Diskussion:Hawking-Strahlung/Archiv

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[[Diskussion:Hawking-Strahlung/Archiv#Thema 1]]

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Überarbeiten

Ich habe mal Hawking-Strahlung auf unsere "Überarbeiten"-Liste gestellt. Grund: Überschneidungen und Widersprüche zu Schwarzes Loch, Stil. Hoffentlich keine URV, im Netz jedenfalls keine gefunden. Aber große Artikel die aus dem Nichts auftauchen, sind ja immer ein wenig verdächtig. --Pjacobi 14:23, 12. Mär 2005 (CET)

Hallo Pjakobi,

Ich habe diesem Artikel gelesen und habe nichts wirklich falsches finden koennen. Der Artikel hat sicherlich kein besonders hohes wissenschaftliches Niveau. Aber er tut eigentlich nicht weh. Wo liegen den Deiner Meinung nach die Widersprueche in diesem Artikel? --Matthy 11:47, 14. Mär 2005 (CET)

Hallo,

Ich denke auch, dass dieser Artikel einer Überarbeitung braucht, denn der Artikel beschreibt viele Phänomene, die einem Besucher dieser Seite auf Wikipedia eigentlich geläufig sein müssten (Gravitation als Dimensionskrümmung usw.), wohingegen nur das letzte bisschen des Artikels sich mit der Strahlung befasst, und das nur sehr knapp. -- Benjamin, 01:46 16.04.2005 (CET)

Hallo, ich hab mal einen missverstaendlichen Satz unter "Gravitation" entfernt - das hoerte sich zu sehr nach einer "Einbettungs"-INterpretation der ART an. Im weiteren finde ich das Statement unter "Miniloecher" bzgl. der Herstellung von nackten Singularitaeten im Labor zumindest fragwuerdig. Insgesamt stimme ich meinem Vorredner zu, dass hier ziemlich viel Zeug gesagt wird das mit dem Thema eigentlich nichts zu tun hat. --Florian G. 22:03, 5. Mai 2005 (CEST)

Hoi, Ich finde der Artikel könnte etwas überarbeitet werden, ja, aber ich find es schonma gut, dass unten die Variablen wie h, G,... erklärt werden, das haben nur wenige Artikel, ich finde dass sollte bei mehreren Artikeln vorkommen. -- Freya, 16:47 10.6.05

Hi, ich bin noch neu bei wikipedia, also sry, falls ich gewisse unausgesprochene Regeln nicht einhalten sollte. Ich finde auch, dass der Artikel einer Überarbeitung bedarf. Einige Formulierungen sind sehr "schwammig". Bemerkungen zu virtuellen Teilchen finde ich jedoch notwendig, um auf die quantenmechanische Natur der Hawking-Strahlung hinzuweisen. Der Abschnitt "Minilöcher" ist vielleicht etwas deplaziert. Ein eigener Beitrag wäre passender. Außerdem sind hier einige Punkte, naja. Über die Bemerkung zur Hochenergiephysik schweige ich, und die "nackten Singularitäten" passen eher in einen Ausblick, dann aber mit Hinweis auf die "Kosmische Zensur". Bei der eigentlichen Hawking-Strahlung könnte man noch etwas mehr angeben, z.B. Lebensdauer. GANZ WICHTIG Mir fehlt der Hinweis, dass dieses Temperaturgesetz nur eine Näherung ist und nur für Objekte mit großer Masse gilt! Ich habe damals viel Zeit damit vergeudet, das zu erkennen! Wenn ihr nichts dagegen habt, kann ich ja mal eine Überarbeitung versuchen. Allerdings weiß ich nicht, ob ich das Design hinbekomme. René, 03. August 2005

Nachtrag: Es ist vollbracht. Bitte um Meinungen ...

Ich finde die Neufassung sehr schön. Ich denke es ist sowohl besser verständlich als auch wissenschaftlich korrekter formuliert als die alte Version. Besonders gut gefällt mir der klare Hinweis auf die Grenzen der semi-klassischen Näherung. Ein Kritikpunkt: Zum Schluß schreibst Du, dass auch Theorien mit "nackten Singularitäten" erwogen werden. Das ist meines Wissens nicht korrekt, daher würde ich für die Streichung des Satzes plädieren. --Florian G. 16:59, 3. Aug 2005 (CEST)

Gute Arbeit. Ich habe ein paar Formulierungen und inhaltliche Details geändert. Will sie nicht im einzelnen Begründen, solange keiner es fordert. Beispiel letzte Änderung: Ein thermisches Gleichgewicht zwischen Schwarzem Loch und Umgebungsstrahlung (insbesondere kosmischer Hintergrundstrahlung) stellt sich im allgemeinen nicht ein. Grund ist die anormale Temperatur-Masse-Abhängigkeit, derzufolge die Hawking-Temperatur reziprok zur Masse ist. Liegt die Umgebungstemperatur unter der Hawking-Temperatur, so zerstrahlt das Sachwarze Loch, liegt sie darüber, so wächst es durch Strahlungseinfang. Ein Gleichgewicht ist im Spezialfall einer genau passenden Umgebungsstrahlung möglich. Die Instabilität beruht phänomenologisch darauf, dass Schwarze Löcher eine formal negative Wärmekapazität haben. RS 5.8, Mittags.

Ich lasse die "nackten Singularitäten" erst einmal kurzfristig drin stehen. Werde zu geeigneter Zeit aber noch einmal genau nachschlagen, wo ich das glaube zu gelesen zu haben. Entsprechend wird dann eine Änderung oder ein Zusatz erfolgen. Danke für den Hinweis. -- Rene 22:03, 3. Aug 2005 (CEST)

Nach allem was ich weiß ist die Vermutung des cosmic censorship zwar nicht bewiesen , wird aber nicht ernsthaft angezweifelt. Dazu ein paar Referenzen:

• Roger Penrose: Gravitational Collapse: The Role Of General Relativity, Riv. Nuovo Cim. 1 (1969) 252 - der Artikel in dem cosmic censorship vorgeschlagen wird.
• Wald: gr-qc/9710068, Joshi: gr-qc/0206087 - Reviews von '97 bzw. '02 zum damaligen Stand der Forschung, die mehr oder weniger feststellen, dass es kein (physikalisches) Gegenbeispiel aber auch keinen Beweis gibt.
• Horowitz et al.: hep-th/0307102 und hep-th/0312123 - hier wird argumentiert dass asymptotische AdS Raumzeiten in 5 Dimensionen (auf die man aus Stringtheorie-Kompaktifzierungen kommt) nackte Singularitäten nicht nur erlauben könnten, sondern sogar generisch enthalten. Abgesehen davon dass AdS nicht wirklich physikalisch ist, da wir (zumindest nach derzeitigem Stand der Beobachtungen) in einer asympotisch dS Raumzeit leben, ist die Stabilität und Numerik der Lösungen umstritten (siehe z.B. Gutperle, Kraus: hep-th/0402109 und Frolov: hep-th/0409117).

