Theorie zu Jets aus schwarzen Löchern

[Fattyman]

Ich habe mal "so ne" Theorie zu diesem Thema:

Ein schwarzes Loch verfügt über ein extrem starkes Gravitationsfeld. So weit als Voraussetzung bekannt. Materie sammelt sich - so sie nicht direkt auf die Oberfläche zusteuert in Form einer Akkretionsscheibe um das schwarze Loch herum. Die Geschwindigkeiten der Materie in dieser Scheibe wachsen mit Annäherung an das schwarze Loch extrem an. Die Temperatur steigt aufgrund der dabei entstehenden Reibung der Teilchen. Letztendlich beginnt die Scheibe - zumindest die zum Loch näheren Bereiche - zu "leuchten".

Je höher die Temperaturen in der Scheibe werden, desto mehr Atome werden in Ionen (von Elektronen befreiten Atome und anschließend nakte Kerne) umgewandelt. Dabei erfährt die Scheibe eine elektrische Aufladung und erzeugt ein gigantisches elektrisches Feld. Durch die Rotation der Scheibe fliesst ein gigantischer Strom innerhalb der Scheibe. Im rechten Winkel dazu wird ein magnetisches Feld durch die Lorentkraft erzeugt, dessen Feldlinien zu den Polen des schwarzen Loches hin stark verzerrt werden - sie konzentrieren sich an den Polen. Das Ganze lässt sich mit einem gigantischen Elektromagneten mit nur einer Windung, dafür aber mit einer gigantischen Stromstärke, vergleichen.

Die Akkretionsscheibe hat aber nicht eine Dicke von wenigen Atomen. Am Rand der Scheibe ist sie zwar noch relativ dünn. Mit zunehmender Nähe zum schwarzen Loch wächst der Druck der nachfolgenden Teilchen und erhöht die Dicke - die Ausdehnung ober- und unterhalb der Rotationsebene - der Scheibe. Je näher die Teilchen der Akkretionsscheibe dem schwarzen Loch kommen, desto größer wird die Kraft des Magnetfeldes, das von der Scheibe erzeugt wird. Der Sog - oder besser der Druck der von der Akkretionsscheibe nachrückenden Teilchen - in Richtung 90 Grad - zu den Polen - zur Akkretionsscheibe wächst enorm an. Die Teilchen werden langsam in Richtung der Pole "gezogen". Die Rotationsebene der Teilchen verlässt die Akkretionsscheibe und nähert sich dem Pol an. Dadurch verdichtet sich die Materie um diesen Punkt. Zu irgendeinem Zeitpunkt übersteigt der entstandene Druck durch die Teilchen am Pol - durch das Magnetfeld der Akkretionsscheibe - die Gravitation und die Teilchen werden in den Raum geschleudert.

Das erklärt, wie Teilchen durch den Stromfluss innerhalb der Akkretionsscheibe und das daraus resultierende Magnetfeld aus dem schwarzen Loch entkommen können. Interessanterweise würde das schwarze Loch während der Konzentrationsphase der Teilchen als strahlende, leuchtende Kugel mit einer leuchtenden Scheibe und zwei aus den jeweiligen Polen entspringenden Jets erscheinen. Erst wenn die Materiezufuhr nachlässt, wird diese Kugel wieder "dunkler", erlischt wieder und hinterlässt das schwarze Loch.

Die Frage ist nun, wie die Jets - also die gigantischen, zeitlich aber begrenzten - Materieauswüfe, entstehen: Solange genügend Material aus der Scheibe nachfließt, entflieht Materie an den Polen des schwarzen Loches. Der das Magnetfeld erzeugende Materienachschub aus der Akkretionsscheibe "versiegt" aber irgendwann (die Dichte am inneren "Rand" der Akkretionsscheibe sinkt ab, die Scheibe wird dünner und die Stärke des Magnetfeldes nimmt ab). Die Teilchen auf dem Weg zu den Polen werden weniger und der Vorgang des Materieauswurfs kommt zum Erliegen. Erst wenn wieder genügend Material der Akkretionsscheibe hinzugefügt wird (wenn z.B. eine Sonne wieder mal dran glauben muss), kann der Vorgang wieder aufgenommen werden und ein neuer Jet entsteht.

