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-   -   Masse in der Singularität? (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=3772)

Timm 11.04.20 08:58

Masse in der Singularität?
 
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch

Zitat:

Im Zentrum des Schwarzen Loches befindet sich eine physikalische Singularität; die von der Relativitätstheorie vorhergesagte Krümmung der Raumzeit wird an dieser Stelle unendlich groß. Die ganze Masse des Schwarzen Loches ist demnach in einem Punkt (bei rotierenden Schwarzen Löchern in einem Ring ohne Ausdehnung) konzentriert. ... Aus diesem Grund ist die Dichte der Singularität unendlich groß.
Solches und Ähnliches findet man vielfach, nicht nur bei Wikipedia.

Daß die Krümmung für r -> 0 divergiert sieht man aus der Metrik. Sollte man es nicht dabei belassen, statt von der Masse in einem Punk zu sprechen?

In welchem Punkt? Ich sehe nicht, daß sich aus der Metrik ein Grenzwert für die Dichte der Masse ergibt. Die Singularität ist kein Punkt im Ort, sondern ein Zeitpunkt. Sie ist kein Bestandteil der Raumzeit. Insofern denke ich macht die ART keine Aussage über einen Ort oder eine Dichte der Masse. Etwas vage kann man sagen, die Masse manifestiere sich als Krümmung der Raumzeit. Oder was läßt sich dazu sonst sagen?

Ist es demnach nicht absurd und dabei völlig unnötig von unendlich großer Dichte zu sprechen? Nach meiner Meinung ist es hinreichend, das Versagen der ART bei r=0 mit der divergierenden Krümmung zu begründen.

Mir geht's um diese Argumentation. Es bezweifelt wohl niemand, daß es diese mathematische Singularität nicht gibt. Das ist Thema der Quanten Gravitation, bisher ohne große Fortschritte.

Bernhard 11.04.20 12:49

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 93090)
Ist es demnach nicht absurd und dabei völlig unnötig von unendlich großer Dichte zu sprechen? Nach meiner Meinung ist es hinreichend, das Versagen der ART bei r=0 mit der divergierenden Krümmung zu begründen.

Entweder so oder man argumentiert mit der Quantenmechanik, nach der eine echte Singularität doch sehr unwahrscheinlich bis unmöglich erscheint.

Timm 11.04.20 13:12

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 93092)
Entweder so oder man argumentiert mit der Quantenmechanik, nach der eine echte Singularität doch sehr unwahrscheinlich bis unmöglich erscheint.

Und wie argumentiert man mit der QM?

Bernhard 11.04.20 22:32

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 93093)
Und wie argumentiert man mit der QM?

Die heisenbergsche Unschärferelation führt bei starker Lokalisierung zu entsprechend hohen Impulsen , die dann einer weiteren Lokalisierung entgegenwirken.

Timm 12.04.20 08:59

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 93097)
Die heisenbergsche Unschärferelation führt bei starker Lokalisierung zu entsprechend hohen Impulsen , die dann einer weiteren Lokalisierung entgegenwirken.

Die Heisenberg'sche Unbestimmtheitsrelation gilt für Eigenschaften eines Teilchens, wie dessen Ort und Impuls. Die Singularität ist aber weder ein Teilchen (ein Teilchen benötigt ein Volumen > 0), noch ein Ort. Insofern verstehe ich dieses Argument nicht.

Ich wüßte nicht, wie man der Schwarzschild Singularität komplementäre Eigenschaften im Sinne Heisenbergs zuordnen sollte. Aber du scheinst da eine Idee zu haben. Kannst du das näher erläutern?

Bernhard 12.04.20 12:48

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 93099)
Die Heisenberg'sche Unbestimmtheitsrelation gilt für Eigenschaften eines Teilchens, wie dessen Ort und Impuls. Die Singularität ist aber weder ein Teilchen (ein Teilchen benötigt ein Volumen > 0), noch ein Ort. Insofern verstehe ich dieses Argument nicht.

Die Masse des Schwarzen Loches muss aus Elementarteilchen gebildet werden und deren Verhalten ist bekannt.