Alles in allem sehe ich daher zur Zeit keine starken Tendenzen die cosmic censorship conjecture zu kippen, also auch keinen Grund das in den Artikel zu schreiben. Grüße, --Florian G. 22:51, 3. Aug 2005 (CEST)

Hm gut, du fährst ja schwere Geschütze auf. Habe in meiner Quelle noch einmal nachgelesen und erkannt, dass es eine Verwechselung gewesen ist. Nackte Singularitäten tauchen dort nicht auf. Nicht gründlich genug mit der Quelle gearbeitet, sry. Ich kenne das cosmic censorship. Da es aber meines Wissens aus der ART kommt, müsste man mal kritisch überlegen, ob man es in diesem Fall noch immer rigoros anwenden kann. Soll nicht heißen, dass ich die Theorie nackter Singularitäten befürworte! Aber ich werde die Bemerkung entfernen, da sie (Verwechselung des Quelleninhalts) nicht passt.
Gruß Rene 10:45, 4. Aug 2005 (CEST)

Gebe Dir absolut Recht, das letzte Wort ist in dieser Angelegenheit (noch lange) nicht gesprochen - und wird es wohl auch nicht, solange keine Quantentheorie der Gravitation existiert. Nochmal Glückwunsch zur gelungenen Neufassung, Grüße, --Florian G. 14:36, 4. Aug 2005 (CEST)

Was ist denn das? Wieso steht denn jetzt hier wieder die alte, noch nicht überarbeitete Version?
Rene 13:02, 7. Aug 2005 (CEST)

[nicht registrierter Wiki-User, 7. Aug 2005] Frage: Ist es überhaupt korrekt von einem Teilchen-Anti-Teilchenpaar zu sprechen? Handelt es sich nicht vielmehr um ein Teilchen-Negativ-Teilchenpaar?

Das heißt das eine Teilchen hat positive das andere negative Energie, im Mittel gibt das Null...

Entsteht ein solches Teilchenpaar genau am Ereignishorizont des schwarzen Loches, fällt das Teilchen mit negativer Energie hinein und das positive entkommt, scheint das schwarze Loch zu strahlen und nimmt dabei an Masse/Energie ab. Fällt hingegen Anti-Materie in ein schwarzes Loch wird es schwerer, genauso als wenn normale Materie hineinfällt.

Allerdings ist noch zu klären, warum die Wahrscheinlichkeit das das negative Teilchen reinfällt überhaupt größer ist als die für das positive Teilchen (negative+positive als Energie verstehen), warum sollten schwarze Löcher unter diesem Gesichtspunkt überhaupt verdunsten?

Die Betonung liegt auf virtuelle Teilchen-Antiteilchen-Paare. Diese existieren als quantenmechanische Vakuumfluktuationen im Rahmen der Energieunschärfe der Heisenbergschen Unschärferelation. Hier ein Konzept basierend auf negativer Energie heran zu ziehen, erscheint mir doch sehr künstlich, um es noch klassisch deuten zu können. In diesem Fall gibt es auch keine Probleme damit, dass erklärt werden müsste, warum eine Teilchensort häufiger hinein fällt. Der Energieverlust des Schwarzen Loches kommt einfach daher, dass reale Teilchen und Antiteilchen (statistisch gleich verteilt) entstehen.
Rene 23:16, 7. Aug 2005 (CEST)

Bitte denkt daran nachzuprüfen ob die Darstellung korrekt ist, wenn ihr eine Änderung vorgenommen habt! Am 11. Feb hat jemand die Schreibweise der Formeln verändert und offensichtlich nicht noch einmal hingesehen. Jedenfalls waren die Formeln aufgrund eines Inputfehlers nicht dargestellt.

Hmm, bei mir sehen die beiden Versionen $\tau \approx 10^{66}{M^{3} \over M_{\rm {Sonne}}^{3}}\,{\rm {Jahre}}$ (mit \over) und $\tau \approx 10^{66}{\frac {M^{3}}{M_{\rm {Sonne}}^{3}}}\,{\rm {Jahre}}$ (mit \frac) gleich aus. Gruß, --CorvinZahn 10:22, 14. Feb 2006 (CET)

Außerdem habe ich noch eine kleine Ergänzung vorgenommen, den Verweis auf den Gibbons-Hawking-Effekt. Dieser steht in engem Zusammenhang mit dem Hawking-Effekt, er ist quasi der "verallgemeinerte" Fall. Werde den entsprechenden Beitrag jetzt noch erstellen.
Rene 17:41, 13. Feb 2006 (CEST)

Jetzt scheint es auch zu funktionieren. Ich weiß nicht was gestern war, vielleicht irgendein kleinerer Fehler. Jedenfalls wurden die Formeln aufgrund eines Fehlers nicht angezeigt. Wie auch immer, jetzt geht es ja wieder.
Gruß Rene 14:00, 14. Feb 2006 (CEST)

Wenn ich mir den Vorgang so vorstelle: Das Teilchen mit negativer Energie fällt in das schwarze Loch, das mit positiver Energie entkommt - dann stelle ich mir einen Überschuss an positiven Teilchen ausserhalb des schwarzen Loches vor. Annihilieren kann sich das positive Teilchen ja nicht mehr, da sein Partnerteilchen im schwarzen Loch verschwunden ist. Bleibt das positive Teilchen nun dauerhaft bestehen? Oder annihiliert es sich auf eine andere Weise? Könnte man den Überschuss an positiven Teilchen irgendwie nachweisen? Danke und Gruss SchrödiMiez -- SchrödiMiez 09:05, 11. Sep. 2010 (CEST)

Künstliches schwarzes Loch

Schwarzes Loch soll schon erzeugt worden sein: [Die Welt] Verifizieren? -- the-pulse 05:01, 18. Mai 2005 (CEST)