Die Dicke und Dichte der Akkretionsscheibe bestimmen also das Schicksal der Jets aus den schwarzen Löchern.

Mich würde eure Meinung dazu interessieren.

[Monger]

An sich klingt deine Erklärung plausibel, aber mal ein paar Anmerkungen dazu:
- deine Erklärung enthält sehr klassische Physik. Das ist bei so extremen Phänomenen immer problematisch.
- die Jetstreams erreichen nicht einfach nur Fluchtgeschwindigkeit, sie sind unfassbar energiereich. Teilweise energiereich genug um die Nachbargalaxie zu sterilisieren.
- wie passt die Theorie zu Pulsaren, die keine Akkretionsscheibe haben?

[Fattyman]

An sich klingt deine Erklärung plausibel, aber mal ein paar Anmerkungen dazu:
- deine Erklärung enthält sehr klassische Physik. Das ist bei so extremen Phänomenen immer problematisch.
- die Jetstreams erreichen nicht einfach nur Fluchtgeschwindigkeit, sie sind unfassbar energiereich. Teilweise energiereich genug um die Nachbargalaxie zu sterilisieren.
- wie passt die Theorie zu Pulsaren, die keine Akkretionsscheibe haben?

Tja, das Interessante bei Pulsaren und deren Masseauswürfen ist die Tatsache, dass diese bedeutend mehr Masse als eine Sonne oder ein Riesenstern oder gar ein überschweren Riesen haben. Die dafür benötigte Akkretionsscheibe müsste um Größenordnungen mächtiger sein, als die eines "normalgroßen" schwarzen Loches. Die Entfernung der Pulsare - meistens mehrere Milliarden Lichtjahre - lässt aber deren genaue Abmaße nur sehr schwer oder gar nicht erkennen. Selbst eine Akkretionscheibe von mehreren Lichtjahren Durchmesser mit mehreren tausend, millionen oder gar milliarden Sonnenmassen erschiene von der Erde aus immer noch als ein unfassbar kleiner Punkt. Meines Erachtens würde sich eine solche Akkretionsscheibe aus dem das schwarze Loch umhüllenden Halo an interstellarem Gas speisen. Ein solches - ziemlich dünnes - Halo umgibt auch unsere Milchstraße. Das Halo in der Frühzeit der Michstraße müsste aber ungleich dichter gewesen sein. Die Jets des zentralen schwarzen Loches passierten dann das Halo und "impften" es mit den Kernen der heutigen Sonnen unserer Milchstraße.

(Ist nur so ne - durch erst mal wenig bis nichts belegte - Theorie. Da fehlen halt noch verifizierbare Vorhersagen.)

[Fattyman]

Tja, das Interessante bei Pulsaren und deren Masseauswürfen ist die Tatsache, dass diese bedeutend mehr Masse als eine Sonne oder ein Riesenstern oder gar ein überschweren Riesen haben. Die dafür benötigte Akkretionsscheibe müsste um Größenordnungen mächtiger sein, als die eines "normalgroßen" schwarzen Loches. Die Entfernung der Pulsare - meistens mehrere Milliarden Lichtjahre - lässt aber deren genaue Abmaße nur sehr schwer oder gar nicht erkennen. Selbst eine Akkretionscheibe von mehreren Lichtjahren Durchmesser mit mehreren tausend, millionen oder gar milliarden Sonnenmassen erschiene von der Erde aus immer noch als ein unfassbar kleiner Punkt. Meines Erachtens würde sich eine solche Akkretionsscheibe aus dem das schwarze Loch umhüllenden Halo an interstellarem Gas speisen. Ein solches - ziemlich dünnes - Halo umgibt auch unsere Milchstraße. Das Halo in der Frühzeit der Michstraße müsste aber ungleich dichter gewesen sein. Die Jets des zentralen schwarzen Loches passierten dann das Halo und "impften" es mit den Kernen der heutigen Sonnen unserer Milchstraße.

(Ist nur so ne - durch erst mal wenig bis nichts belegte - Theorie. Da fehlen halt noch verifizierbare Vorhersagen.)

