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#1

Schwarzes Loch

in Astromagie & Sternsehung: 23.11.2018 06:35
von Adamon • Nexar | 14.326 Beiträge

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"Die Erlösung kann nicht verdient, nur empfangen werden, - darum ist sie die Erlösung". -

"Es ist alles Illusion, - was nicht aus mir selber spricht,
- denn es ist ein Zusatz, - dieses Eine nicht". -

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#2

RE: Schwarzes Loch

in Astromagie & Sternsehung: 21.02.2019 21:13
von Adamon • Nexar | 14.326 Beiträge

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...dienen20190114/

Physiker: „Rotierende Schwarze Löcher könnten als sanfte Portale für die Hyperraumfahrt dienen“:


Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Lochs (Illu.). Copyright CC 0


– Bei der folgenden Übersetzung des englischen Originalartikels handelt es sich um eine vom Autor selbst nicht eigens autorisierte Übersetzung durch „Grenzwissenschaft-Aktuell.de“ (GreWi). GreWi gibt trotz großer Sorgfalt bei der Übersetzung keine Gewähr für eine allseits korrekte Übersetzung. Bitte bemühen und verweisen Sie bei einer eigenen Nutzung des Artikels stets auf das englische Original: „Rotating black holes may serve as gentle portals for hyperspace travel“, das von Prof. Gaurav Khanna (s. Abb. l.), Professor of Physics an der University of Massachusetts Dartmouth für das Portal „The Conversation“ verfasst und hier unter der „Creative Commons licence“ veröffentlicht wurde – also kostenfrei und von jedermann genutzt werden darf.

Eines der beliebtesten Science-Fiction-Szenarien ist die Nutzung eines Schwarzen Lochs als Portal in eine andere Dimension, Zeit oder in ein anderes Universum. Diese Fantasie könnte der Realität tatsächlich sehr viel näher kommen, als bislang gedacht.

Schwarze Löcher sind vielleicht die geheimnisvollsten Objekte im Universum. Sie sind die Folge der Schwerkraft, die einen sterbenden Stern vollständig zerquetscht und zur Bildung einer wahren Singularität führt. Dies geschieht, wenn ein ganzer Stern auf einen einzigen Punkt zusammengedrückt wird und so ein Objekt mit nahezu unendlicher Dichte entsteht.

Diese dichte und heiße Singularität schlägt dann ein Loch in die Struktur der Raum-Zeit selbst und eröffnet so möglicherweise eine Möglichkeit für eine Hyperraumreise – also eine Abkürzung durch Raum-Zeit, die es uns ermöglichen würde, in kurzer Zeit über gewaltige kosmische Entfernungen hinweg zu reisen.

Bislang gingen Wissenschaftler davon aus, dass jedes Raumschiff, das versucht, ein Schwarzes Loch als ein derartiges Portal zu nutzen, mit dem Schlimmsten rechnen müsste: Die heiße und dichte Singularität würde dazu führen, dass das Raumschiff eine Reihe von immer stärkeren Gezeitendehnungen und -quetschungen durchlaufen, bevor es schließlich vollständig verdampft würde.

Mein Team von der University of Massachusetts Dartmouth und ein Kollege vom Georgia Gwinnett College haben nun aber gezeigt, dass nicht alle Schwarzen Löcher gleich sind: Wenn das Schwarze Loch wie Sagittarius A*, das sich im Zentrum unserer eigenen Galaxie befindet, groß genug ist und rotiert, so ändert sich die Perspektive für ein sich ihm näherndes Raumschiff dramatisch. Denn die Singularität, mit der ein Raumschiff zu kämpfen hätte, wäre dann eher sanft und könnte so eine sogar vergleichsweise friedliche Passage ermöglichen.

Der Grund dafür ist, dass eine solche Singularität innerhalb eines rotierenden Schwarzen Lochs technisch betrachtet “schwach” ist und somit Objekte, die mit ihm interagieren, nicht schädigen würde.

Auf den ersten Blick mag diese Tatsache dem physikalischen Bild Schwarzer Löcher und ihrer Eigenschaften wiedersprechen. Aber man kann es sich als analog zu der üblichen Erfahrung vorstellen, den Finger schnell durch eine Kerzenflamme zu führen, ohne sich – trotz einer Temperatur von etwa 1.400 Grad – dabei zu verbrennen.

Mein Kollege Lior Burko und ich untersuchen seit über zwei Jahrzehnten die Physik von Schwarzen Löchern. 2016 machte sich meine Doktorandin Caroline Mallary, inspiriert von Christopher Nolans Blockbuster-Film “Interstellar”, an die Arbeit um zu untersuchen, ob Cooper (gespielt von Matthew McConaugheys), seinen Sturz tief in “Gargantua” überstehen könnte – ein fiktives, supermassives, schnell rotierendes Schwarzes Loch, das etwa 100 Millionen Mal so größer sein sollte als unsere Sonne.

