Frage:
Warum ist der Stern, der das Schwarze Loch geschaffen hat, kein Schwarzes Loch?
Scottie
2014-09-19 04:00:23 UTC
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Wenn die Masse eines Schwarzen Lochs so viel Schwerkraft erzeugt, dass kein Licht entweichen kann, warum fängt dann nicht auch die Masse des Sterns, der das Schwarze Loch (bevor es zur Supernova wurde) erzeugt hat, Licht ein?

Nach alledem sollte dieser Stern vor der Supernova mehr Schiffsladungen haben als die Supernova nach dem Schwarzen Loch, oder? Verliert der Stern nicht den größten Teil seiner Masse, wenn er in die Supernova geht?

Sechs antworten:
HDE 226868
2014-09-19 04:13:01 UTC
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Sie sagen zu Recht, dass ein Stern in einer Supernova viel Masse verliert. Es gibt jedoch einen Grund, warum der Stern immer noch zu einem Schwarzen Loch wird. Eigentlich denke ich, dass die Frage hier lautet: "Warum wird ein Stern nicht zu einem Schwarzen Loch, bevor er überhaupt eine Supernova erfährt?"

Es gibt einen Grund für eine Supernova (ich gehe davon aus, dass Sie sprechen über Typ-II-Supernovae, die aus unglaublich massiven Sternen resultieren). Sterne gehen eine Kernfusion ein, und dies führt zu einem "thermischen Druck", der der Schwerkraft entgegenwirkt. Ohne diesen Druck würde die Schwerkraft tatsächlich einen ausreichend großen Stern auf sich fallen lassen. Ein Gravitationskollaps tritt auf, wenn nicht genügend Druck vorhanden ist, um der Schwerkraft entgegenzuwirken. Das Ergebnis ist eine spektakuläre Supernova. Sterne werden also nur dann zu Schwarzen Löchern (oder anderen kompakten Objekten wie Neutronensternen), wenn sie aufgrund ihrer eigenen Masse nicht genug Energie produzieren können, um der Schwerkraft entgegenzuwirken.

Zum ersten Teil Ihrer Frage (Entschuldigung für die umgekehrte Antwort) Licht im Bereich eines Schwarzen Lochs kann nicht entweichen, wenn es sich innerhalb seines Ereignishorizonts oder auf einer Flugbahn dorthin befindet. Der Radius des Ereignishorizonts für ein nicht rotierendes Schwarzes Loch ist sein Schwarzschild-Radius, der proportional zur Masse des Schwarzen Lochs ist. Der Grund, warum dies bei Sternen nicht anwendbar ist, liegt darin, dass der Schwarzschild-Radius bei Sternen tief in seinem Inneren liegt und das Gravitationsfeld nicht stark genug ist, um einen Ereignishorizont zu erzeugen, um Licht in der Nähe einzufangen.

Referenz zum thermischen Druck: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_collapse

Ich hoffe, das hilft.