Sorry, hier lag eine Verwechslung vor. Der von mir hier beschriebene Mechanismus gilt für Quasare und Blazare.

Pulsare sind Neutronensterne mit bedeutend weniger Masse als ein schwarzes Loch, deren magnetische Pole von ihrer Rotationsachse abweichen. Selbst in unserer Milchstraße sind solche Objekte keine Seltenheit.

[Monger]

Pulsare sind ja enorm stark elektrisch geladen. Auch sie haben Jets an den Polen, nur halt weniger stark. Sie haben aber meines Wissens nicht zwingend eine Akkretionsscheibe.

[Fattyman]

Pulsare sind ja enorm stark elektrisch geladen. Auch sie haben Jets an den Polen, nur halt weniger stark. Sie haben aber meines Wissens nicht zwingend eine Akkretionsscheibe.

Pulsare sind Radioquellen und keine Materiequellen. Die magnetischen Felder der Neutronensterne "erzeugen" keine Materie, sie werden einfach nur in Form von Radiosignalen "abgestrahlt".

[Monger]

Die SL Jets entstehen ja wohl auch eindeutig außerhalb des Ereignishorizonts. Sie bestehen in erster Linie aus extrem kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung, reißen aber natürlich Materie mit. Sehe daher den großen Unterschied nicht.

[Fattyman]

Die SL Jets entstehen ja wohl auch eindeutig außerhalb des Ereignishorizonts. Sie bestehen in erster Linie aus extrem kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung, reißen aber natürlich Materie mit. Sehe daher den großen Unterschied nicht.

Auf was für ein stellares Objekt beziehen Sie sich dabei?
- Quasar/Blazar
- (supermassives) schwarzes Loch oder
- Neutronenstern/Pulsar

[T4GTR43UM3R]

Die SL Jets entstehen ja wohl auch eindeutig außerhalb des Ereignishorizonts. Sie bestehen in erster Linie aus extrem kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung, reißen aber natürlich Materie mit. Sehe daher den großen Unterschied nicht.

Hi!
Als langjähriger Leser bin ich doch etwas enttäuscht. Du hast doch immer den Eindruck von gewissem Wissen im physikalischem Bereich vermitelt.
Bitte verübel mir dieses Statement als ersten Post nicht.

Pulsare strahlen auch ohne Akkretionsscheibe und Schwarze Löcher nicht.
Daraus folgt eine andere Ursache der Strahlung.

Des Weiteren muß ich verwundert fragen: "Ist Einstein nicht klassisch?"
Ich kann mich irren. Aber ich dachte die Trennung von der klassischen Physik erfolgt erst ab der Quantentheorie.

Zum Topic:
Das die Dichte und Reibung der Teilchen die Ursache für die Jets ist, wird schon lange theoretisch in Betracht gezogen.
Das bedeudet, dass dier Gedanke von Fattyman gar nicht soweit von den aktuellen Theorien abweicht.

[Melbourne, FL]

Also nach meinem Verständnis sind relativistische Effekte keine klassische Physik mehr.

Alexander

[Dicker Igel]

Ich kann mich irren. Aber ich dachte die Trennung von der klassischen Physik erfolgt erst ab der Quantentheorie.
Nein, "alles" vor Einstein ist klassisch.

[T4GTR43UM3R]

Nein, "alles" vor Einstein ist klassisch.

Dann lag ich doch nicht falsch. Danke!
Mein Gedanke war:

Newton = Klassisch, reicht im Alltag
Einstein = Klassisch, wird bei starken Kräften/ hohen Geschwindigkeiten immer relevanter

[Monger]

Des Weiteren muß ich verwundert fragen: "Ist Einstein nicht klassisch?"
Ich kann mich irren. Aber ich dachte die Trennung von der klassischen Physik erfolgt erst ab der Quantentheorie.


Du hast bereits bei Neutronensterne zig quantenmechanische und natürlich relativistische Effekte. Bei schwarzen Löchern natürlich erst recht.

Aber ja okay, die Äußerung war unüberlegt: schwarze Löcher sind nicht zwangsläufig stark geladen.