Der Film “Interstellar” basiert auf einem Buch des Nobelpreisträgers Kip Thorne und Gargantuas physikalische Eigenschaften sind von zentraler Bedeutung für die Handlung dieses Hollywood-Films.


Das fiktive Schwarzes Loch „Gargantua“ (Filmszene aus “Interstellar”.)
Copyright: Paramount/Warner Brothers/The Kobal Collection

Aufbauend auf der Arbeit der Physikerin Amos Ori zwei Jahrzehnte zuvor und unterstützt von enormer Computer-Rechenleistung, erstellte Mallary ein Computermodell, das die meisten der wesentlichen physikalischen Auswirkungen auf ein Raumschiff oder ein großes Objekt erfassen würde, das in ein großes, rotierendes Schwarzes Loch wie Sagittarius A* fällt.

Sie entdeckte, dass ein Objekt, das in ein rotierendes Schwarzes Loch fällt, unter allen Bedingungen keine unendlich großen Auswirkungen beim Durchgang durch die sogenannte innere Horizontsignularität des Lochs erfahren würde.

Diese beschreibt jene Singularität, der ein Objekt, das in ein sich rotierende Schwarzes Loch eindringt, nicht ausweichen oder diese vermeiden kann.

Die Auswirkungen auf das Objekt wären also unter den richtigen Umständen nicht nur vernachlässigbar klein, sondern würden sogar einen geradezu bequemen Übergang durch die Singularität ermöglichen.

Zum Thema

Tatsächlich sollten keine spürbaren Auswirkungen auf das einfallende Objekt auftreten, was die Machbarkeit, große, rotierende schwarze Löcher als Portale für die Hyperraumfahrt zu nutzen, erhöht.

Mallary entdeckte auch ein Merkmal, das vorher nicht wirklich beachtet wurde: Nämlich die Tatsache, dass die Auswirkungen der Singularität im Zusammenhang mit einem rotierenden Schwarzen Loch zwar zu schnell zunehmenden Zyklen des Streckens und Quetschens auf die Raumfahrzeuge führen würden. Aber für sehr große Schwarze Löcher wie Gargantua wäre die Stärke dieses Effekts sehr gering. Das Raumschiff und alle anderen Personen an Bord würden es also nicht bemerken.

Zwar nimmt die physikalische Belastung eines Raumfahrzeugs, wenn es in ein Schwarzes Loch eindringt, zwar dramatisch zu – wächst aber nicht unbegrenzt. (Khanna/UMassD), weshalb es die Reise überstehen kann.


Diese Grafik zeigt die physikalische Belastung eines angenommenen Stahlrahmens des Raumfahrzeugs, wenn es in ein rotierendes Schwarzes Loch fällt. Der Ausschnitt zeigt eine detaillierte Vergrößerung für sehr späte Zeiten. Wichtig ist zu beachten, dass die Dehnung in der Nähe des Schwarzen Lochs dramatisch zunimmt, aber nicht unbegrenzt wächst. Daher können das Raumschiff und seine Bewohner die Reise überleben.
Copyright: Khanna/UMassD

Der entscheidende Punkt ist hier, dass diese Auswirkungen nicht ohne Bindung zunehmen, sondern endlich bleiben, auch wenn die Belastungen für die Raumsonde tendenziell unbegrenzt wachsen, wenn sie sich dem Schwarzen Loch nähert.

Es gibt allerdings einige wichtige vereinfachende Annahmen und daraus resultierende Einschränkungen im Kontext von Mallarys Modell: Die Hauptannahme in ihren Modellen ist die, dass das betrachtete Schwarze Loch vollständig isoliert ist und somit keinen ständigen Störungen durch eine Quelle wie einen anderen Stern in seiner Nähe oder gar einer fallenden Strahlung ausgesetzt ist.

Obwohl diese Annahme wichtige Vereinfachungen zulässt, ist es wichtig anzumerken, dass die meisten Schwarzen Löcher von kosmischem Material umgeben sind: Staub, Gas, Strahlung. Daher wäre eine nützliche Erweiterung von Mallarys Arbeit, eine ähnliche Studie im Kontext eines realistischeren astrophysikalischen Schwarzen Lochs durchzuführen.

Mallarys Ansatz, mit einer Computersimulation die Auswirkungen eines Schwarzen Lochs auf ein Objekt zu untersuchen, ist im Bereich der Schwarz-Loch-Physik sehr verbreitet.