Hallo pulse (hab Deinen Kommentar nach unten verschoben, hoffe das war ok), dazu gibt es eine Original-Pressemitteilung vom RHIC, siehe hier. Ich weiß nicht wie die Welt auf Schwarze Löcher kommt, wahrscheinlich weil es sich super anhört, es hat auf jeden Fall keinerlei wissenschaftlichen Hintergrund (was wieder einmal zeigt, dass der Wissenschaftsjornalismus in Deutschland eine Katastrophe ist). Das Quark-Gluon-Plasma was die Jungs erzeugt haben hat andere Eigenschaften als erwartet (was nach ersten Analysen für gewisse Vorhersagen der Stringtheorie spricht), die erreichten Schwerpunktsenergien am RHIC sind aber zu klein, um schwarze Löcher zu erzeugen, das könnte (evtl.) erst am LHC passieren. --Florian G. (✍) 10:16, 18. Mai 2005 (CEST)

Danke. -- the-pulse 21:03, 27. Mai 2005 (CEST)

obige Frage vom 7. August

Die Frage scheint mir nicht beantwortet, und im Artikeltext fehlt auch eine Erklärung:

Wieso nimmt die Masse des SL ab statt zu, wenn ein virtuelles Teilchen hineinfällt? Der Begriff "virtuell" hilft da auch nicht weiter, denn wovon unterscheiden sich virtuelle Teilchen von realen, nachdem sie getrennt wurden? Diese Frage wird sich jeder aufmerksame Leser nach Lektüre des Artikels stellen. 80.132.211.197 02:36, 26. Apr 2006 (CEST)

Ich habe an der entsprechenden Stelle einen Link gesetzt um den Begriff "virtuelles Teilchen" zu erklaeren. OK, der dortige Artikel ist etwas anspruchsvoller, doch der zweite Absatz reisst den interessanten Punkt an:

Wenn reale Teilchen erzeugt werden, dann gelten alle Erhaltungssaetze, insbesondere Energieerhaltung. Bei virtuellen Teilchen ist das nicht der Fall. Virtuelle Teilchen "verletzen" die Energieerhaltung. Doch das hat keine Konsequenzen, da diese Verletzung innerhalb der Unschaerferelation stattfindet. Das virtuelle Teilchen "borgt" sich quasi die Energie um zu entstehen, jedoch nur fuer eine bestimmte Zeitspanne. Da alle anderen Erhaltungssaetze gelten, werden virtuelle Teilchen im Vakuum immer in Teilchen-Antiteilchen-Paaren erzeugt. Wird einer der Partner vom SL verschluckt, so ist der verbleibende "single", wodurch er real wird. Da das virtuelle Paar vorher keine eigene Energie hatte, muss die Energie fuer das entstandene reale Teilchen vom SL kommen, dessen Masse daher abnimmt.

Ich hoffe, das beantwortet nun die Frage. Wenn nicht, einfach noch mal nachfragen.

MfG, Rene 11:45, 28. Apr 2006 (CEST)

Dankeschön, aber: "Da das virtuelle Paar vorher keine eigene Energie hatte, muss die Energie fuer das entstandene reale Teilchen vom SL kommen" - eben da liegt der Haken. Da die Energie irgendwoher kommen muß, nehmen wir sie halt aus dem schwarzen Loch, als wäre das schwarze Loch ein Selbstbedienungsladen - ich hatte gehofft es würde eine Erklärung geben, die dies erklärt, anstatt es einfach zu postulieren. Wenn wir dem SL so mühelos Energie entnehmen können, damit unsere Bilanzen wieder stimmen, wofür brauchen wir dann überhaupt das virtuelle Teilchenpaar? Modran 15:18, 28. Apr 2006 (CEST)

Außer dem SL gibt es doch nichts, wo die Energie sonst herkommen könnte. Und letztlich ist das auch nur eine anschauliche Interpretation, die sicher auch ihre Grenzen hat.

MfG, Rene 13:32, 29. Apr 2006 (CEST)

Mag sein, das SL bekommt ja auch Energie in Form des nicht entkommenen Teilchens, womit es dann nicht abnehmen würde. Dann käme die Energie also eher aus dem Vakuum? Das Schicksal der eingefangenen virtuellen Teilchen scheint mir bei allen populären Erklärungen vernachlässigt zu sein. Die Argumentation muß doch anders sein, so gehts doch nicht.

Beckstein...? (gemeint ist Bekenstein)

Wenn ich mich Richtig an die Vorlesung über Statistische Mechanik erinnere, ist die Hawking-Strahlung nicht alleine auf seinem Mist gewachsen, sondern auch Beckstein hat da seinen Beitrag dazu geleistet. Vielleicht könnte ein Historisch versierter Wikipedianer mal dahinter klemmen...StollenTroll 11:45, 30. Okt. 2006 (CET)

Im WWW hat das wenig Spuren hinterlassen. Nur eine MPG-Festschrift erwähnt das am Rande. Es müsste jemand Papierquellen zum Thema finden. --Pjacobi 11:07, 31. Okt. 2006 (CET)

Habe nochamle ein bischen herumgeguckt, der Kerl heisst nicht Beckstein sondern Jacob Bekenstein. Es scheint tatsächlich so, dass viele Physiker die Hawking-Strahlung Beckstein-Hawking-Strahlung nennen. In der Englischen Wikipedia gibt es einen redirect von Bekenstein-Hawking-Formula auf Black Hole Thermodynamics. Noch eine quelle für Bekenstein: J. D. Bekenstein, "Black holes and entropy", Phys. Rev. D 7, 2333 (1973). In diesem Artikel zitiert er nur ein paper von Hawking: Physical Review Letters, 26, 1344, in dem es aber um die Strahlung bei der Kollision von zwei Schwarzen löchern geht.StollenTroll 13:05, 31. Okt. 2006 (CET)

Jaaaaaa, Bekenstein ist ein ganz anderer! Den kann man sicher als Mitentdecker nennen. --Pjacobi 13:16, 31. Okt. 2006 (CET)

Zu schwarzen Minilöchern

Hallo in dem Artikel heißt es:

"Die Näherungen bei der Herleitung gelten nur für Schwarze Löcher mit großer Masse, da angenommen wurde, dass die Krümmung des Ereignishorizontes vernachlässigbar klein ist"