[T4GTR43UM3R]

Du hast bereits bei Neutronensterne zig quantenmechanische und natürlich relativistische Effekte. Bei schwarzen Löchern natürlich erst recht.

Aber ja okay, die Äußerung war unüberlegt: schwarze Löcher sind nicht zwangsläufig stark geladen.

Bei Schwarzen Löchern können wir uns noch nicht einmal sicher sein, ob überhaupt noch etwas hineingelangt.
Stichwort Graue Löcher (eine Theorie um dem Problem der Informationserhaltung habhaft zu werden).

Aber back to Topic.
Sollten quantenmechanische Effekte im Makrokosmos nicht verschwinden?
Gerade bei Neutronensternen und in den Akkretionsscheiben solte aufgrund der Dichte eine ständige Messung (Interaktion) vorliegen.

[Mortalvision]

Ob etwas hineingelangt? Wenn nur genug Zeit für den Beobachter vergeht, für die Teilchen selbst "rasend" schnell... ;D

[T4GTR43UM3R]

Ob etwas hineingelangt? Wenn nur genug Zeit für den Beobachter vergeht, für die Teilchen selbst "rasend" schnell... ;D

Es gibt eben Theorien, die besagen, dass gar nichts hineingelangt, sondern zweidimensional an der Obefläche hängen bleibt.
Wie gesagt:
Es gibt das Poblem der Informationserhaltung. Und die Theorie der grauen Löcher stammt von Hawking.
Eine seiner letzten Theorien.

[Mortalvision]

Achso, der Informationserhalt, verstehe. Dann wird es umgekehrt aber auch wieder schwierig mit der Hawking Strahlung, oder?

[T4GTR43UM3R]

Bei Schwarzen Löchern wird es prinzipiell schwierig.

Denn sowohl die Hawking Strahlung als auch die Lösung mit der zweidimensionalen Projektion ist nicht falsifizierbar.

Aber back to Topic.
Meines Wissens nach geht der Gedanke von Fattyman relativ konform mit der aktuellen Lehrmeinung.

Aber ich kann mich auch irren.
Lernen ist ein Prozess der nie aufhört.

[Naitsabes]

Sollten quantenmechanische Effekte im Makrokosmos nicht verschwinden?

Kommt, soweit ich weiß, nur auf die Relation an.
Mit einem genügend großen (gigantischen) "Tor" solltest du auch bei einem Fußball ein Interferenzmuster erhalten (Welle-Teilchen-Dualismus).
Jedenfalls habe ich das noch so im Kopf

[T4GTR43UM3R]

Das wäre eine gute Frage für den Herrn Gaßner.

"Wann gibt es quantenmechanische Effekte im Makrokosmos?"

Der behandelt gerade die Quantenmechanik und ich glaube ich werde ihm diesbezüglich beim nächsten Video einige Fragen stellen.

Mein derzeitiger stand ist nur, dass jede Wellenfunktion bei einem Meßprozess kollabiert.
Obwohl ich den Begriff kondensiert persönlich bevorzuge.
Und die Dichte der Akkretionsscheibe oder eines Neutronensternes müßte die Meßprozesse quasi maximieren.

[Fattyman]

Mal ne weitere Frage:

Wenn es ein schwarzes Loch gibt, kann es auch andere schwarze Dinge, wie z.B. schwarze Ringe geben?
Zum Entstehungsort eines solchen Ringes würde ich die Polnähe eines schwarzen Loches mit einer rotierenden Akkretionsscheibe vorschlagen. Dort konzentriert sich Materie so stark, dass es Regionen so hoher Dichte geben muss, dass diese "schwarz" werden, also ihren eigenen Ereignishorizont ausbilden. Was dabei interessant ist, sind die für diese weiterhin geltenden Gesetze, also extreme Gravitation. Weiter nachfolgende Materie wird einerseits dem schwarzen Ring einverleibt , kann diesen aber auch durch seine "offene Mitte" - extrem stark beschleunigt - verlassen. Der Ring wirkt hier als Staubsauger für die von der Akkretionsscheibe nachrückkende Materie und andererseits als Gebläse ins All, sollte der "Druck" der Materie zu "hoch" werden. Wäre zumindest ein netter Mechanismus, der die extrem hohen Energien eines Jets erklären kann. Versiegt der Materienachschub aus der Akkretionsscheibe, verschmilzt der Ring mit dem schwarzen Loch. Der "Druck" der voher zwischen dem Loch und dem Ring fließenden Materie ist nicht mehr ausreichend, den Ring vom Loch zu trennen. Der Ring selbst besitzt weiterhin das Bestreben, sich zusammenzuziehen in die "idealere" Kugelform. Seine offene Mitte schliesst sich. Keine Materie kommt mehr durch.

