Hawking-Strahlung?

ne Frage und zwar: Wieso nimmt man an,dass das Loch die verloren gegangen Energie abgibt??Kann es nicht sein,dass ein Reales Teilchen(Anti oder Normal) entsteht und weil von der Wahrscheinlichkeit herr gleich viel Anti-Teilchen wie Teilchen ins Loch fallen können,die Innere Masse gleich bleibt oder auch steigt?

Antimaterie und Materie haben beide positive Massen. Wenn ein virtuelles Teilchen in das Loch fällt und eines sich entfernt (und somit zu einem realen Teilchen wird), entfernt sich Masse vom schwarzen Loch (und bildet somit die Strahlung). Dabei ist es völlig irrelevant, ob das Teilchen oder das Antiteilchen entkommt.

Negative Massen hat die bisher nur hypothetisch vorhandene „seltsameexotische Materie“. Die hat aber nichts mit Antimaterie zu tun. Wenn es einen Effekt der Paarbildung positive Masse/negative Masse gäbe, könnte es deinen Effekt der Massenzunahme aus dem nichts geben. Ein solcher Effekt wäre aber mit Sicherheit bereits festgestellt worden.

mfg websquid

Aber diese Teilchen die entstanden sind ,sind ja nicht vom Loch ,die sind ja aus dem Vakuum und nicht aus Teilchen aus der Masse des S.L. entstanden und können somit doch bestimmt nicht zu Masseabnahme ,allerhöchstens zu einer zunahme führen,da diese Teilchen ja gar nicht vom Loch stammen sondern von einem Vakuum,dass da einfach entsteht durch die Krümmung

Das würde bedeuten, dass Materie aus dem nichts entstehen kann, dies ist aber nicht der Fall (sonst würde unsere Welt ja immer mehr Teilchen enthalten und alles würde schwerer werden). Wenn ein virtuelles Teilchen real wird, muss die Masse (virtuell) von irgendwoher übertragen werden. Dies ist in diesem Fall das schwarze Loch, dass das jeweilige Gegenstück verschluckt. Dadurch wird das schwarze Loch leichter.

mfg websquid

Vakuumfluktuation bedeutet doch ,dass da Teilchen entstehen uns sich wieder anhilieren oder?
Wenn ja ,dann bezogen auf das SL fliegt eins dieser real gewordenen Teilchen ins SL und eins in den Kosmos.Es geht ja keine Masse verloren,die negative wandert ins SL und anhiliert dort mit Materie und das positive fügt den Betrag wieder hinzu.Umgekehrt das gleiche:ein Antiteilchen anhiliert im Kosmos mit Teilchen,nimmt also was weg, und ein Teilchen wandert als Ausgleich ins SL.Da die Wahrscheinlichkeit gleich ist,dass eins davon passiert,ändert sich im Durchschnitt nichts.Könnt das sein???

Liest du überhaupt meine Antworten?

Es geht ja keine Masse verloren,die negative wandert ins SL

Also nochmal:
Antimaterie hat eine POSITIVE MASSE!
Also ist deine Annahme falsch!

Wenn sich virtuelle Masse (=Teilchen) vom schwarzen Loch entfernt, verliert dieses Masse.

mfg websquid

Ich denke, dass er das gar nicht gemeint hatte. Das Problem dürfte sein, dass sich die Sache anschaulich gar nicht erklären lässt. Da entstehen etwa am Ereignishorizont, quasi aus dem Nichts, zwei virtuelle Teilchen, wie z.B. ein Proton und ein Antiproton. Fällt nun das Proton in das Schwarze Loch, sollte es laut Anschauung um die Masse eines Protons schwerer werden. (Fällt auch noch das Antiproton hinein, müsste das Schwarze Loch noch einmal etwas schwerer werden!)

So ganz genau habe ich das, ehrlich gesagt, auch noch nicht durchschaut, aber der Denkfehler von monarch87 dürfte darin bestehen, die Entstehung der virtuellen Teilchen als losgelöst vom Schwarzen Loch zu betrachten. Oder liege ich da jetzt auch falsch?

ja aber wurd nicht bewiesen ,glaub durch den Casimir-Effekt,dass aus dem Vakuum Teilchen entstehen.D.h. das Universum würde durch SL theoretisch zu nehmen.Aber vielleicht stammen die halt aus einer anderen Dimension.Ich hab mir das so vorgestellt:Sagen wir,wir leben in 3 Dimension.Wenn nun die 2.oder 4. Dimension sagen wir gefüllt ist mit teilchen,wird der nächste Raum genutzt,also die 3. Dimension und die "Vakuum"Teilchen bzw. virtuellen scheinen in unseren Welt in erscheinen.
Die Teilchen wandern aber wie bei Osmose solange bis sie die Konzentration ausgeglichen haben.Das würd ich dann unter Gravitation fassen:Die Grav. könnte die durch "Osmose" erzeugte Ausgleichskraft sein,die versucht die Konzentration in den Dimensionen auszugleichen,sagen wir wegen den Energieverhältnissen.
Was sagt ihr dazu?