Zitat:

Ich wüßte nicht, wie man der Schwarzschild Singularität komplementäre Eigenschaften im Sinne Heisenbergs zuordnen sollte. Aber du scheinst da eine Idee zu haben. Kannst du das näher erläutern?
Da gibt es u.a. diese aussagekräftige Gleichung: Dirac equation in curved spacetime mit einer entsprechenden Veröffentlichung (Wheeler, Brill, 1957 https://journals.aps.org/rmp/abstrac...ModPhys.29.465), wo auch die Schwarzschild-Metrik angewendet wird.

Timm 12.04.20 14:03

AW: Masse in der Singularität?
 
Wir sind bei der Singularität. Die ART versagt hier wegen der unendlichen Krümmung.
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 93101)
Die Masse des Schwarzen Loches muss aus Elementarteilchen gebildet werden und deren Verhalten ist bekannt.

Du meinst, die QM versagt hier, weil es Teilchen geben müßte und eine Singularität demnach nicht existiert. Zunächst hatte dich ich so verstanden, daß analog zur ART auch die QM am Konzept Singularität versagt.
Eine wohl nahe liegende Idee ist, daß die Masse im Zentrum des Schwarzen Loches in Plank Dichte existiert, in welchem Zustand weiß niemand.

Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 93101)
Da gibt es u.a. diese aussagekräftige Gleichung: Dirac equation in curved spacetime mit einer entsprechenden Veröffentlichung (Wheeler, Brill, 1957 https://journals.aps.org/rmp/abstrac...ModPhys.29.465), wo auch die Schwarzschild-Metrik angewendet wird.

Woraus schließt du, daß die Dirac Gleichung bezogen auf die Schwarzschild Singularität komplementäre Eigenschaften im Sinne Heisenbergs plausibel macht?

Bernhard 12.04.20 18:46

AW: Masse in der Singularität?
 
Du glaubst scheinbar daran, dass es so etwas wie eine echte Singularität geben kann. Ich glaube das nicht.

Alle Lösungen der Dirac-Gleichung erfüllen automatisch die HUR.

Timm 12.04.20 19:46

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 93104)
Du glaubst scheinbar daran, dass es so etwas wie eine echte Singularität geben kann.

Nein. ————————-

soon 13.04.20 04:36

Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 93090)
... das Versagen der ART bei r=0 ...

Dass wir nicht alle Konsequenzen der ART kennen, ist kein Versagen der ART.

Welchen Widerspruch kannst du benennen, wenn du davon ausgehst, dass sich das Universum für einen Beobachter innerhalb eines - für uns -SL (auch bei r=0) genauso darstellt, wie für einen Beobachter an jeder anderen Stelle auch?

Timm 13.04.20 08:27

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von soon (Beitrag 93106)
Dass wir nicht alle Konsequenzen der ART kennen, ist kein Versagen der ART.

Wir kennen die Vorhersagen der ART für r -> 0.

Zitat:

Zitat von soon (Beitrag 93106)
Welchen Widerspruch kannst du benennen, wenn du davon ausgehst, dass sich das Universum für einen Beobachter innerhalb eines - für uns -SL (auch bei r=0) genauso darstellt, wie für einen Beobachter an jeder anderen Stelle auch?

Falls ihm genügend Zeit bleibt, stellt sich ihm das Universum innerhalb so dar wie es die ART beschreibt. Bei r = 0 stellt sich ihm nichts dar.

soon 13.04.20 10:04

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 93107)
Falls ihm genügend Zeit bleibt, ...

https://www.scinexx.de/news/kosmos/s...eisst-stern-3/

Für den Vorgang wird ein Zeitraum von 42 Tagen, geltend für unser Bezugssystem, genannt.

Wie alt müsste ein Beobachter in seinem Bezugssystem auf dem Stern werden, um den gesamten Vorgang mitzubekommen, grössenordnungsmässig?

Ich vermute eine sehr grosse Anzahl an Jahren (10^irgendwas), weiss es aber nicht abzuschätzen.

Timm 13.04.20 13:59

AW: Masse in der Singularität?
 
Kann ich nicht abschätzen. Und ich sehe weder einen Zusammenhang mit dem Zitat noch mit Thema des Threads.

sanftwasser 13.04.20 23:36

AW: Masse in der Singularität?
 
