Gravitation - Zeitdilatation - Eigenzeit

Hallo Stueps,
danke für deine ausführliche Antwort. Die von dir geschilderten Verhältnisse zueinander sind mir bekannt. Wenn ich schreibe „ich zitiere lieber“ heißt dies nicht, dass ich nicht selber rechne. Wenn die eigene Berechnung weit weg ist - von der Erwartung des Umfeldes - glaubt dies immer erst keiner. Nur deshalb zitiere ich lieber.


Ich wollte nur auf die Konsequenz von "deinem" hier Artikel hinweisen: Bei einem Sl mit wenig Masse findet die Spagettisierung „weit“ vor dem Ereignishorizont statt - und bei einem Sl mit mehr Masse ist die Spagettisierung „näher dran“ am Ereignishorizont. Daraus ergibt sich eine Grafik, wo sich die Linie vom Schwarzschildradius mit der Linie vom „Gezeitenradius“ („Spagettisierung“) schneidet.

Ich habe dies ausgerechnet und kam - bei einer „Spagettisierung“ exakt auf dem Schwarzschildradius (am Schnittpunkt der Linien) - auf ein SL mit ca 110 Millionen Sonnenmassen. Die Kreuzung der Linien ist aber am Schnittpunkt nicht beendet. Selbst bei 10 Milliarden Sonnenmassen gab es noch eine „Spagettisierung“ „kurz“ hinter dem Ereignishorizont. Wenn ich den Schwarzschildradius als Mittelwert nehme, ist die Spagettisierung vom kleinsten Sl weiter weg vom Schwarzschildradius als die Spagettisierung von unser größtes Sl (40 Milliarden Sonnenmassen). Ich selber dachte, dies Ergebnis kann nicht stimmen. Es ist immer peinlich, wenn man etwas falsch interpretiert oder falsch gerechnet hat. Deshalb wollte ich diese Zahlen hier noch nicht veröffentlichen. Deshalb hatte ich geschrieben: Ich suche noch ein Diagramm - was aufzeigt ob ich etwas falsch interpretiert habe – oder nicht.

Ein Spruch von mir ist: Ein Fehler ist nur dann peinlich, wenn man kein Arsch in der Hose hat.
In dem Sinne: Ich selber traue meinem Ergebnis nicht - aber was solls.

Lg Utta

Hallo zusammen,

kann es sein, dass in euren Überlegungen in dem Begriff "supermassereiches Schwarzes Loch" Unendlichkeits-/Absolutheitsvorstellungen versteckt sind ?

Sind die mathematischen Darstellungen mit den physikalischen Gegebenheiten vereinbar ? Unterhalb der Planck-Größen, also innerhalb des Einheitskreises, sind Veränderungen nicht mehr beschreibbar. Jenseits des durch die Relativitätstheorien gegebenen Horizonts, also außerhalb des Einheitskreises, sind keine Wahrnehmungen möglich.
Anders ausgedrückt: Die Vorstellungen, dass unser Universum aus unendlich klein kommt und sich in Richtung unendlich groß entwickelt sind zwar mathematisch möglich, aber physikalisch rein spekulativ uns damit Glaubenssache.

MfG
Harti

Hallo Utta,

ich habe in diesem Buch auf Seite 234 (Taschenbuchausgabe) den Hinweis gefunden, dass schon bei SL ab 10 Mio Sonnenmassen die Gezeitenkräfte am Schwarzschildradius wesentlich geringer als die Erdanziehungskraft sind.
Vielleicht hilft das als Orientierung.
Sorry die knappe Antwort.
Ich hoffe, dass ich mal das Buch finde, wo das nachvollziehbar hergeleitet wurde.

Beste Grüße

Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2394-82:

kann es sein, dass in euren Überlegungen in dem Begriff "supermassereiches Schwarzes Loch" Unendlichkeits-/Absolutheitsvorstellungen versteckt sind ?

Gar nicht.

Wenn du die Aufgabe zur Frage 1 in diesem Link löst und in Gleichung 1.1 die Dichte der Sonne von 1420 kg/m³ für ρ_m einsetzt, so muss die Dichte des schwarzen Lochs nur halb so groß sein, damit der Bruch 1 wird und die Roche-Grenze für die Sonne somit gleich dem Schwarzschild-Radius des gesuchten schwarzen Lochs ist.