Laut Hawkings-Theorie wird die Energie zur Entstehung beider Teilchen dem Schwarzen Loch entzogen. Da Masse und Energie lt. Einstein äquivalent sind, verliert das SL also etwas (an Energie bzw. Masse).

Wenn ich mal Jerry zitieren darf:

Da sich die virtuellen Paare dann nicht mehr innerhalb der Unschärfe vernichten können sind sie real geworden. Um aber die von der Unschärferelation geborgte Energie zur Erzeugung des Paars auszugleichen geschieht dies auf Kosten der Masse des Schwarzen Lochs, denn Masse und Energie sind ja laut Einstein äquivalent. Statistisch entkommen der Singularität gleich viele Teilchen und Antiteilchen die ihren Partner eingebüßt haben und werden real. Treffen zwei gegensätzliche Partner aufeinander vernichten sie sich in einem messbaren Strahlenblitz und werden zu realer Energie, die wie beschrieben, zu Lasten der Masse des Schwarzen Lochs geht.

Aber wieso gehen die ausgerechnet zu Lasten des Schwarzen Loches ,wieso nicht zu Lasten von irgendeinem anderen Teil der Materie?

Natürlich kann dies auch zulasten anderer Materie geschehen. Dann nennt man es aber nicht Hawkingstrahlung, da dann ja beide Teilchen umherschwirren würden. So gelangt aber ein einzelnes Teilchen über den Ereignishorizont und kann einem Schwarzen Loch entweichen. Das ist etwas Besonderes!

Vor Hawking hatte man nämlich angenommen, dass NICHTS einem Schwarzen Loch entweichen kann. Bisher ist die Hawking-Strahlung allerdings auch nur eine THEORIE.

aber es fällt doch nix rein oder?
Hab ich das jetzt falsch verstande?-entstehen die Teilchen-Antiteilchen innerhalb´des SL oder außerhalb ganz in der nähe?

Was innerhalb des SL passiert, interessiert uns nicht. Denn da kann bekanntlich nichts raus. Für die Hawking-Strahlung sind die Ereignisse knapp außerhalb des SL interessant. Entstehende Teilchen haben schließlich entgegengesetzte Bewegungsrichtungen (Satz der Impulserhaltung). Eines der beiden fällt rein, das andere fliegt raus. Das ist die Hawking-Strahlung.

mfg websquid

Natürlich kann dies auch zulasten anderer Materie geschehen. Dann nennt man es aber nicht Hawkingstrahlung, da dann ja beide Teilchen umherschwirren würden. So gelangt aber ein einzelnes Teilchen über den Ereignishorizont und kann einem Schwarzen Loch entweichen. Das ist etwas Besonderes!

Vor Hawking hatte man nämlich angenommen, dass NICHTS einem Schwarzen Loch entweichen kann. Bisher ist die Hawking-Strahlung allerdings auch nur eine THEORIE.

Wenn die Teilchen unter dem E-Horizont entstehen ,dann sind sie ja im SL.Und dann hieße das ja ,dass das Teilchen entweder eine hohe Geschwindigtkeit hat oder eine kleine Wechselwirkung,wodurch es entkommen kann.
Aber du sagst ja ,dass sie außerhalb an der Grenze entstehen und nicht eines reinfliegt.Dann versteh ich nicht wieso das zu Lasten der Materie des SL beiträgt

Hi

Also: Teilchen, die innerhalb des Ereignishorizonts entstehen, können nicht aus dem SL raus, das ist einfach unmöglich. Aber am Rand des SL können welche entstehen, die ihre Energie von dem SL bekommen. Dabei wird manchmal eines ins SL gezogen, während das andere eben nicht da rein gezogen wird. Dieses andere Teilchen ist als Hawking-Strahlung (theoretisch) messbar.

Wenn die Teilchen unter dem E-Horizont entstehen ,dann sind sie ja im SL.Und dann hieße das ja ,dass das Teilchen entweder eine hohe Geschwindigtkeit hat oder eine kleine Wechselwirkung mit der Umgebung,wodurch es entkommen kann oder?

Bei der Entstehung befindet sich das eine Teilchen knapp unter dem Ereignishorizont, das andere knapp darüber. Es spielt sich also alles an der Grenzlinie ab. Mal ist der Ball im Tor, mal nicht.