Wiki zum Thema Wurmloch diskutiert einen Radius von einem Meter.
Auch 'mit Gegenverkehr' denkbar,
also de facto ohne Masseabfluss.

Frage dann, ob exotische Materie ganz ohne Volumen als reine Zeitwelle vorstellbar sein könnte. Das wären sicher keine Elementarteilchen mehr, sondern irgendwie deren Codierung.

soon 14.04.20 07:37

Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 93107)
Wir kennen die Vorhersagen der ART für r -> 0.

Nur innerhalb des jeweiligen Gültigkeitsbereichs der ART. Und das ist der Bereich innerhalb des Ereignishorizonts eines jeweiligen Beobachters/Bezugssystems.

Für r -> 0 kannst du keine Aussage machen, sofern der Bereich ausserhalb deines Ereignishorizonts liegt, bezogen auf dein Bezugssystem.


Um den Bereich zu vergrössern, für den du Aussagen machen kannst, gibt es die Möglichkeit, z.B. in das Bezugssystem des oben genannten Sterns zu wechseln.

sirius 14.04.20 18:17

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von sanftwasser (Beitrag 93113)

.....

Frage dann, ob exotische Materie ganz ohne Volumen als reine Zeitwelle vorstellbar sein könnte. Das wären sicher keine Elementarteilchen mehr, sondern irgendwie deren Codierung.

Interessante Sichtweise. Informationsübertragung stünde da dann im Vordergrund, wenn ich Dich richtig verstehe.

n4mbuG0t0 14.04.20 19:09

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 93101)
Die Masse des Schwarzen Loches muss aus Elementarteilchen gebildet werden und deren Verhalten ist bekannt.


Da gibt es u.a. diese aussagekräftige Gleichung: Dirac equation in curved spacetime mit einer entsprechenden Veröffentlichung (Wheeler, Brill, 1957 https://journals.aps.org/rmp/abstrac...ModPhys.29.465), wo auch die Schwarzschild-Metrik angewendet wird.

Hier wird die Raumzeit aber klassisch betrachtet, und das QM Dirac-Feld darauf. (bin mir ziemlich sicher das ist dir klar, ich will das hier nur nochmal anbringen für Mitleser, welche das Vorwissen nicht zwingend mitbringen)

Die Quantenphysik macht meines Wissens nach derzeit keine Aussagen über Singularitäten der Raumzeit, dies würde eine Quantentheorie der Gravitation erfordern, allerdings haben Divergenzen in theoretischen Vorhersagen bisher meistens auf neue Theorien geführt welche diese "beheben" konnten, also ist die Annahme eine Quantentheorie der Gravitation würde auch hier die Singularität "beheben" durchaus legitim.

sanftwasser 14.04.20 23:44

AW: Masse in der Singularität?
 
@ sirius ... 'ganz genau' !

Ein Modulationsverfahren für die thermische Wellenlänge.
Bidirektional ergibt sich damit die Definition des Zeitpunktes als nulldimensionaler Knoten gegenläufiger Pakete.

Oder so...

Zum besseren Verständnis der Zeit.

Ich 15.04.20 08:21

AW: Masse in der Singularität?
 
Bitte ein bisschen beim Thema bleiben!
Danke.

-Ich-

Timm 15.04.20 08:56

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von n4mbuG0t0 (Beitrag 93117)
Die Quantenphysik macht meines Wissens nach derzeit keine Aussagen über Singularitäten der Raumzeit

So hatte ich das auch gesehen. Deshalb kann die QM im Gegensatz zur ART der Singularität auch keine unphysikalischen Eigenschaften zuschreiben.

Zugegeben, es geht hier um Spitzfindigkeiten. Falls es an der OP etwas zu kritisieren gibt, würde mich das interessieren.

Ich 15.04.20 12:23

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 93090)
Daß die Krümmung für r -> 0 divergiert sieht man aus der Metrik. Sollte man es nicht dabei belassen, statt von der Masse in einem Punk zu sprechen?