Rechnet man's aus, so kommt man auf ca. 150 Mio. Sonnenmassen, also noch lange nicht unendlich. Im Gegenteil:

Unsere Milchstraße hat eine Masse von ca. 1500 Mrd. Sonnenmassen. Bei obiger Grenze hätte das zentrale SL unserer Galaxie also gerade erst 'mal 0,01% der Masse unserer Galaxie verschlungen. Stellt man sich dagegen einen späteren Zeitpunkt vor, bei dem das Loch schon weit größer geworden wäre und - sagen wir - bereits 1% oder mehr unserer Galaxie verschlungen hat, so könnte ein Raumfahrer problemlos zusammen mit seinem Heimatstern den Ereignishorizont überqueren ohne dabei auch nur irgendetwas von irgendwelchen Gezeitenkräften zu merken.

Zerrissen würden beide erst viel später auf ihrer Reise zur Singularität. Aber das muss ja auch so sein: Stellen die Vorgänge in der Nähe der Singularität - rückwärts betrachtet -doch diejenigen Supernovae, Sterne, Gaswolken und schließlich Elementarteilchen etc. dar, aus denen der Raumfahrer und sein Heimatstern sich erst entwickelt haben.

Hallo Utta, Claus und Harti

Utta schrieb in Beitrag Nr. 2394-81:

In dem Sinne: Ich selber traue meinem Ergebnis nicht - aber was solls.

Das geht mir auch so,
Aber was macht's schon.
Die Gedanken sind frei.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2394-84:

ohne dabei auch nur irgendetwas von irgendwelchen Gezeitenkräften zu merken.

Das sehe ich auch so. Das "Gitter" der Raumzeit wird verzerrt. Das Gitter nimmt zunehmend die Form eines Spaghetti an. Von seiner eigenen Spaghettisierung kann der Beobachter nichts merken, weil sich seine ganze "Umwelt" ebenso verzerrt.

Gezeitenkräfte bewirken eine Verformung ausgedehnter Körper oder Systeme.
Die Kugel wird zu einem Ei. ⁽¹⁾
Die Geodäten der Raumzeit werden gekrümmt.

Interessant ist, dass rotierende SL von Gezeitenkräften nicht oder kaum betroffen sind.

Grüß, Otto
⁽¹⁾ Ergänzung: Genauer gesagt: ... zu einem Wackelpudding-Ei.

Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2394-85:

an. Von seiner eigenen Spaghettisierung kann der Beobachter nichts merken, weil sich seine ganze "Umwelt" ebenso verzerrt.

Das wäre aber nur dann so, wenn der Beobachter infinitesimal klein wäre.

Hallo Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2394-86:

Das wäre aber nur dann so, wenn der Beobachter infinitesimal klein wäre.

Ich denke eher, die Änderungen sind infinitesimal.
Dadurch ändern sich auch die Integrale, die Geodäten unsere Erlebniswelt.
Gruß, Otto

Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2394-87:

Ich denke eher, die Änderungen sind infinitesimal.

Im Sinne 'mitbewegter' oder 'mitverformter' Koordinaten, wie bei Penrose oder Tipler?

o4-mini ist dagegen mainstream Physiker: Er meint, der den Horizont überschreitende Raumfahrer würde zwar anfangs noch nichts merken, aber dann in baldiger Eigenzeit (maximal ein paar Stunden) schnurstracks und vorwärts die Singularität erreichen...

Stimmt ja auch. Die Eigenzeit endet dort. Oder beginnt da, je nach Sichtweise... aber was das für die "Erlebniskoordinaten" bedeutet, darüber macht die Physik m.E. keine Aussage.

Hallo Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2394-88:

Die Eigenzeit endet dort. Oder beginnt da, je nach Sichtweise... aber was das für die "Erlebniskoordinaten" bedeutet, darüber macht die Physik m.E. keine Aussage.

Ich habe auch keine physikalische Aussage dazu gefunden.
Mathematische Gleichungen mit einem Grenzwert Unendlich sind vermutlich nur Resultat mathematischer Vereinfachungen.
Solange wir nichts Besseres wissen oder durch Messungen ermitteln können, müssen wir Laien und die Physiker damit leben und können nur eine möglichst sinnvolle Interpretation überlegen.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2394-88:

Im Sinne 'mitbewegter' oder 'mitverformter' Koordinaten, wie bei Penrose oder Tipler?