Warum sollte das Gravitationsfeld für ein Schwarzes Loch anders sein als für einen massiven Stern? Wenn der Stern mehr Masse als das Schwarze Loch hat, sollte das Feld dann nicht stärker sein? Oder gibt es einen Aspekt der Dichte, der auch die Schwerkraft beeinflusst?
Du hast recht; Ich meinte, dass es Kräfte gibt, die dem Gravitationskollaps entgegenwirken, und die Nettokraft reicht nicht aus, um ein Schwarzes Loch zu erzeugen.
@Scottie Die Schwerkraft hängt vom Abstand zum Schwerpunkt ab. Im Inneren des Sterns erleben Sie die Schwerkraft nur durch Material, das näher am Zentrum liegt als Sie. Schwarze Löcher usw. sind viel kompakter als ein Hauptreihenstern, so dass Sie dem Zentrum viel näher kommen können, bevor Sie sich im Inneren befinden, und so eine stärkere Schwerkraft erfahren können.
Ich denke, @zibadawatimmy's Kommentar ist das, was das OP tatsächlich fragt.
Ein gültiger Punkt. @Scottie - Haben Sie tatsächlich gefragt, was zibadawatimmy erwähnt hat?
Ja, meine Frage war nicht so sehr, warum ein Stern in ein Schwarzes Loch fällt. Ich verstehe, wie die Prozesse des Drucks nach außen der Schwerkraft gleichgestellt sind. Meine Frage war eher, warum ein Stern, der MEHR Masse als das Schwarze Loch hat, nicht auch Licht einfängt. Es scheint mir, dass mehr Masse = mehr Schwerkraft = Licht einfängt.
@Scottie Ich habe versucht, dem entgegenzuwirken, indem ich sagte, dass Licht nicht aus dem Ereignishorizont entweichen kann. Der Ereignishorizont ist jedoch viel kleiner als der Vorläufer-Stern.
Richtig. Es wurde gut beantwortet. Ich habe gerade meine Frage geklärt, seit Sie gefragt haben. Danke für die Antwort!
Ich wollte nur wissen, ob Sie eine andere Antwort von zibadawatimmy wollten, weil ich dachte, es wäre interessant, wenn er es aus einer anderen Perspektive angehen würde. Bitte!
"Meine Frage war eher, warum ein Stern, der MEHR Masse als das Schwarze Loch hat, nicht auch Licht einfängt." Einfacher geht es nicht: "Schwarzheit hängt von der Dichte ab, nicht von der Masse."
Rob Jeffries
2014-12-11 21:35:39 UTC
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Eine Supernova kann tatsächlich notwendig sein, um ein stellares Schwarzes Loch zu erzeugen.

Am Ende ihres Lebens bestehen die Kerne massereicher Sterne hauptsächlich aus Eisengipfeln Kerne, aus denen Sie nicht mehr Fusionsenergie extrahieren können. Um ihr Gewicht zu stützen, stützen sich diese Sterne auf den Elektronendegenerationsdruck - den Druck, der durch das Pauli-Ausschlussprinzip verursacht wird und es nicht mehr als einem Elektron ermöglicht, denselben Quantenzustand zu teilen.

Im Prinzip kann ein Stern durch Degenerierung unterstützt werden Druck für immer, wenn er allmählich abkühlt - das ist das Schicksal der meisten weißen Zwerge.

Der Kern eines massiven Sterns ist jedoch einfach zu groß, als dass dies funktionieren könnte. Die Dichte nimmt zu, bis sich alle Elektronen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, und das ist so hoch, wie der Entartungsdruck werden kann. Wenn der Kern die Chandrasekhar-Masse überschreitet, kollabiert er und dabei kollabiert der Rest des Sterns (etwas langsamer).

Der Kollaps wird durch die Entfernung von Elektronen durch Elektronen ausgelöst in Kerne einfangen, um Neutronen zu bilden. Irgendwann werden genug Neutronen produziert, damit der Neutronendegenerationsdruck den Kollaps stoppen oder zumindest verlangsamen kann. Dies und die Freisetzung einer Menge potentieller Gravitationsenergie sind letztendlich die Kraft einer Supernova-Explosion. Aber wenn der Kollaps nicht gestoppt wird, wird selbst der Neutronendegenerationsdruck den Stern nicht unterstützen und ein Kollaps zu einem Schwarzen Loch wird unvermeidlich. Ein Schwarzlochstatus wird erreicht, sobald ein Teil seiner Masse innerhalb seines Schwarzschild-Radius $ r_s = 2GM / c ^ 2 $ komprimiert ist. d.h. sobald seine Dichte $$ \ rho > \ frac {3M} {4 \ pi r_s ^ {3}} $$ erreicht, d.h. wenn eine zentrale Masse $ M $ eine Dichte hat, die $$ \ rho > \ frac {3} {32 \ pi} \ frac {c ^ 6} {G ^ 3 M ^ 2} = 1,8 \ times10 ^ {19} überschreitet \ left (\ frac {M} {M _ {\ odot}} \ right) ^ {- 2} \ {\ rm kg / m} ^ 3 $$ Dies ist eine Ballpark-Figur, die sphärische Symmetrie annimmt und jede detaillierte GR vernachlässigt Behandlung, ist aber mehr oder weniger korrekt - einige Male höher als die typischen Neutronensterndichten.

