht ganz, hege allerdings den Verdacht, dass du grundlegende Dinge hier noch nicht verstanden hast. Hier z.B.

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2150-13:
Die Rotverschiebung würde erst bei der (mathematischen) Singularität im INNEREN des SL gegen unendlich gehen.

Beste Grüße

Stueps, hallo!
Das war von mir eindeutig unklar ausgedrückt. Was ich sagen will ist, dass es für ein Objekt, das in das SL hineinstürzt, keinen Ereignishorizont gibt (es sei denn, das Objekt würde versuchen, dem Gravitationsfeld des SL zu entrinnen) . Von diesem Beobachter aus gesehen würde eine Rotverschiebung an der Masse im Kern (der mathematischen Singularität) gegen unendlich gehen. Kurz gesagt: Die Existenz eines Ereignishorizontes ist vom Standpunkt bzw. Bewegungszustand eines Beobachters abhängig.
Und was das Verständnis angeht – damit stehe ich nicht allein, oder? Denn:

"Wir sehen zwar nicht Materie hineinfallen, können aber stattdessen den Ereignishorizont wachsen sehen." Zitat ende

Das ist nämlich nicht logisch, da wir den Ereignishorizont selbst gar nicht wahrnehmen – das Licht kann nicht vom Ereignishorizont kommen, denn der ist eine fiktive, mathematische Grenze, was wir sehen können ist immer das Licht des Objektes, das hineinfällt. Wenn es hineingefallen ist, nehmen wir es nicht mehr wahr. Aber der entscheidende Punkt, den du ja selbst ansprichst ist, dass das Teilchen HINTER dem Horizont sein muss, um die Masse des SL zu erhöhen, und wie kurz dahinter das Teilchen auch sein mag – es ist dahinter und hat somit die Masse des SL erhöht.
Was wir messen ist nicht der Abstand des Teilchens zum Horizont – den wir wie gesagt, gar nicht anmessen können - sondern wir sehen Licht, das sich immer stärker gegen Rot verschiebt. Und was ist mit der Masse, die als reine Energie nach E=mc² in das Loch fällt? Für Licht gilt die Zeitdilation nicht.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry am 19.05.2014 um 12:07 Uhr.
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Hallo Henry,

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2150-17:
Und was das Verständnis angeht – damit stehe ich nicht allein, oder?

Nein, natürlich nicht. Nicht alle versuchen jedoch, trotzdem dann den Alleswisser und -versteher vorzugaukeln, und den Super-Erklärer zu spielen.
Bitte sei nicht böse, wenn ich auf deine mir etwas wirr und teilweise falsch erscheinende Erklärung nicht weiter eingehe, und auf Antworten warte, die klare, plausible und gut nachvollziehbare Argumente für oder gegen meine Spekulation liefern.

Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 19.05.2014 um 12:29 Uhr.
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2150-18:
Hallo Henry,

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2150-17:
Und was das Verständnis angeht – damit stehe ich nicht allein, oder?

Nein, natürlich nicht. Nicht alle versuchen jedoch, trotzdem dann den Alleswisser und -versteher vorzugaukeln, und den Super-Erklärer zu spielen.
Bitte sei nicht böse, wenn ich auf deine mir etwas wirr und teilweise falsch erscheinende Erklärung nicht weiter eingehe, und auf Antworten warte, die klare, plausible und gut nachvollziehbare Argumente für oder gegen meine Spekulation liefern.

Grüße

Nein, ich bin dir nicht böse. Aber ich halte meine Erklärungen keineswegs für falsch, klar :joker:! Und denke bitte an die reine Energie, die hineinfällt, und denke bitte daran, dass deine Vermutung über EIN Teilchen für ALLE Teilchen gelten müsste, das SL müsste nach deiner Lesart nur aus dem Ereignishorizont bestehen.
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Hallo alle,
Ich lese zur Zeit Anton Zeilinger "Einsteins Schleier". Auf den Seiten 121/122 (4. Auflage 2003) schreibt er unter anderem zum Thema verschränkte Photonen, daß Ursache und Wirkung bei Messungen an verschränkten Photonenpaaren sich umkehren, je nach Position und Geschwindigkeit eines (dritten) Beobachters. Das heißt, der Beobachter sieht einmal, daß die Messung zuerst am Photon 1 erfolgt, darauf folgend am Photon 2, obwohl aus der "Sicht" beider Photonen die Messung gleichzeitig erfolgt. Je nach Bewegungsrichtung des Beobachters kann sich frühere Messung in eine spätere wandeln. Ursache ist die Spezielle Relativitätstheorie, die keine absolute Gleichzeitigkeit kennt.
Kehren sich Vergangenheit und Zukunft ebenfalls um, in Abhängigkeit des Bewegungszustandes eines Beobachters?
Was wären Ursache und Wirkung, wenn eines der Photonen in den Wirkungsbereich eines Schwarzen Loches gerät?
Otto
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