Ja, das halte ich für sinnvoll, solange es die ART betrifft.
Für die SRT gilt das vermutlich nicht.

Gruß, Otto

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2394-68:

Hallo Stueps,
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2394-65:
Claus, du beschreibst hier ja ausdrücklich supermassive SL.
Und da ist es in der Tat so, wie du es schreibst:
Ist das SL groß genug (man beachte auch hier, dass die durchschnittliche Dichte mit der Größe des SL abnimmt), werden die Gezeitenkräfte so gering, dass der Raumfahrer diese durchaus überstehen kann.
Antwort Claus: So ist es.

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2394-85:

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2394-84:
ohne dabei auch nur irgendetwas von irgendwelchen Gezeitenkräften zu merken.
Antwort Otto: Das sehe ich auch so. Das "Gitter" der Raumzeit wird verzerrt. Das Gitter nimmt zunehmend die Form eines Spaghetti an. Von seiner eigenen Spaghettisierung kann der Beobachter nichts merken, weil sich seine ganze "Umwelt" ebenso verzerrt.

Hallo Claus, Spueps und Otto
Ich war bisher der Überzeugung: Wenn ein Objekt in ein schwarzes Loch fällt, wird dies immer von den Gezeitenkräften zerrissen.
Egal wie-viel Masse das SL hat.
Ihr rüttelt an meinen Überzeugungen.

Ihr / Du schreibst, dass bei einem extrem massereichen Sl, das Objekt nicht durch die Gezeitenkräfte zerrissen wird.
Korrigiere mich, wenn ich dich falsch verstanden habe.

LG Utta

Hallo Utta,

Utta schrieb in Beitrag Nr. 2394-90:

Du schreibst, dass bei einem extrem massereichen Sl, das Objekt nicht durch die Gezeitenkräfte zerrissen wird.

Von meiner Seite aus ist das richtig.
Wie es allerdings bei einem Stern ist, der um das SL rotiert (zum Schluss ja immer schneller), weiß ich nicht.
Und ich bin vom einfachsten Fall (nichtrotierendes, nicht geladenes SL) ausgegangen.
Welches allerdings in der Natur nicht vorkommen dürfte, glaube ich.

Beste Grüße

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2394-83:

ich habe in diesem Buch auf Seite 234 (Taschenbuchausgabe) den Hinweis gefunden, dass schon bei SL ab 10 Mio Sonnenmassen die Gezeitenkräfte am Schwarzschildradius wesentlich geringer als die Erdanziehungskraft sind.
Vielleicht hilft das als Orientierung.

Hallo Stueps
Danke für den Hinweis. Das Buch kannte ich noch nicht. Das mit den 10 Millionen Sonnenmassen kann aber nicht stimmen.

Die Galaxie RX J1242-11 hat ein supermassereiches Sl mit ca 100 Millionen Sonnenmassen. Dies ist auch für ein Sl viel. Nur Riesenellipsen und Quasare haben so ein massiges Sl. Zum Vergleich: „Unser“ Sl Sagittarius A hat 4 Millionen Sonnenmassen.

Bei dieser Galaxie Rx J1242-11 mit 100 Millionen Sonnenmassen wurde beobachtet,
dass ein Stern von der Gezeitenkraft zerrissen wurde. Das mit den 10 Millionen in dem Buch kann deshalb nicht stimmen.
LG Utta

Hallo zusammen,
ich merke, dass wir unterschiedliche Begriffs-Vorstellungen haben.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2394-62:

Ein Raumfahrer bewege sich frühstückend auf den Ereignishorizont eines supermassiven SLs zu.

Nach meinem Begriff vom SL wird er von den Gezeitenkräften zerrissen – bei Claus Begriff vom SL nicht.


Wenn Begriffe unterschiedlich definiert sind, redet man aneinander vorbei.
Ab wann ist ein schwarzes Loch ein Supermassives Sl? Schwarze Löcher sind klassifiziert: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch
stellares SL ≈ bis zu 10 Sonnenmassen
mittelschweres Sl ≈ 1000 Sonnenmassen
Supermassives SL ≈ 10 000 bis 10 Billiarden Sonnenmassen
Ultramassives Sl ≈ größer als 10 Billiarden

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2394-65:

Claus, du beschreibst hier ja ausdrücklich supermassive SL.
Und da ist es in der Tat so, wie du es schreibst:
Ist das SL groß genug (man beachte auch hier, dass die durchschnittliche Dichte mit der Größe des SL abnimmt), werden die Gezeitenkräfte so gering, dass der Raumfahrer diese durchaus überstehen kann.