Eine weitere Frage: Kann der Druck von Materie zu hoch werden, als dass diese in entsprechender Zeit von einem schwarzen Loch konsumiert werden kann? Gibt es so etwas wie ein Too Much To Be Consumable?

[Poook]

Alle Schwarzen Löcher mit Eigenrotation sind, nach der heutigen Theorie, in ihrem "Kern" 2 dimensionale "Ringe", da ein eindimensionaler "Punkt" sich nicht drehen kann.

"Bei einem rotierenden Schwarzen Loch nimmt die Singularität jedoch eine Kreis- oder Ringform an und reißt die Raumzeit um sich herum mit anstatt sie nur zu krümmen"

Unterpunkt Rotation: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch

[Monger]

Eine weitere Frage: Kann der Druck von Materie zu hoch werden, als dass diese in entsprechender Zeit von einem schwarzen Loch konsumiert werden kann? Gibt es so etwas wie ein Too Much To Be Consumable?
Ich denke die Akkretionsscheibe ist quasi ne Folge davon. Wenn ne diffuse Wolke kollabiert, gibt es ne Drehbewegung wie im Abfluss. Strahlung und Gravitation führen zu Scherkräften. Wenn das Umfeld entsprechend abgegrast ist, kann ähnlich wie bei Sonne oder Jupiter das Umfeld ewig fallen ohne in den Kern zu stürzen.

Eigentlich müssten auch Planeten um schwarze Löcher möglich sein, oder nicht?

[Lokadamus]

Eigentlich müssten auch Planeten um schwarze Löcher möglich sein, oder nicht?Nein.

Nein.

Um die Fragen zu beantworten: Der allgemeinen Theorie nach ist das schwarze Loch ein Wirbelsturm was alles in sich hineinsaugt. Ist so ähnlich wie ein Abfluß. Was passiert wenn ein zu großes Objekt am Abfluß hängt. Es blockiert alles. Hier ist der Unterschied zum schwarzen Loch zu erkennen. Keine Blockade sondern das Rausrotzen ala Jetstream/ Stream (viel Eisen usw.) zu erkennen. Ein schwarzes Loch saugt so lange Sachen zu sich bis der Nachschub versiegt. Dadurch ist die Berechnung möglich, wie stark ein ehemaliges schwarzes Loch ohne weitere Faktoren war. Im schwarzen Loch selber geht es nicht um Atome sondern um Quarks. Ein wichtiger Größenunterschied, den die meisten ignorieren.

Müsste überlegen, ob ein schwarzes Loch sich bei genügen Massen zu einem weißen Loch transferiert, umwandelt. Alles ansaugen bis es zu viel wird und daraufhin abstoßen. Diese Theorie wird in mehreren Folgen von Star Trek Voyager genutzt. (Graitattionswelle, da gab es noch was)
https://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Fes_Loch

[Poook]

Natürlich können Planeten um ein schwarzes Loch kreisen. Wenn die Sonne durch ein schwarzes Loch gleicher Masse ersetzt werden würde, würde sich an den Umlaufbahnen nichts ändern.

[Monger]

Nein.

Nein.

Warum nicht? Schwarze Löcher haben das selbe Gravitationsfeld wie die Körper aus denen sie entstehen. Können große Sonnen keine Planeten haben?
Ja, der Supernovaausbruch der einem SL voraus geht, räumt die Umgebung frei. Aber es könnte ja trotzdem Irrläufer einfangen.

[x-force]

das ist höchst relativ, aber geht definitiv, da wir ja auch annehmen, daß im zentrum der galaxie ein schwarzes loch ist. das loch hat sich sogar ein paar sonnen zugelegt die planeten mit monden haben