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THEMA: Maximalgröße schwarzer Löcher

Maximalgröße schwarzer Löcher 15 Jan 2017 03:20 #11316

Berechnet man extreme schwarze Löcher mit etwa einer Masse von (c^2/6.674)*10^36 kg ergibt sich eine Ausdehnung von 2*10^25 m ca. 2 Milliarden Lichtjahre: deutlich größer als die Entfernung zu vielen Galaxien. Nun ist es so, dass die Dichte eines schwarzen Loches ja mit zunehmender Masse abnimmt. Im Beispiel erhielte man eine Dichte von ca. 4*10^-28 g/cm^3, was 241 Teilchen pro Kubikmeter entspricht, falls Wasserstoff einen Großteil dieser Teilchen ausmachte; ein extrem gutes Vakuum verstehen wir schon bei 1000 Teilchen pro Kubikcentimeter. Das heißt sollte man sich in einem solchen schwarzen Loch befinden, würde man sich doch ganz wohl fühlen, sofern man ein geeignetes Sonnensystem mit sich führt.
Das Ganze lässt mich darüber nachdenken, ob die Existenz schwarzer Löcher ab einer bestimmten Größe gar keinen Sinn mehr macht. Auf besonders großen Skalen müsste die dunkle Energie, die unser Universum auseinander treibt, diese schwarzen Löcher doch mit Leichtigkeit auseinander nehmen.

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Maximalgröße schwarzer Löcher 15 Jan 2017 09:23 #11317

@AberHatschi,


Wenn wir unter der Größe eines SL dessen Schwarzschilradius verstehen, der ja den Ereignishorizont definiert, dann hat unsere Sonne eine Ereignishorizontkugel, deren Radius 3km beträgt, vorausgesetzt, unsere Sonne würde zu einem SL komprimiert.

Das bislang schwerste SL, das man gefunden hat, hat in etwa 13 Mrd. Sonnenmassen.
Da der Schwarzschildradius linear mit der Masse wächst, folgt, dass wir 13Mrd SM mit 3 km Schwarzschildradius einer Sonnenmasse multiplizieren müssen.
Ergebnis: 39 Mrd. km. Wieviele km hat ein Lj?
Aberhatschi, das kannste jetzt selber leicht ausrechnen.

Grüße
Thomas

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Maximalgröße schwarzer Löcher 16 Jan 2017 02:14 #11351

1Lj = ca. 10^16m = 10^13km. Dann kommt man natürlich auf nichtmal ein 4/1000- tel Lj. Allerdings geht es mir nicht darum wie groß bisherige Schwarze Löcher sind, sondern um eine hypothetische Maximalgröße. Die meisten schwarzen Löcher wachsen ja. Dem Universum stünde ja einiges an Masse zur Verfügung, wenn allein die sichtbare Masse sich schon auf 10^53kg beläuft.

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Maximalgröße schwarzer Löcher 16 Jan 2017 04:42 #11352

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Hi,

Auf besonders großen Skalen müsste die dunkle Energie, die unser Universum auseinander treibt, diese schwarzen Löcher doch mit Leichtigkeit auseinander nehmen.

Abstoßende oder auflösende Wirkung wird der Kosmologischen Konstanten erst ab Skalen von über 1000 MPC zugestanden. Einerseits.
Andrerseits ist die größte bekannte Struktur U1.27 bereits im Mittel 500 MPC und im Maximum 1200 MPC groß.

Beste Grüße

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Maximalgröße schwarzer Löcher 16 Jan 2017 18:43 #11358

Nun bei meiner vorgeschlagenen Masse liegen wir bei ca. 670 MPC. Die masse beläuft sich dabei auf ca. 10^52 kg. Nehmen wir eine Potenz mehr 10^53kg. Dann haben wir zwar die gesamte sichtbare Materie schon aufgebraucht aber dunkle Materie wiegt ja auch was. Dann landen wir bei 6700 MPC. Damit wäre schonmal klar das theoretisch genug Masse für ein SL vorhanden wäre auf dessen Skalen die dunkle Energie deutliche Wirkung entfaltet.

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Maximalgröße schwarzer Löcher 16 Jan 2017 19:29 #11359

Ich fürchte, dass wir mit unserem heutigen Wissen diese Frage nicht wirklich beantworten können. Meiner Meinung nach wäre jede Antwort Spekulation.

Das einzige, was ich sicher sagen kann, ist, dass es ein derart großen SL in der Realität niemals geben wird. Dazu wird die Materie von der Expansion des Universums viel zu sehr auseinander getrieben.

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Maximalgröße schwarzer Löcher 16 Jan 2017 22:26 #11361

Und wegen der Ausdehnung des Raumes, käme der Kollege da nicht mal ran, wenn er könnte.