Unsere Galaxie und auch die Galaxie RX J1242-11 haben ein Supermassives schwarzes Loch. Bei RX J1242-11 konnten wir beobachten, dass ein Stern durch die Gezeitenkräfte zerrissen wurde. Die Aussage: Bei Supermassiven SL werden die Gezeitenkräfte so gering, dass der Raumfahrer diese durchaus überstehen kann – wäre durch diese Beobachtung von RX J1242-11 widerlegt.

Ich verstehe, dass sich die Begründung von „Die Gezeitenkräfte sind gering“ auf ein extremes SL bezieht. Bitte nennt dieses Sl aber dann nicht Supermassiv. Dieser Begriff ist schon vergeben und führt zu Missverständnissen.

LG Utta

Hallo Utta,

uns geht es hier in diesem Forum um Erkenntnisse, um´s Vorwärtskommen.
Um das Verstehen.

Bitte habe daran teil,
niemanden interessiert hier dein Vorwissen, deine Reputation, dein Selbstwertgefühl,
dein Sonstiges!
Stelle Fragen, sei kritisch,
du bist willkommen!


Beste Grüße

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2394-94:

uns geht es hier in diesem Forum um Erkenntnisse, um´s Vorwärtskommen.
Um das Verstehen. Bitte habe daran teil,

Hä? Ich interpretiere dies mal positiv.

Es geht nicht um Vorwissen oder Reputation. Wenn Begriffe unterschiedlich definiert sind, redet man aneinander vorbei.
Harti hat dies mal so formuliert:

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2384-23:

Begriffe haben nach meiner Ansicht einen mehr oder weniger allgemeinverbindlichen Bedeutungsinhalt. Dieser Bedeutungsinhalt beruht auf Konvention. Wer den Bedeutungsinhalt eines Begriffes nicht oder nur unzulänglich kennt, versteht nicht, was mit einem bestimmten Begriff mitgeteilt wird.

LG Utta

Hallo Utta,

Utta schrieb in Beitrag Nr. 2394-90:

Ich war bisher der Überzeugung: Wenn ein Objekt in ein schwarzes Loch fällt, wird dies immer von den Gezeitenkräften zerrissen.
Egal wie-viel Masse das SL hat.
Ihr rüttelt an meinen Überzeugungen.

Ich habe mich zum Thema der s.g. "Spaghettisierung" bisher weitestgehend zurückgehalten.
Beobachtungen und Theorien stimmen offensichtlich nicht überein.
So wird die Spaghettisierung eines Sterns niedriger Masse durch ein sehr massereiches, sich sehr schnell drehendes Schwarzes Loches, beschrieben, während nach der Theorie die Gezeiten rotierender SL verschwindend gering sein sollen.

Zum anderen wird das Newtonsche Gravitationsgesetz verwendet und nicht Einsteins ART, obwohl das Gravitationsgesetz gerade für Extremfälle unzureichende Ergebnisse liefert.
Das Feld der Eigenzeiten und die Krümmung der Raumzeit spielen in den Ausführungen zur Spaghettisierung im Allgemeinen keine Rolle.

Gruß, Otto

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2394-96:

Beobachtungen und Theorien stimmen offensichtlich nicht überein.

Hallo Otto,
ich verstehe nicht, wenn du schreibst: „Beobachtung und Theorie stimmen nicht überein“. Wenn dem so wäre, würde es auch in dem Artikel über die Beobachtung einen Hinweis auf diese Diskrepanz geben.

In dem Artikel über die Beobachtung von RX J1242-11 steht nicht ein Wort darüber, dass Beobachtung und Theorie nicht übereinstimmen. Im Gegenteil. Es steht dort ausdrücklich: Es entsprach den Berechnungen und den Erwartungen.

LG Utta

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2394-85:

Interessant ist, dass rotierende SL von Gezeitenkräften nicht oder kaum betroffen sind.

Hallo Otto
du verlinkst da auf einen Artikel über rotierende schwarze Löcher.
In der Einleitung vom Artikel steht: Wie sich diese Schwarzen Löcher als Reaktion auf Gravitation deformieren. Auch ich habe „als Reaktion auf“ überlesen. Dies ist zu schwach formuliert.