Diese Näherungen treffen doch bestimmt nicht für Minilöcher zu. Könnte es sein, dass Löcher, die im LHC erzeugt werden, dann gar nicht verdampfen? (nicht signierter Beitrag von 84.146.211.234 (Diskussion) )

kleine schwarze Löcher haben einen kleineren Schwarzschildradius, das bedeutet das der Platzt vom Normalraum zur Singularität hin stärker gekrümmt sein muss als bei einem großem schwarzen Loch. Das bedeutet wiederum das eben genau bei diesen die Strahlung verstärkt auftritt und sie sehr schnell verdampfen. Die schwarzen Locher die beim LHC erzeugt werden, wenn sie denn erzeugt werden bräuchten rein satistisch wesendlich länger (einige 100 stunde) um materie aufzu nehmen und zu wachsen, als zu verdampfen (wenige tausendstell Sekunden). Dessegen ist es unwarscheinlich, das die Welt bald untergeht^^ (nicht signierter Beitrag von 87.160.157.112 (Diskussion | Beiträge) 14:08, 21. Jul 2009 (CEST))

Ich (Nicco) meine jedoch Folgendes: Schwarze Mini-Löcher können unmöglich über die Hawking Strahlung verdampfen, weil nämlich die Zeit beim Ereignisshorizont (von ausserhalb betrachtet - und wir sind schliesslich ausserhalb) unendlich verlangsamt und rotverschoben ist. Das bedeutet, dass jegliche Quantenmechanik (oder was auch immer) dort `unten` im Schwarzen Mini-Loch (von aussen gesehen) still steht. Eine ins Loch gefallene Masse kommt eigentlich (von uns aus gesehen) niemals innen an, doch sie ist bereits praktisch vom Gravitationsfeld gefangen. Ausserdem setzt die Hawking Strahlung einen begrenzten Horizont voraus, was von einigen Leuten bezweifelt wird. Kurz formuliert: Man könnte (theoretisch) ein Schwarzes Mini-Loch mit der Hand umschliessen - und doch sind die Dimensionen ab dem Ereignishorizont (von ausserhalb betrachtet)unendlich. Wenn der Weg hinein (von aussen betrachtet) unendlich weit (trompetenförmig) ist, dann ist auch der Horizont unendlich.

Es werden warscheinlich auch in der Höhenstrahlung Schwarze Mini-Löcher gebildet, durch superschnelle Protonen aus dem All, die auf praktisch stationäre (sehr langsame)Luftatome treffen. Desshalb sind warscheinlich die natürlichen Schwarzen Mini-Löcher extrem schnell und fliegen (weil ausserhalb des Horizontes sehr klein, resp. umschliessbar und warscheinlich ungeladen) durch die Erde durch. LHC: Erstmals in der Geschichte könnten langsame Schwarze Mini-Löcher produziert werden, weil am LHC (im Gegensatz zur Natur) beide Kollisionspartner etwa die gleiche Geschwindigkeit haben. Man darf auf die Folgen gespannt sein...

Uebrigens: Ein Teil der `Dunklen Materie` könnte Schwarze Mini-Löcher sein. Uebrigens II: Der LHC fährt ab Mitte November langsam hoch. CERN entzieht sich einer weiteren Kommunikation mit den Skeptikern der Hawking Strahlung.

Ein `Extrem des berühmten Einsteinschen Zwillingsuhren-Paradoxon in der Schwarzschild Metrik` wird von der Wissenschaftlichen Gemeinschaft übersehen ! (nicht signierter Beitrag von 83.77.163.112 (Diskussion | Beiträge) 04:53, 21. Aug. 2009 (CEST))

Hawking radiation from ultrashort laser pulse filaments

http://arxiv.org/abs/1009.4634 Interessant, durch Lichtverzögerung einen Ereignishorizont hergestellt. Das Prinzip ist mir aber noch nicht klar. Hab auch noch keine deutsche "Aufarbeitung" dazu gefunden. --Foobeer 11:25, 3. Okt. 2010 (CEST)

Unveröffentlichtes Preprint, Bits noch ganz frisch, noch keine Zitationen. Also warten wir mal ein halbes Jahr mindestens ab. --Pjacobi 13:33, 3. Okt. 2010 (CEST)

Mittlerweile hat zumindest die NZZ darüber berichtet: http://www.nzz.ch/nachrichten/wissenschaft/hawking_behaelt_recht_1.7852342.html - vielleicht sollte man doch etwas erwähnen? Ich kenne mich in diesem Bereich aber nicht aus und überlasse das gerne den Experten. Gestumblindi 01:23, 8. Okt. 2010 (CEST)

Genauigkeit

Ich fände es besser, wenn man bei einer vorausgesetzten Masse (z.B. 10^12 Kg)eines Schwarzen Lochs auch die genaue Temperatur anschreibt. Nämlich nicht 10^12°K sondern passend und exakt 122.689.489.700°K.

Evaluierender Physikfreak (nicht signierter Beitrag von Physikfreak1 (Diskussion | Beiträge) 17:33, 3. Feb. 2011 (CET))

Der Wert, den Du angegeben hast, ist vielleicht passend, aber er ist nicht exakt. Der berechnete Wert wird nie genauer sein können, als es die Genauigkeit der vier Naturkonstanten und der Nähreung für Pi zulässt, die in der Gleichung stehen. Allerdings stimmt es, dass die Angabe 10^12 K um eine Größenordnung über dem korrekten Wert liegt. Ich ersetze deshalb das "10^12 K" durch "etwa 10^11 K". -- 1420MHz 09:43, 9. Feb. 2011 (CET)

c ist per Meterdefinition exakt, Pi kann beliebig genau errechnet werden. Die Signifikanz wird, wenn man die eingesetzte Masse als exakt annimmt, von G mit fünf signifikanten Stellen bestimmt, kB und h sind genauer bekannt. Also könnte man die Temperatur ruhig ebenfalls mit fünf signifikanten Stellen angeben anstatt mit nur einer. Naclador 10:32, 4. Mär. 2011 (CET)

Ist Hawking Strahlung überhaupt in Schul- und Universitätsphysikbüchern annerkannt oder irgendwie bewiesen ?