In welchem Punkt? Ich sehe nicht, daß sich aus der Metrik ein Grenzwert für die Dichte der Masse ergibt. Die Singularität ist kein Punkt im Ort, sondern ein Zeitpunkt. Sie ist kein Bestandteil der Raumzeit. Insofern denke ich macht die ART keine Aussage über einen Ort oder eine Dichte der Masse. Etwas vage kann man sagen, die Masse manifestiere sich als Krümmung der Raumzeit. Oder was läßt sich dazu sonst sagen?

Die Definition der r-Koordinate bedeutet, dass durch r=const, t=const eine raumartige Kugeloberfläche mit Flächeninhalt 4πr². Ferner ist die Raumzeit hin zu größerem r eine Vakuumlösung - allerdiings nicht flach, sondern so gekrümmt, als ob bei kleinerem r eine kugelsymmetrische Masse M säße. Zusammengenommen hat man für r->0 eine konstante Masse M in einem Bereich, der von einer Kugel der Oberfläche 0 eingeschlossen ist. Von daher sehe ich schon einen plausiblen Weg, der zu den von dir kritisierten Aussagen führt.
Dass r zeitartig und t raumartig ist, macht die Sache natürlich beliebig kompliziert. Mir ist auch nicht klar, ob man vernünftig ein Raumvolumen innerhalb dieser Oberfläche definieren kann. Von daher gebe ich dir sicher Recht, dass man so etwas mit Vorsicht genießen muss. Aber ich habe kein so grundsätzliches Problem mit derlei Aussagen.

Timm 15.04.20 17:07

AW: Masse in der Singularität?
 
Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 93121)
Die Definition der r-Koordinate bedeutet, dass durch r=const, t=const eine raumartige Kugeloberfläche mit Flächeninhalt 4πr². Ferner ist die Raumzeit hin zu größerem r eine Vakuumlösung - allerdiings nicht flach, sondern so gekrümmt, als ob bei kleinerem r eine kugelsymmetrische Masse M säße. Zusammengenommen hat man für r->0 eine konstante Masse M in einem Bereich, der von einer Kugel der Oberfläche 0 eingeschlossen ist. Von daher sehe ich schon einen plausiblen Weg, der zu den von dir kritisierten Aussagen führt.

Argumentierst du mit "bei kleinerem r eine kugelsymmetrische Masse" mit dem Schalentheorem?

Mir geht es letztlich um die Frage wie vernünftig die Grenzwerte sind. Daß 2M/r für r->0 divergiert scheint mir unproblematisch; auch dann, wenn r zeitartig ist. Die Krümmung nimmt mit abnehmendem r zu und "erreicht" den Grenzwert unendlich.

Aber wie ist das mit M/V für r->0? Wenn man davon ausgeht, daß die Masse in der Singularität ist (wie auch immer) - jedenfalls mit r>0 nicht verteilt innerhalb einer Kugel endlicher Größe - dann sehe ich keine Grenzwertbetrachtung, die zu unendlicher Dichte führt.

Mit dem Schalentheorem angewandt auf das Innere des SLes mit der Masse innerhalb von r kugelsymmetrisch verteilt sähe das allerdings anders aus. Aber ich denke, daß man in Zusammenhang mit der Singularität nicht mit der inneren Lösung argumentieren kann.

sanftwasser 17.04.20 00:46

AW: Masse in der Singularität?
 
#4 weist darauf hin, daß auch die Verdichtung zur unendlichen Dichte unendlich sein kann - es kann dauern -ewig?

So stellt sich das richtig erkannte logische Problem vielleicht gar nicht - ich finde aber keine rechnerische Bilanzierung der gegensätzlichen Kräfte auf dem Weg 'ins Innerste'.

Interessant wäre schon, wie die Energie letztlich aus einem kleinsten Raumquant springt, um sich, von aller Lokalisierung befreit, mit jener sonstiger SL zu liieren... Die Masse als bloße anteilige Repräsentanz, Schuldschein, Titel hinter sich lassend...

... doch mein niederer Verstand wird wohl an der Wahrheit scheitern: Es liegt an der Masse auch in ihrer Eigenschaft als Schwere, daß es einen Raum braucht? - Wessen Artikulation wegen?


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