Es geht in dem Artikel darum, ob externe Kräfte (externe Gezeitenkräfte) das Gravitations-Feld des rotierenden Sl – beeinflussen können. Es geht darum: Wenn ein massereiches schwarzes Loch rotiert – gibt es (fast) keinen äußeren Einfluss darauf. Dies wird in dem Artikel aber viel zu wenig deutlich gemacht.

"während nach der Theorie die Gezeiten rotierender SL verschwindend gering sein sollen".
Es geht in dem Artikel nicht darum, dass die Gezeitenkräfte rotierender Sl verschwindend gering sind.

Bei einem rotierenden Sl wird alles bauchiger, siehe Ergosphäre. Das Gravitationsfeld wird „bauchiger“ - die Kraft der Gravitation ändert sich aber nicht. Entsprechend gilt dies auch für den Schwarzschildradius und den Gezeitenradius. Der Gezeitenradius (die Gezeitenkraft) ist bei einem rotierenden Sl etwas „bauchiger“ – an der Gezeitenkraft ändert dies aber nichts.

LG Utta

Hallo Utta,

Utta schrieb in Beitrag Nr. 2394-97:

In dem Artikel über die Beobachtung von RX J1242-11 steht nicht ein Wort darüber, dass Beobachtung und Theorie nicht übereinstimmen. Im Gegenteil. Es steht dort ausdrücklich: Es entsprach den Berechnungen und den Erwartungen.

In diesem Artikel gibt es keinen Hinweis, ob es sich bei RX J1242-11 um ein rotierendes SL handelt.

Utta schrieb in Beitrag Nr. 2394-98:

"während nach der Theorie die Gezeiten rotierender SL verschwindend gering sein sollen".
Es geht in dem Artikel nicht darum, dass die Gezeitenkräfte rotierender Sl verschwindend gering sind.

Am Ende der Publikation steht eine Zusammenfassung:
We investigate the tidal response of Kerr black holes in four-dimensional space-times subjected to external gravitational fields, ...
Our analysis generalizes previous findings for Schwarzschild black holes and confirms the robustness of four-dimensional black holes against tidal forces.

Übersetzt:
Wir untersuchen die Gezeitenreaktion von Kerr-Schwarzen Löchern in vierdimensionalen Raumzeiten, die externen Gravitationsfeldern ausgesetzt sind. Mithilfe des Ernst-Formalismus und Weyl-Koordinaten analysieren wir die nichtlineare Gezeitendeformation rotierender Schwarzer Löcher und zeigen, dass ihre statischen Gezeiten-Love-Zahlen bei allen Ordnungen des externen Gezeitenfeldes verschwinden. Wir zeigen außerdem, dass dieses Ergebnis eng mit dem Vorhandensein zugrunde liegender nichtlinearer Symmetrien zusammenhängt. Unsere Analyse verallgemeinert bisherige Befunde für Schwarzschild-Schwarze Löcher und bestätigt die Robustheit vierdimensionaler Schwarzer Löcher gegenüber Gezeitenkräften.

Diese Aussagen halte ich für eindeutig und sehr aussagekräftig.
Wichtig für mich war die Info, dass die Analyse auf Nichtlinearitiät und Vier-Dimensionalität (also der Raumzeit Einsteins) beruht.

Gruß, Otto

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2394-99:

... die externen Gravitationsfeldern ausgesetzt sind. .... bestätigt die Robustheit vierdimensionaler Schwarzer Löcher - gegenüber Gezeitenkräften.

Hallo Otto,
als Analogie mal den Boxer: Man kann analysieren welche Kraft dieser „einstecken“ kann - oder man kann analysieren welche Kraft er „austeilen“ kann. In der von dir angeführten Studie wird nur analysiert welche Kraft er „einstecken“ kann. Er kann „einstecken ohne Ende“ - die Zahlen ändern sich nicht / sind verschwindend gering.

Zitat aus der von dir angeführten Studie:

Zitat von Studie rotierende SL (Kerr):

Jetzt kommen wir zu den berühmten tidal Love numbers. Diese Zahlen helfen Wissenschaftlern zu verstehen, wie sehr sich ein Schwarzes Loch als Reaktion auf die Gravitationskraft eines anderen Objekts deformieren wird.

LG Utta