Ich habe mal irgendwo gelesen, dass beim zusammenprallen von Anti-Materie und Materie es zur einer "Explosion" kommt. Dabei werden dann Photonen freigesetzt. Da sich Anti-Materie und Materie (Planeten, Sterne usw.) sich anziehen, so kann es doch sein, dass ein Schwarzes Loch (meine Vermutung) aus reiner Anti-Materie besteht.
So wäre die Hawkins-Strahlung für mich viel besser zu verstehen.

P.s. bin neu hier im Forum und auch ganz neu in der Physikbranche^^, also nicht wundern, wenn ich ab und zu die komichsten Fragen stelle

Willkommen im Forum, mardinjunge

Hawking-Strahlung hat nichts damit zu tun, dass Materie in ein schwarzes Loch aus Antimaterie fällt. Wenn es so ein schwarzes Loch gäbe, würde es dennoch nicht strahlen! Von außen sieht man sowieso nur die Masse, es scheint also so zu sein, dass es irrelevant ist, ob man Materie oder Antimaterie vorliegen hat. Selbst wenn in der (von außen unsichtbaren) Struktur diese erhalten bleiben würde, würde die dabei entstehenden Photonen durch die Gravitation in das schwarze Loch gezogen werden. Es ist also nicht möglich, dass diese Strahlung die Hawking-Strahlung ist.

mfg websquid

PS: Komische Fragen sind wir in diesem Board gewohnt

Aber was wäre denn, wenn es keine Materie, keine Antimaterie, sondern eine ganz andere Art von Materie dieses Gravitation erzeugt? Man weis das im Zentrum unserer Galaxie etwas existiert was die Masse von 2,6 Millionen Sonnenmasse beträgt.

Oder, das Schwarze Loch wäre ein Stern, deren Masse 2,6 Millionen Sonnenmassen beträgen würde. So ein Stern wäre auch inder Lage eine Galaxie zusammen halten. So wie die Sonne, die 9 Planeten in unseren Sonnensystem zusammen hält. Die Hawkins-Strahlung wäre dann viel besser zu verstehen. Da man sich das Zentrum der Galaxie als eine art Sonne vorstellen kann, was auch der Grund sein kann, warum kein Teleskop der Welt das Zentrum der Galaxy sehen kann, weil die Teleskope einfach zu stark Überstrahlt werden.

Eigentlich weiß man gar nicht genau, aus was ein schwarzes Loch besteht. Man kann nur Masse, Ladung und Drehimpuls bestimmen. Daher ist völlig unklar, ob man es mit Materie, Antimaterie oder sonstwas zu tun hat. Man weiß jedoch sicher, dass ein Stern keine x Millionen Sonnenmassen wiegen kann. Durch die Gravitation fällt so ein Körper zu einem schwarzen Loch zusammen, so dass nichts dieses Loch verlassen kann. Selbst wenn es ein Stern wäre, wäre die Gravitation so groß, dass das Licht wieder in den „Stern“ gezogen würde.

Ein schwarzes Loch ist im Prinzip eine Massenkonzentration, die so groß ist, dass im Inneren die Naturgesetze versagen (Singularität). Spekulationen über das Innenleben sind mit heutigem Wissen nicht machbar, dafür bräuchte man eine Theorie, die alle Kräfte vereinen kann.

Achja, wir haben übrigens nur noch 8 Planeten, Pluto ist seit ein paar Jahren nur noch Zwergplanet

mfg websquid

Die Hawking-Strahlen läßt sich durch den Unruh-Effekt erklären. Bei starker Beschleunigung - und das ist in der Nähe schwarzer Löcher immer der Fall, entstehen virtuelle Teilchen.

Wikipedia:"Der Unruh-Effekt ist eine überraschende Vorhersage der Quantenfeldtheorie: ein im Vakuum gleichmäßig beschleunigter Beobachter oder Detektor sieht anstelle des Vakuums ein Gas von Teilchen (Photonen, Elektronen, Positronen…) mit einer Temperatur T, die proportional zur Beschleunigung ist"

https://de.wikipedia.org/wiki/Unruh-Effekt

In der englischsprachigen Wikipedia steht:"An accelerating observer will perceive an apparent event horizon forming (see Rindler spacetime). The existence of Unruh radiation could be linked to this apparent event horizon, putting it in the same conceptual framework as Hawking radiation. On the other hand, the theory of the Unruh effect explains that the definition of what constitutes a "particle" depends on the state of motion of the observer. "

Durch das Analogie-Axiom von Beschleunigung und Gravitation kann dies sehr leicht erklärt werden. Hohe Beschleunigungen sind im LHC möglich. Dadurch läßt sich der Vorgang im Schwarzen Loch nachgestellt werden.