"`Oh dear,' says God, `I hadn't thought of that,' and promptly vanished in a puff of logic.

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Maximalgröße schwarzer Löcher 17 Jan 2017 03:54 #11371

ClausS schrieb: Das einzige, was ich sicher sagen kann, ist, dass es ein derart großen SL in der Realität niemals geben wird. Dazu wird die Materie von der Expansion des Universums viel zu sehr auseinander getrieben.

Klar wenn ein solches Schwarzes Loch der dunklen Energie nicht standhalten kann, wie könnte es dieselbe Materie auf noch geringerer Dichte.

Aber was ist mit dem früheren Universum? Je weiter man zurückgeht desto höher geht die Dichte. Ist das nicht der Grund dafür warum man die massereichsten Objekte am weitesten von uns entfernt feststellt, also in der Frühzeit?
Das Universum musste doch mal die berechnete Dichte von 4*10^-28 g/cm^3 im Schnitt gehabt haben. Spricht das nicht wiederum für eine Maximalgröße?
Ansonsten wäre die Frage was das damalige Universum von einem theoretischen SL mit gleicher Dichte unterscheidet. Für mich wirkt ein "Nahezu"-Vakuum nicht so zerstörerisch wie die Schwarzen Löcher die wir kennen.

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Maximalgröße schwarzer Löcher 17 Jan 2017 16:46 #11377

Muß eine Materieannsammlung die kleiner als ihr Schwarzschildradius ist notwendigerweise eine Singularität in ihrem Zentrum haben?
Für stellare SL trifft das sicherlich zu und ich denke das gilt auch für galaktische SL.
In dem Fall (Singularität vorhanden) macht eigentlich die Angabe einer Dichte für die gesammte vom Schwarzschildradius eingeschlossene Kugel keinen Sinn.

Was ist aber wenn die Masse nicht in einem Punkt konzentriert ist? Da wird auch wieder eine Rechnung interessant die ich vor einiger Zeit mal hier gepostet hatte wonach ein SL mit der Masse die man in der Literatur als Masse für das Universum findet etwa die Größenordnung von einigen 10 Mrd. Lichtjahren hätte....

Gruß
Merilix

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Maximalgröße schwarzer Löcher 17 Jan 2017 19:56 #11385

Eine Vorbemerkung: Es gibt Fermionen und Bosonen. Fermionen haben halbzahlien Spin (1/2 h quer, 3/2 h quer, ...) und Ferminen ganzzahligen Spin (0, h quer, 2 h quer, ...). Beispiele für Fermionen sind beispielweise Elektronen, Neutronen und Protonen. Keine zwei Fermionen können am selben Ort den selben Quantenzustand einnehmen (Pauli Prinzip). Dies sorgt beispielsweise dafür, dass die Elektronen in einem Atom die verschiedenen Schalen auffüllen.

Ein weißer Zwerg besteht aus Atomen mit Elektronenhüllen. Diese sind aufgrund des Pauli-Prinzips nicht weiter komprimierbar. Daher kann ein weißer Zwerg nur bis zu einer gewissen Grenze komprimiert werden. Wenn der Druck zu hoch wird, dann werden die Elektronen in den Kern gedrückt und die Elektronen reagieren mit den Protonen zu Neutronen. --> Es bildet sich ein Neutronenstern.

In einem Neutronenstern gilt das Pauli-Prinzip dann für die Neutronen. da Neutronen weniger Platz einnehmen als Elektronenhüllen, sind Neutronensterne deutlich dichter als Weiße Zwerge. Aber auch die Neutronen können aufgrund des Pauli-Prinzips nicht beliebig komprimiert werden.

In einem Vortrag von Josef Gaßner habe ich gehört, dass wenn in einem Neutronenstern der Druck zu hoch wird, sich die Neutronen in Bosonen umwandeln (wie genau weiß ich nicht). Diese Bosonen haben dann wiederum die Eigenschaft, dass sie sich in beliebiger Menge im Kern konzentrieren können.

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Maximalgröße schwarzer Löcher 24 Jan 2017 09:10 #11485

Hallo,

Im OP ist von einer Dichte eines SL die Rede. Zusätzlich zu meiner Anmerkung weiter oben gebe ich noch folgendes zu bedenken:
Um eine Dichte angeben zu können müsste man neben der Masse auch das Volumen kennen. Jetzt ist es aber so, das der Schwarzschildradius rs eben keine Radius angibt (also eine echte Entfernung zum Mittelpunkt) sondern nur Umfang geteilt durch 2 * Pi. Wie lässt sich also das Volumen berechnen das sich innerhalb des Ereignishorizonts befindet wenn einfache Geometrie einer flachen Metrik nicht weiter hilft?

Gruß
Merilix

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