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THEMA: Das Biggest Black Hole

Das Biggest Black Hole 29 Mär 2019 10:45 #50331

Hallo,

Mich würde interessieren, ob es schon Überlegungen zu den größtmöglichen schwarzen Loch gab.
Soweit ich mit meinem Halbwissen weiss, ist die Materie in unserem Lieblingsuniversum endlich.
Würde man die Masse aller Materie im Universum kennen (oder gut schätzen) könnte man berechnen,
wie schwer - und daher auch wie gross - ein schwarzes Loch wäre, dass alle Materie (+Energie...) beinhaltet.

Wie gross wäre der Ereignisshorizont so eines Biggest Black Hole?

mfg
Keinstein

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Das Biggest Black Hole 29 Mär 2019 14:49 #50361

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Moin Moin Keinstein... hihi

Theoretisch gibts für die mögliche Masse eines BH keine Obergrenze. Ein BH könnte somit auf die Masse eines Universums anwachsen.
Da sich das U... jedoch global ausdehnt, kommt so ein Wachstum sehr wahrscheinlich nicht zustande.

Da während Wachstum von BH grundsätzlich verschiedene Dynamiken zu berücksichtigen sind, ein BH bis hin zur Lichtgeschwindigkeit zu rotieren beginnt und sich Akkretionsscheiben bilden, welche die einfallende Masse davon abhalten können den EH zu erreichen, wird die zu erwartende Massenzunahme jedoch auch durch lokal bedingte Zustände eine Grenze finden...

Alte Berechnungen sprachen da von max ~ 70 Mrd Sonnenmassen...
Meist bekannt .... Natarajan & Treister
arxiv.org/pdf/0808.2813v2.pdf

Neuere von bis zu 270 Mrd. Sonnenmassen
arxiv.org/abs/1511.08502

Hoffe die Papers gehen Richtung angefragtes...!?
NG und Willkkommen im Forum.....
urknall-weltall-leben.de/urknall-weltall....html?start=60#50360
Z.

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Das Biggest Black Hole 29 Mär 2019 20:03 #50379

Keinstein schrieb: Soweit ich mit meinem Halbwissen weiss, ist die Materie in unserem Lieblingsuniversum endlich.

Da dieses Falschwissen bereits in anderen Fäden behandelt wurde werde ich hier nicht näher darauf eingehen, aber diese Frage:

Keinstein schrieb: Wie gross wäre der Ereignisshorizont so eines Biggest Black Hole?

kann man unter etwas treffenderen Annahmen dennoch abschätzen: man setze die gtt-Komponente, in dieser Fragestellung sinnvollerweise die der Schwarzschild De Sitter Metrik, gleich 0:

\( g_{\rm t t } = 1-\frac{\Lambda \rm r^2}{3}-\frac{2 \rm G M}{\rm c^2 r}=0 \)

wobei Λ=1.1056e-52/m² die kosmologische Konstante ist, und löse nach r auf. Dann erhält man zwei positive Lösungen, wovon die eine der kosmische Ereignishorizont ist, und die andere der Horizont des schwarzen Lochs mit der Masse M. Für alle M wo eine reale Zahl herauskommt ist ein schwarzes Loch möglich, und für alle Fälle wo die Ergebnisse imaginär sind keines. Unser Universum ist zwar noch kein 100%iges De Sitter Universum, aber es konvergiert immerhin auf eines zu.

So einfach wie möglich,

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Das Biggest Black Hole 31 Mär 2019 17:47 #50461

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Moin Keinstein...
Zwecks Post von Y. möchte ich noch ergänzen..

BH 270 Mrd. M☉ (Sonnenmassen) RS (Schwarzschild-Radius) = 0.0843 LJ (Lichtjahre)

Gesamtmasse Universum** (Schätzung) ~1054Kg. Sprich 5.0524 M☉. RS = 1.576.822.789.105 LJ

Wobei mich das letzte Ergebnis von 1.5812 LJ .... überrascht. Hoffe Y. Stellt nochmal klar ob da ein Fehler anliegt.... :dry:
Konzentrationsvermögen gerade wieder mal gen ~0.

NG Z...

Ps: **Wenn wir einfach mal ein U endlicher Masse annehmen..
arxiv.org/pdf/astro-ph/0310233.pdf

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Das Biggest Black Hole 31 Mär 2019 19:53 #50466

Z schrieb: Gesamtmasse Universum** (Schätzung) ~1054Kg. Sprich 5.0524 M☉. RS = 1.576.822.789.105 LJ

Mir kommen für den Schwarzschildradius von 1e54 kg nur 156 Milliarden Lichtjahre heraus:



Die 4πr³ρcΩM/3=1e54 kg sind aber nicht die Masse des ganzen Universums sondern nur der Inhalt an dunkler und normaler Materie unseres derzeitigen Partikelhorizonts, und dessen Ausdehnung und Masseninhalt ändert sich kontinuierlich. Der Schwarzschildradius der Masse ist auch nicht der Horizont, das wäre nur der Fall wenn du die kosmologische Konstante Λ gleich 0 setzt, was nur dann eine gültige Näherung ist wenn das schwarze Loch im Verhältnis zum Hubbleradius klein ist. Das wäre zwar bei normalen schwarzen Löchern der Fall, aber nicht bei 1e54 kg. Ein so schweres schwarzes Loch kann es zumindest in unserem Universum nicht geben, da die dunkle Energie dem einen Strich durch die Rechnung machen würde (siehe Formel #50379):



In einem Universum mit unserer kosmologischen Konstante könnte ein schwarzes Loch maximal 4.27e52 kg haben, dann würde sein Ereignishorizont bei 10 Mrd. Lichtjahren mit dem kosmischen Ereignishorizont zusammenfallen, wodurch er sich auflösen würde. Genaugenommen gilt die Rechnung für die komplett von der dunklen Energie dominierte Phase in der wir die Materiedichte rundherum als vernachlässigbar zu der des schwarzen Lochs selbst betrachten können und die erst in ein paar Milliarden Jahren beginnt (siehe das betreffende Raumzeitdigramm), bis dahin haben wir noch Abweichungen von ca. 15% aber es ist auf jeden Fall die Größenordnung, und der theoretische Maximalwert bei dem es sobald es innerhalb der nächten paar Jahrmilliarden darauf zukonvergiert ist letztendlich auch bleiben wird.

Die gelbe Linie zeigt zum Vergleich wie es in einem Universum ohne kosmologische Konstante aussähe, da gäbe es dann keinen kosmischen Ereignishorizont der in Konflikt mit dem des schwarzen Lochs geraten könnte so dass es im Prinzip so schwer werden kann wie es will. Das prinzipielle Maximum wird aus den in deinen Quellen genannten Gründen in der Praxis natürlich nicht erreicht, aber in diesem Gedankenexperiment können wir es uns leisten so viel Materie heranzuschaffen wie wir wollen. Unterm Strich müssten wir die Dichte innerhalb unserer Hubblesphäre ungefähr ver5fachen damit diese gerade noch nicht mit dem Ereignishorizont des dabei entstehenden schwarzen Lochs zusammenfällt, so dass wir innerhalb derselben ein maximales schwarzes Loch hätten.

Nachrechnend,

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Das Biggest Black Hole 31 Mär 2019 20:36 #50468

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Hi Y.

Statt schnell mal einen I-Rechner zu benutzen, der wohl überlastet, hätte ichs doch wohl besser selbst durchs Exel gescheucht.
Mal davon abgesehen, dass ich Λ = 0 setzte.. ums einfacher zu machen..

Wie immer sehr aufschlussreich!
Herzlichen Dank
Z.

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