WP:TF von Sperrumgehungs-IP entfernt

Direkt nachgewiesen ist die Hawking-Strahlung nicht geworden, da sie bei stellaren schwarzen Löchern viel zu schwach ist. Eventuell könnte man sie aber im LHC nachweisen, mit sog. Micro Black Holes. Die Hawking-Strahlung ist aber wegen Quantenmechanischen Überlegungen erforderlich, wenn sie nicht existieen würde, müssten einige fundamentale Theorien geändert werden. In der Schule wird (zumindest vor knapp über 10 jahren in Österreich) sowas niht unterrichtet, aber da lernt man über die Quantenmechanik un die Allgemeine Relativitätstheorie nicht mal alle Grundlagen. Also denke ich eher, dass die theorie für die Schule einfach nicht wichtig genug ist, um unterrichtet zu werden und nicht, dass sie nicht unterrichtet wird, weil sie als nicht bewiesen angesehen wird. Auf der Uni Wien wird die Hawkingstrahlung in den Pflichtvorlesungen erwähnt und gesagt, dass es sich um eine Schwarzkörperstrahlung handelt und die Theorie mit den virtuellen Teilchen wird erwähnt, aber nicht genauer beschrieben (zumindest war es bei mir so), was aber wohl auch am Zeitmangel liegt und daran, dass es grundlegendere Themen gibt. Ob die Information bei schwarzen Löchern erhalten bleibt oder nicht ist umstritten udn Hawking glaubt an Gott, aber ich glaube nicht, dass das seine wissenschaftliche Tätigkeit beeinflusst, er hat schon öfters betont, dass das nur ein privater Glaube ist, der wissenschaftlich weder belegt noch wiederlegt werden kann und deshalb wissenschaftlich auch nicht zu untersuchen ist. --MrBurns (Diskussion) 18:11, 14. Dez. 2012 (CET)

Achtung, ><((((º>). Kein Einstein (Diskussion) 18:36, 14. Dez. 2012 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: ---<)kmk(>- (Diskussion) 19:45, 14. Dez. 2012 (CET)

Hawking ein Misanthrop?

Vielleicht hat Herr Hawking ja auch nur einen genialen Weg gefunden, die Menschheit per LHC ins Nirwana zu schicken.  :-) 89.204.153.137 23:51, 19. Mär. 2011 (CET)

Der Vollständigkeit halber verlinke ich dazu auf http://astronews.com/forum/showthread.php?2798-FAQ-Schwarze-L%F6cher-und-CERN --B wik (Diskussion) 15:14, 12. Dez. 2012 (CET)

Informationsparadoxon

Fühlt sich jemand befähigt, zu erklären, was das Informationsparadoxon ist, das im letzten Absatz erwähnt wird? Neitram 13:46, 12. Sep. 2008 (CEST)

Hawking-Entropie und verallgemeinerter zweiter Hauptsatz

Durch die Entropie-Gleichung von Hawking lässt sich ein Zusammenhang zwischen der Thermodynamik, der Quantenmechanik, der Relativitätstheorie und der klassischen Mechanik herstellen:

$S_{\mathrm {SL} }={\frac {k_{\mathrm {B} }Ac^{3}}{4\hbar G}}$

S_SL - Entropie des Schwarzen Lochs

$k_{\mathrm {B} }$ - Boltzmann-Konstante

c - Lichtgeschwindigkeit

A - Oberfläche des Ereignishorizontes

$\hbar$- Plancksches Wirkungsquantum dividiert durch 2$\pi$

G - Gravitationskonstante

Die Herleitung dieser Gleichung benutzt das Stefan-Boltzmann-Gesetz.

Dies führt zum sogenannten „verallgemeinerten zweiten Hauptsatz der Thermodynamik“. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines Systems nicht mit der Zeit abnehmen kann.

Die Formulierung von Clausius lautet: Es gibt keine Zustandsänderung, deren einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem Körper niederer auf einen Körper höherer Temperatur ist.

Die Verallgemeinerung besagt, dass die Summe aus „gewöhnlicher“ Entropie und der Gesamtfläche aller Ereignishorizonte nicht mit der Zeit abnehmen kann.

Hawking-Temperatur

Mittels der Hawking-Entropie und der thermodynamischen Definition der Temperatur T

${\frac {1}{T}}={\frac {\mathrm {d} S}{\mathrm {d} E}}$

wobei S die Entropie und E die Energie ist, lässt sich einem Schwarzen Loch eine Strahlungstemperatur zuordnen, die auch als Hawking-Temperatur T_H bezeichnet wird und gegeben ist durch:

$T_{\mathrm {H} }={\frac {\hbar \ c^{3}}{8\pi \,G\,Mk_{\mathrm {B} }}}$

wobei ħ das reduzierte plancksche Wirkungsquantum, c die Lichtgeschwindigkeit, G die Gravitationskonstante, M die Masse des Schwarzen Lochs und k_B die Boltzmannkonstante ist.

Entropie_(Thermodynamik)

Die Entropie $S$ (Einheit J/K) ist eine extensive Zustandsgröße eines physikalischen Systems und verhält sich bei Vereinigung mehrerer Systeme additiv wie auch das Volumen, die Elektrische Ladung oder die Stoffmenge. Dividiert man durch die Masse des Systems, erhält man die spezifische Entropie $s$ mit der Einheit J/(kg·K) als intensive Zustandsgröße. Der deutsche Physiker Rudolf Clausius führte diesen Begriff 1865 zur Beschreibung von Kreisprozessen ein.

Der Begriff Entropie verursacht die Verwirrung, oft verwendet als Informationsgehalt, daher auch Informatiosparadoxon, nur hat es in dem Sinne nur Indirekt mit Information zu tun. Entropie=Energie/Temperatur Das Schwarze Loch kann kälter als seine Umgebung sein und Wärme abgeben.