Mit anderen Worten, es ist die Dichte des Materials, die weitgehend bestimmt, ob etwas zu einem Schwarzen Loch wird. Die Masse ist nur ein indirekter Parameter.

Aaron
2014-09-25 02:18:07 UTC
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Schwarze Löcher entstehen, weil der Kern des Sterns sehr dicht wird, nicht nur, weil der Stern massiv ist. Vor der Erzeugung des Schwarzen Lochs kann der Kern einen ausreichenden Druck nach außen erzeugen, um zu verhindern, dass der Kern durch Gravitation auf die Dichte zusammenfällt, die zur Erzeugung eines Schwarzen Lochs erforderlich ist.

James Willcox
2014-09-25 11:56:19 UTC
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Der Stern, bevor er sich in ein Schwarzes Loch verwandelt, hat einen sogenannten Strahlungsdruck, d. h. das Verschmelzen von Elementen, die nukleare Explosionen erzeugen. Dieser nach außen gerichtete Strahlungsdruckzähler gleicht die nach innen gerichtete Schwerkraft aus, aber wenn dem Stern schließlich der Treibstoff ausgeht, hört dieser Strahlungsdruck auf. Somit ist die einzige verbleibende Kraft die Schwerkraft. Die Schwerkraft zieht dann die Überreste des Sterns nach der Supernova nach innen in einen tiefen, dichten Kern, der dann das Schwarze Loch bildet.

Keith Thompson
2014-12-12 08:15:49 UTC
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Ob ein Objekt ein Schwarzes Loch ist, hängt nicht nur von seiner Masse ab. Es wird dadurch bestimmt, ob diese Masse vollständig innerhalb ihres Schwarzschild-Radius liegt.

Im Prinzip kann jedes Objekt ein Schwarzes Loch sein, wenn seine gesamte Masse konzentriert ist Zum Beispiel beträgt der Schwarzschild-Radius der Sonne ungefähr 3,0 km - aber sein tatsächlicher Radius beträgt ungefähr 700.000 km. Es könnte nur dann zu einem Schwarzen Loch werden, wenn es auf einen Radius von 3,0 km komprimiert würde.

user5320
2015-01-16 02:24:33 UTC
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Eine viel einfachere Möglichkeit, darüber nachzudenken, besteht darin, Wolken am Himmel zu betrachten. Sie enthalten Hunderte bis Tausende von Gallonen Wassermolekülen, sind aber sehr verteilt. Gleich wie eine Wasserstoffwolke, bevor sie einen Stern erzeugt. Wenn Sie Moleküle auf engstem Raum verdichten, erhalten Sie in der Nähe des Objekts ein stärkeres Magnetfeld. Die Menge der Moleküle in einem bestimmten Raum bestimmt die "Stärke" des Magnetfelds. Wenn ein Stern explodiert, verliert er zwar Masse, aber was übrig bleibt, wird auf unendlich kleinem Raum verdichtet, um ein stärkeres Magnetfeld zu erzeugen. Ein Swarzchild-Radius wird berechnet, indem die vorhandene Masse eines Sterns verwendet wird und ermittelt wird, wie viel Platz wir benötigen, um diese Menge an Masse zu stopfen, um die Lichtgeschwindigkeit zu überwinden. Dabei wird jedoch nicht berücksichtigt, wie viel Masse nach einer Supernova-Explosion übrig bleibt. Und was "für immer und ewig" betrifft ... Unsere Ideen ändern sich ständig. Denken Sie daran, wir dachten früher, der Planet sei flach ... Ich hoffe, das hilft, Aloha.



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