Es ist natürlich nicht nötig zu erwähnen, dass wir derzeit noch nicht die Fähigkeit haben, reale Experimente in oder in der Nähe von Schwarzen Löchern durchzuführen, so dass Wissenschaftler auf Theorie und Simulationen zurückgreifen müssen, um ein Verständnis zu entwickeln, indem sie Vorhersagen und neue Entdeckungen machen.

© Gaurav Khanna / TheConversation.com / Creative Commons license


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#3

RE: Schwarzes Loch

in Astromagie & Sternsehung: 21.02.2019 21:16
von Adamon • Nexar | 14.326 Beiträge

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#4

Schwarzes Loch

in Astromagie & Sternsehung: 27.04.2019 07:26
von Adamon • Nexar | 14.326 Beiträge

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...vitaet20190815/

Sagittarius A* – Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße zeigt unerwartete Aktivität:


Aufnahmen vom 13. Mai 2019 zeigen zunächst das für gewöhnlich wenig aktive Schwarze Loch Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße (l.) und dann plötzlich einen deutlichen Helligkeitsanstieg (r.).
Copyright/Quelle: Do et al. 2019 (UCLA)
Los Angeles (USA) – Auch im Zentrum unserer Milchstraße herrscht ein gewaltiges Schwarzes Loch, das jedoch aufgrund seiner vergleichsweise geringen Aktivität gerne als derzeit „schlafendes Monster“ beschrieben wird. Aktuell rätseln Astrophysiker jedoch über einen ungewöhnlich Anstieg der Helligkeit des als Sagittarius A* bezeichneten Schwarzen Lochs im vergangenen Mai um das 75-fache.

Sagittarius A* ist 4,6 Millionen mal schwerer als unsere Sonne, deren Masse die unseres eigenen Heimatplaneten selbst um das 332.946-fache überwiegt. Wie das Team um Tuan Do von der University of California in Los Angeles vorab via ArXiv.org und aktuell im Fachjournal „Astrophysical Journal Letters“ (DOI: berichtete), beobachteten sie am 13. Mai 2019 mit dem Keck-Teleskop einen 75-fachen Anstieg der Helligkeit im nahen Infrarotbereich des Schwarzen Lochs innerhalb von nur wenigen Stunden.

Tatsächlich beobachten Astronomen und Astrophysiker das als „Sgr. A*” abgekürzte Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße schon seit rund 20 Jahren und habe dabei immer wieder eine gewisse Variabilität in dessen Helligkeit beobachten können. Doch so hell wie aktuell Mitte Mai 2019 hatte sich die Aktivität noch nie abgezeichnet, lag sie doch um das Doppelte über dem bisherigen Rekord.

Die Helligkeitszunahme war derart stark, dass die Astronomen um Do zunächst glaubten, einen das Schwarze Loch eng umkreisenden Stern (SO-2) zu beobachten, dessen Umrundung des Schwarzen Lochs schon seit Jahren mit Interesse verfolgt wird (…GreWi berichtete).

Was zum Helligkeits- und damit Aktivitätsausbruch von Sgr. A* geführt hat, darüber rätseln Astrophysiker nun:

– Zum einen könnte es sein, dass irgendetwas das sonst eher ruhige direkte Umfeld des Schwarzen Loch gestörte hatte. Das könnte dann darauf hindeuten, dass unsere bisherigen Modelle des Schwarzen Lochs und seiner Umgebung falsch sind oder zumindest aktualisiert werden müssten.

– Zum anderen könnte sich etwas im direkten Umfeld des Schwarzen Lochs selbst dramatisch verändert haben – etwa der bereits genannte Stern SO-2. Dieser nähert sich dem Schwarzen Loch alle 16 Jahre bis auf weniger als 20 Lichtsunden. Aktuell könnte also diese Annäherung den Materiefluss vom Stern in Richtung des Schwarzen Loch gestört haben. Da SO-2 aber kein besonders großer Stern ist, zweifeln die Forscher selbst an dieser Erklärung. Da es sich bei SO-2 aber zugleich um den größten aller das Schwarze Loch dicht umkreisenden Sterne handelt, glauben die Forscher auch nicht, dass einer der anderen dieser Sterne als Erklärung in Frage kommt.

– Alternativ könnte eine Gaswolke den Helligkeitsanstieg Sgr. A* erklären. Erst 2002 hatten Astronomen ein Objekt entdeckt, das sie 2011/12 dann als eine Wasserstoffwolke identifizierten, die sich sozusagen im Anflug an das Schwarze Loch befand und nannten diese Wolke „G2“ (…GreWi berichtete 1, 2).