Dart1976 --83.215.205.14 18:17, 10. Feb. 2013 (CET)

Annihilation

"Weiterhin können die entstandenen Teilchen/Antiteilchen-Paare im Rahmen ihrer Annihilation Photonen abstrahlen, die ebenfalls in den freien Raum entkommen können," Damit sind doch wohl nicht die virtuellen Teilchen-Antiteilchen-Paare gemeint? Die strahlen nämlich bei Ihrer Annihilation keine realen Photonen ab, sondern verschwinden einfach wieder im Nichts. Also entweder ist gemeint, dass sich "realisierte" Teilchen und Antiteilchen gegenseitig vernichten (knapp außerhalb des Ereignishorizontes), oder dass bei der Annihilation zweier virtueller Teilchen zwei (oder mehr?) virtuelle Photonen entstehen, wovon eines in das schwarze Loch fällt und das andere "emittiert" wird. Bitte klarstellen! Naclador 16:18, 7. Dez. 2010 (CET)

Ich frage mich ob es sinnvoll ist, die Prozesse zu trennen. Sie sind ohnehin nur anschauliche Beschreibungen. --mfb (Diskussion) 16:17, 15. Dez. 2014 (CET)

Beispiel Sonnenmasse / Lebensdauer

Ist dieses Beispiel so treffend, wo doch aus unserer Sonne kein schwarzes Loch werden kann, da dazu die Masse fehlt? Interessant wäre ebenfalls zu wissen, ob bereits ein rechnerisch zu leichtes schwarzes Loch entdeckt wurde, welches die Theorie zweifelsfrei belegen würde? (nicht signierter Beitrag von 91.44.23.163 (Diskussion) 03:10, 16. Mär. 2011 (CET))

Die Sonne ist eben "anschaulicher" - und der Unterschied zu den kleinsten gefundenen Schwarzen Löchern ist nicht allzu groß.

Die Hawkingstrahlung für Schwarze Löcher mit mehreren Sonnenmassen ist winzig - derzeit wachsen die alle, weil sie Teilchen und Strahlung aus der Umgebung aufnehmen. Beim Urknall könnten kleinere Schwarze Löcher entstanden sein, mit einer Masse in der Größenordnung eines Bergs könnten die heute zerstrahlen. Bislang wurde kein so kleines Schwarzes Loch gefunden. --mfb (Diskussion) 16:17, 15. Dez. 2014 (CET)

Bekenstein-Hawking-Entropie

Es wird Zeit eine eigene Wikipediaseite über die Bekenstein-Hawking-Entropie zu machen. (nicht signierter Beitrag von 91.115.223.47 (Diskussion) 12:13, 12. Jun. 2011 (CEST))

Hat Benutzer:Claude J gemacht. --mfb (Diskussion) 16:17, 15. Dez. 2014 (CET)

Asymmetrie zwischen Teilchen mit negativer bzw. positiver Energie

Zitat (Abschnitt "Anschauliche Interpretation"): Dabei entstehen zuerst virtuelle Teilchen-Antiteilchen-Paare, wobei aufgrund des Energiesatzes der eine Partner negative und der andere Partner positive Energie besitzt. Da nun das Gravitationsfeld im Inneren des Schwarzen Loches so stark ist, kann dort auch ein reales Teilchen negative Energie haben. Deswegen kann in diesem Fall ein virtuelles Teilchen mit negativer Energie in das Schwarze Loch fallen "und dort zu einem realen Teilchen oder Antiteilchen werden".

Was ich nicht verstehe, wenn die Beschreibung so stimmt und die Teilchen-Antiteilchen-Paarbildung einigermaßen symmetrisch verläuft, müßten nicht im Schnitt genauso viele virtuelle Teilchen mit positiver wie mit negativer Energie "in das Loch fallen" und somit unterm Strich eine ausgeglichene "Energiebilanz" herauskommen? Wodurch entsteht die Asymmetrie, daß offenbar mehr Teilchen mit negativer Energie ins Loch fallen und dafür außerhalb des Ereignishorizonts überwiegend Teilchen mit positiver Energie übrig bleiben? --Uechtel (Diskussion) 11:29, 26. Apr. 2013 (CEST)

Es kann kein Teilchen negativer Energie abgestrahlt werden, weil so etwas außerhalb des Schwarzen Lochs nicht existiert. Es ist also nur einer der beiden Prozesse möglich. --mfb (Diskussion) 16:17, 15. Dez. 2014 (CET)

Verlauf des Gravitationsfeldes im Inneren des Schwarzen Lochs

Im Text steht:

„Da die Stärke des Gravitationsfeldes im Inneren des Schwarzen Loches mit abnehmender Entfernung zum Mittelpunkt des Schwarzen Loches immer weiter zunimmt, …“

Dies widerspricht dem üblichen Verlauf eines Gravitationsfeldes im Inneren eines Körpers: Mit abnehmender Entfernung zum Mittelpunkt wird das Feld immer schwächer, um schließlich im Mittelpunkt zu verschwinden. Was hingegen zunimmt, ist der Druck.
Ist das in einem Schwarzen Loch fundamental anders? Und warum?
Troubled @sset  ^{Work  •  Talk  •  Mail}   14:45, 15. Dez. 2014 (CET)

Der "übliche Verlauf", den du meinst, bezieht sich auf einen Körper, bei dem die Masse halbwegs gleichmäßig verteilt ist. Im Schwarzen Loch befindet sich die gesamte Masse im Zentrum - der Schwarzschildradius bildet keine "Oberfläche" wie es z. B. die Erdoberfläche ist. --mfb (Diskussion) 16:17, 15. Dez. 2014 (CET)

Ah so … „Im Inneren des Schwarzen Lochs“ meint hier „innerhalb des Schwarzschild-Radius“, aber noch „außerhalb“ der im Zentrum des Schwarzen Lochs konzentrierten Masse. Danke, so erklärt ergibt das Sinn. Troubled @sset  ^{Work  •  Talk  •  Mail}   16:56, 15. Dez. 2014 (CET)

Zumindest mit Schwarzschild-Metrik ist das Zentrum ein einzelner Punkt. Da gibt es kein "innerhalb". Auch die anderen Lösungen haben Singularitäten und kein Volumen, "in" dem man sein könnte. --mfb (Diskussion) 17:08, 15. Dez. 2014 (CET)

Es gibt zwei Schwarzschildmetriken: die Innere und die Äußere. Bei der Inneren ist tatsächlich die Masse auf einen Punkt konzentriert, allerdings lässt si9ch die nicht beobachten, sie wird nur theoretisch aus bestimmten Annahmen hergeleitet (u.A. soll sie ebenfalls die Einsteinschen Feldgleichungen lösen und eine analytische Fortsetzung der äußeren sein), ist aber wegen ihrer Unbeobachtbarkeit im Sinne der modernen Wissenschaftstheorie ein wertloses hypothetisches Konstrukt. Beobachten kann man nur die äußere Schwarzschildmetrik, die außerhalb des Ereignishorizonts gilt und außerhalb der Oberfläche (also dort wo die Massendichte 0 ist) auch bei anderen nicht rotierenden spährisch-symmetrischen Körpern wie z.B. der Sonne (in sehr guter Näherung, weil genau genommen rotiert die Sonne schon etwas, aber nicht so stark, dass das messbare Abweichungen von der Schwarzschild-Metrik verursacht). Soviel ich weiß entspricht die Periheldrehung des Merkur den Vorhersagen aus der Schwarzschild-Metrik, mit Newton ist sie jedenfalls nicht vereinbar. --MrBurns (Diskussion) 10:35, 17. Dez. 2014 (CET)

Der Begriff "virtuelle Teilchen" ist diesem Kontext falsch!