Du brauchst dir nur auszurechnen, bei einer vorgegebenen Beschleunigung (sei es durch Gravitation , sei es Beschleunigung )     bei welcher Wellenlänge    die Rotverschiebung über die Länge einer Wellenlänge hinweg  ( d.h. schon nach einer Schwingung ) z = 1 also ebenfalls in der Größenordnung der Wellenlänge selbst ist.   

Also wenn   die Geschwindigkeitszunahme wegen der Beschleunigung von irgendwas v=a*t ist, dann muß die Geschwindigkeit größenordnungsmäßig c werden, damit die Rotverschiebung etwa der Größenordnung der Wellenlänge selbst also z=1 ist , und das wird dann die Zeit t dauern, also  c=a*t  ;  gleichzeitig muß daß während einer Schwingungsdauer passieren also  l = c*t mit l der Wellenlänge, eingesetzt a*l=c² ist die Hawking- oder Unruh - Wellenlänge bei einer Beschleunigung a  .

 Virtuelle Teilchen mit ebendieser Wellenlänge (bzw der entsprechenden Energie) können dann nicht mehr selbst durch ihr schnellstmögliches Verschwinden (nach nur 1 Wellenlänge)   ihre "geliehene" Energie zurückgeben.

Das ist auch einer der Gründe, warum wir - analog zur Unruh-Strahlung oder Hawking-Strahlung -  auch rein klassisch dauernd entstehende Urknall-Strahlung von der Wellenlänge der Größe des  Weltalls zu erwarten haben, also es sie praktisch geben MUSS .     Virtuelle Teilchen dieser Wellenlänge bzw entsprechenden Energie, selbst wenn sie nach 1 Schwingung (also so schnell wie ihrem Wesen nach möglich) wieder verschwinden  würden, geben wegen der Rotverschiebung einen erheblichen Teil (etwa die Hälfte) ihrer Energie nicht mehr zurück,

Hallo

Erstmal die Dinge, die ich verstanden habe:
Im "leeren Raum" entstehen permanent Teilchenpaare die sich sofort wieder vernichten. Wenn so ein Teilchen Paar aber bei einem Ereignishorizont eines schwarzen Loches entsteht kann ein Teilchen ins SL fallen und eins entkommen bevor sie sich wieder vernichten. Das Teilchen das entkommt nennt man hawking Strahlung. Alle Teilchen (auch Antimaterie) haben eine positive Masse.

Was ich nicht verstehe:
Zwei Teilchen entstehen, ein Teilchen fällt ins schwarze Loch und eins entkommt, beide haben eine positive Masse. Also müsste doch die Masse des SL zunehmen und auch die Masse vom Rest des Universums.
Normalerweise entstehen und verschwinden die Teilchen spontan und im Durchschnitt ist das Ergebnis null. Wenn sich die Teilchen aber nicht vernichten können weil eins im SL ist und das andere außen dann müsste die Masse des Universums um 2 Teilchen zunehmen.

Ich verstehe nicht warum die Masse des SL sinkt wenn ein Teilchen entkommt, sein Partner ist ja jetzt im SL.
Bei der Hawking Strahlung entkommt ja kein Teilchen dem SL. Das enkommende Teilchen war nie im SL, es hat sich nur nahe dem SL gebildet und sein Partner fiel hinein.

Was ich nicht verstehe:
Zwei Teilchen entstehen, ein Teilchen fällt ins schwarze Loch und eins entkommt, beide haben eine positive Masse. Also müsste doch die Masse des SL zunehmen und auch die Masse vom Rest des Universums.
Normalerweise entstehen und verschwinden die Teilchen spontan und im Durchschnitt ist das Ergebnis null. Wenn sich die Teilchen aber nicht vernichten können weil eins im SL ist und das andere außen dann müsste die Masse des Universums um 2 Teilchen zunehmen.

Ich verstehe nicht warum die Masse des SL sinkt wenn ein Teilchen entkommt, sein Partner ist ja jetzt im SL.
Bei der Hawking Strahlung entkommt ja kein Teilchen dem SL. Das enkommende Teilchen war nie im SL, es hat sich nur nahe dem SL gebildet und sein Partner fiel hinein.

aus Wikipedia, https://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung:

Der in das Schwarze Loch fallende Partner trägt negative Energie, während der zweite Partner, der als reales Teilchen (oder Antiteilchen) in den freien Raum entkommt, positive Energie trägt. „Nach der einsteinschen Gleichung E=mc² ist die Energie proportional zur Masse. Fließt negative Energie in das Schwarze Loch, verringert sich infolgedessen seine Masse“.