Simulation der beobachteten Gaswolke auf ihrem Weg in Richtung des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße (Illu.).
Copyright: Marc Schartmann u. L. Calcada/ European Southern Observatory und Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik

Während Astronomen damals erwartet hatten, dass das Gas aus G2 in die Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch gezogen und dabei hell aufleuchten würde, konnte dieses Aufleuchten nicht wie vorherberechnet beobachtet werden. Tatsächlich könnte es sich beim Aufleuchten von Sgr. A* Mitte Mai nun um eben dieses verspätete Aufleuchten handeln.

Zuletzt könnte es sich aber auch um eine ganz natürliche Variabilität in der normalen Aktivität, also des Materieflusses in das Schwarze Loch handeln, dessen Zusammensetzung selbst von Astrophysikern immer wieder als möglicherweise auch klumpig beschrieben wurde.

Weitere Beobachtungen werden also nötig sein, um das Rätsel um das plötzliche Aufflackern unseres Schwarzen Lochs erklären zu können…

© grenzwissenschaft-aktuell.de


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zuletzt bearbeitet 05.09.2019 04:56 | nach oben springen
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#5

RE: Schwarzes Loch

in Astromagie & Sternsehung: 19.10.2019 19:53
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https://netzr.de/videos/10720/black-hole...s-loch20190926/

NASA visualisiert die verzerrte Welt um ein Schwarzes Loch:


Visualisierung der Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch
Copyright: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman
Greenbelt (USA) – NASA-Wissenschaftler haben eine neue Visualisierung der Ansicht eines Schwarzen Lochs bzw. dessen Ereignis Horizonts veröffentlicht. Diese zeigt, wie stark und exotisch die gewaltige Schwerkraft dieser Objekte ihre direkte Umgebung verzerrt.

UPDATE: Cineasten dürfte die hier gezeigte NASA-Visualisierung des Schwarzen Lochs nicht ganz unbekannt erscheinen. Tatsächlich gleicht sie nicht nur der Darstellung des Schwarzen Lochs in dem Kinofilm “Interstellar”, sondern basiert in Teilen wohl auch auf der Arbeit der am Film beteiligten Wissenschaftler um den Physiker Kip Thorne. Einen aufschlussreichen Artikel hierzu finden Sie hier:

http://nasawatch.com/archives/2019/09/so...WJWvB5gy58BhM7I

Die Visualisierung simuliert das Erscheinungsbild der aufgeheizten Materie unmittelbar vor dem sogenannten Ereignishorizont – jener Grenze also, nach der selbst das Licht der gewaltigen Anziehungskraft des Schwarzen Lochs nicht mehr entkommen kann. Unmittelbar vor dieser Grenze wird die Materie enorm erhitz sowie sowie beschleunigt und findet sich zu einer dünnen, heißen Struktur zusammen, die als Akkretionsscheibe bezeichnet wird. Hierbei verzerrt die Gravitation auch das Licht, dass aus unterschiedlichen Regionen dieser das Schwarze Loch umgebenden Materiescheibe abgegeben wird, zu der nun sichtbar gemachten und das Schwarze Loch umkreidenden Lichtstruktur, dem sogenannten Photonenring.


Das erste Bild des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie „Messier 87“ ist zugleich die erste direkte Abbildung eines Schwarzen Lochs überhaupt.Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. Copyright: Event Horizon Telescope (EHT Collaboration)

Während das erste direkte Foto dieser Struktur sozusagen von oben auf das Schwarze Loch selbst blickend erstellt wurde (…GreWi berichtete; s. Abb.l.), zeigt die neue Visualisierung durch das Team um Jeremy Schnittman vom Goddard Space Flight Center der NASA nun eine seitliche Ansicht. Diese Zeigt ebenfalls das Schwarze Loch selbst in der Mitte, umgeben vom Photonenring, bevor auch diese Lichtteilchen vom Schwarzen Loch verschlungen werden.

Die gewaltige Schwerkraft des Schwarzen Lochs verzerrt das Licht zudem derart, dass wir die die Struktur gleichzeitig sowohl von oben, unten als auch von der Seite sehen. Dass die linke Seite heller erscheint als die rechte, liegt daran, dass sich das Gas in diesem Ring mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegt, wodurch relativistische Effekte auftreten, die das Licht des auf den Betrachter zurasenden Materials heller erscheinen lassen als das der davonfliegenden Teilchen.

https://netzr.de/videos/10720/black-hole/

„Simulation wie diese helfen uns dabei zu visualisieren, was Einstein meinte, als er sagte, dass die Gravitation die Struktur Raum-Zeit verzerrt“, erklärt Schnittman abschließend.

Quelle: NASA

© grenzwissenschaft-aktuell.de


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http://adamonstasy.weebly.com/
zuletzt bearbeitet 19.10.2019 21:11 | nach oben springen
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#6

RE: Schwarzes Loch

in Astromagie & Sternsehung: 19.10.2019 23:28
von Adamon • Nexar | 14.326 Beiträge

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