Hawking's Arbeit Particle creation by black holes

http://projecteuclid.org/DPubS/Repository/1.0/Disseminate?view=body&id=pdf_1&handle=euclid.cmp/1103899181

verwendet den Begriff virtual particles einmal auf Seite 202:

Just outside the event horizon there will be virtual pairs of particles, one with negative energy and one with positive energy. The negative particle is in a region which is classically forbidden but it can tunnel through the event horizon to the region inside the black hole where the Killing vector which represents time translations is spacelike. In this region the particle can exist as a real particle with a timelike momentum vector.

Weiter unten schreibt Hawking

It should be emphasized that these pictures of the mechanism responsible for the thermal emission and area decrease are heuristic only and should not be taken too literally.

Der Begriff virtuelles Teilchen hat im Rahmen der Quantenfeldtheorie eine sehr präzise Bedeutung. Er bezeichnet eine innere Linie in einem Feynmandiagramm im Rahmen der Störungstheorie. Diese innere Linie verbindet zwei Vertizes, die jeweils mit einem numerischen Faktor in die Berechnung eingehen, der die Kopplungskonstante enthält. D.h. virtuelle Teilchen treten ausschließlich bei wechselwirkenden Theorien auf.

Hawking verwendet bei seiner Berechnung keine Störungstheorie. Hawking betrachtet ausschließlich freie Felder (auf einer gekrümmten Raumzeit). Daher ist die Verwendung des Begriffs virtuelle Teilchen in diesem Kontext falsch.

Der Wikipedia-Artikel sollte dahingehend geändert werden, dass dieser Begriff nicht mehr verwendet wird. Evtl. ist ein kurzer Absatz sinnvoll, in dem auf diese Missverständnis hingewiesen wird. (nicht signierter Beitrag von 107.178.44.213 (Diskussion) 08:53, 17. Feb. 2015 (CET))

@107.178.44.213: Deine Kritik ist meiner Meinung nach nicht korrekt: In "Das Universum in der Nussschale" ISBN 3-455-09345-0 beschreibt Hawking auf Seite 153 (Abb 5.10) genau die von Dir genannte störungstheoretischen 1-Loop-Diagramme, die der Vakuumenergie entsprechen: Virtuelle Teilchen-Antiteilchenpaare entstehen und annihilieren sich in einem geschlossenen Loop. Er sagt nun, dass schon auf 0-Loop-Ordnung eine derartige Erzeugung eines Teilchen-Antiteilchen-Paares dazu führen kann, dass die beiden sich eben nicht wieder treffen wie auf 1-Loop-Ordnung, sondern dass das eine außerhalb des Horizonts weiter zerfällt, wohingegen das andere ins Innere des Horizonts gelangt und dort weiter zerfällt. In diesem Sinne sind beide Teilchen quantenfeldtheoretisch durchaus virtuelle Teilchen und ja, es handelt sich um 0-Loop-Ordnung in der Störungstheorie. Dies gibt der Artikel derzeit wider, weshalb ich hier keinen Verbesserungsbedarf sehe. --Dogbert66 (Diskussion) 09:42, 17. Feb. 2015 (CET)

@Dogbert66:so - jetzt wieder angemeldet: Das ist für mich nicht nachvollziehbar. Bezieht sich ein Wikipedia-Artikel auf Orginalveröffentlichungen und deren mathematisch exakten Inhalt? Oder auf eine populärwissenschaftliche und wenig exakte Umschreibungen? In Hawking's originaler Berechnung kommen keine virtuellen Teilchen im Sinne der Quantenfeldtheorie vor, also ist es auch nicht sinnvoll, diesen Begriff in populärwissenschaftlichen Darstellungen zu benutzen (das gilt leider auch für Hawking selbst). Man könnte nun noch die Korrektheit seiner Ausführungen in "The Universe in a Nutshell" diskutieren, aber darum geht es hier doch nicht. (nicht signierter Beitrag von Tom-stoer 17. Februar 2015, 12:08 Uhr)

@Dogbert66:In http://www.physicsfaq.co.uk/Relativity/BlackHoles/hawking.html schreibt John Baez: ... well, you'll find Hawking radiation explained this way in a lot of pop-science treatments: Virtual particle pairs are constantly being created near the horizon of the black hole, as they are everywhere. Normally, they are created as a particle-antiparticle pair and they quickly annihilate each other. But near the horizon of a black hole, it's possible for one to fall in before the annihilation can happen, in which case the other one escapes as Hawking radiation. In fact this argument also does not correspond in any clear way to the actual computation. Or at least I've never seen how the standard computation can be transmuted into one involving virtual particles sneaking over the horizon, and in the last talk I was at on this it was emphasized that nobody has ever worked out a local description of Hawking radiation in terms of stuff like this happening at the horizon. (Hervorhebung von mir). Der Wikipedia-Artikel sollte sich doch möglichst an die Fakten = an die konkrete Berechnung halten. (nicht signierter Beitrag von Tom-stoer 17. Februar 2015, 12:20/12:30 Uhr)

Sorry, Tom-stoer, aber auch gerade in dem von Dir oben verlinkten Artikel (Commun. math. Phys. 43, 199—220 (1975)) schreibt Hawking genau das, was er im populärwissenschaftlichen Buch erwähnt: 1.) S.200: "One can interpret this as implying that the time dependent metric or gravitational field has caused the creation of a certain number of particles of the scalar field." 2.) S.200/201: Er macht eine Abschätzung des Anzahloperators $a_{i}a_{i}^{+}$, um zu bestimmen, wieviele Teilchen durch die Raumkrümmung erzeugt werden. 3.) S.201: "Even though the effects of particle creation may be negligible locally, I shall show in this paper that they can add up to have a significant influence..." 4.) Das von Dir zitierte "Just outside the event horizon there will be virtual pairs of particles, one with negative energy and one with positive energy." steht dann im Kontext der Frage, wie denn das Schwarze Loch die Energie verlieren kann, die abgestrahlt wird. 5.) Am Ende des ersten Kapitels beschreibt er dann, warum genau die in der von ihm abgeschätzten Anzahl erzeugten Teilchen für die Schwarzkörperstrahlung verantwortlich sind, die zur Temperatur des Schwarzen Lochs und zu Bekensteins Verallgemeinerter Entropie passt. 6.) Da keines der erzeugten Teilchen aus 1.-3. direkt beobachtet wird, sondern für 5. natürlich in weiteren Schritten zerfällt, handelt es sich quantenfeldtheoretisch um intermediäre und damit virtuelle Teilchen.

Man kann im Sinne von John Baez natürlich zwischen den Teilchen unterscheiden, die für die Energiebilanz in das Schwarze Loch tunneln müssen und der Gesamtzahl von erzeugten Teilchen - in diesem Sinne könnte man im Artikel eine kleine Korrektur vornehmen. Aber Deine Aussage, "der Begriff "virtuelle Teilchen" sei in diesem Kontext falsch", ist definitiv nicht haltbar. Und ja, natürlich kann "Universe in a nutshell" als weitere Literaturangabe verwendet werden. --Dogbert66 (Diskussion) 13:18, 17. Feb. 2015 (CET)

Hallo Dogbert66: Nochmal zur Klarstellung, da ich fürchte, dass wir aneinander vorbeireden: Ich bestreite nichts (!) von dem, was Hawking berechnet oder schreibt - außer der Verwendung des Begriffs des virtuellen Teilchens. Ein virtuelles Teilchen im Sinne der Quantenfeldtheorie ist eine innere Linie = ein Propagator in einem Feynmandiagramm, die zwischen zwei Vertizes verläuft, wobei jeder Vertex eine Faktor mit einer Kopplungskonstanten beiträgt. Hawking verwendet in seiner Rechnung jedoch ein freies Skalarfeld, die Kopplungskonstante ist Null, es existieren keine Vertizes und somit auch keine inneren Linien. Das schreibt m.E. auch Baez in dieser Form, und ich denke, dazu gibt es weitere Literatur, die dieses Missverständnis ebenfalls aufklärt. Ich schlage vor, wir beenden diesen Dialog und suchen zuverlässige Quellen. Baez verweist auf Wald, wobei ich dieses Buch leider nicht habe. Evtl. antwortet mir John auf eine Mail (er ist recht offen). Am sinnvollsten wäre eine Frage direkt an Steven Hawking, warum er diesen Begriff hier verwendet hat; evtl. hat er ein Büro, das Mails bearbeitet. (nicht signierter Beitrag von Tom-stoer (Diskussion | Beiträge) 16:15, 17. Feb. 2015 (CET))

Oha, anhand des sehr merkwürdigen Links, den @B wik: heute um 16:03 eingefügt und dann um 19:21 selbst wieder entfernt hat, verstehe ich jetzt auch Dein Problem: Hawking betrachtet im 1975-Paper der Einfachheit der Darstellung halber die Erzeugung eines masselosen Hermiteschen Skalarfeldes, zu dem auch keine Wirkung angegeben ist, weil die Wechselwirkungsterme für die Argumentation an dieser Stelle irrelevant sind. Es ist jedoch völlig abwegig, daraus zu schließen, er hätte dabei für die physikalische Situation an wechselwirkungsfreie Teilchen gedacht. Vielmehr ist klar, dass diese Abschätzung für beliebige Teilchen gilt, und aus der Anmerkung, die er am Ende des Kapitels mit der Schwarzkörperstrahlung macht, wird klar, dass er dabei insbesondere an Photonen gedacht hat, den Leser aber nicht unnötigerweise mit zusätzlichen Indizes belasten/belästigen will. Ich bleibe bei meinem Votum "Der Begriff "virtuelle Teilchen" ist diesem Kontext richtig!". (... und ich weiß wirklich nicht, ob der heute eingeführte Absatz am Anfang von "Anschauliche Interpretation" wirklich nötig ist ...) --Dogbert66 (Diskussion) 22:46, 17. Feb. 2015 (CET)

Sorry, es tut mir leid, das sagen zu müssen, aber diese Argumentation ist ziemlich abwegig. Ja, natürlich gilt die Argumentation, für beliebige masselose Felder, und natürlich gilt sich auch für wechselwirkende Felder. Aber sie gilt eben auch - und zwar in voller Strenge - für freie Felder und ist damit explizit unabhängig von virtuellen Teilchen. Die Logik, dass wenn X (Hawkingstrahlung) für alle A (Felder) gilt, und wenn für manche A auch B (virtuelle Teilchen) zutrifft, dass dann B zwingend auch für X zutrifft, ist offensichtlich falsch. Bitte lies Hawking's Originalarbeit und verweise auf eine einzige Formel bzw. mathematische Ableitung, in der ein Propagator o.ä. auftaucht, was man als virtuelles Teilchen auffassen könnte; es gibt im ganzen Paper nichts dergleichen - außer dem einzigen eingangs zitierten Satz, den Hawking kurz darauf stark relativiert. Ich würde das gerne sachlich und auf Basis der mathematischen Ableitung diskutieren, nicht mittels eines "Votums"; Abstimmungen sind in der theoretischen Physik nicht sinnvoll ... --Tom-stoer (Diskussion) 02:23, 18. Feb. 2015 (CET)

Zum Link von 16:03, der kurzzeitig eingefügt war: ich wurde gefragt, ob dieser - mein - Text hier erscheinen darf oder verlinkt werden kann; ich habe prinzipiell nichts dagegen, da er a) die o.g. Klarstellung bzgl. der irrigen Verwendung des Begriffs virtueller Teilchen zusammenfasst, und da er b) eine sehr nahe an der tatsächlichen mathematischen Herleitung verlaufenden Erklärung beinhaltet. Ich bin jedoch der Meinung, dass der Text für eine Wikipedia-Seite noch deutlich überarbeitet und gestrafft werden muss. Ich denke, der Link wurde kurzzeitig hier eingefügt und nach diesem Hinweis meinerseits wieder entfernt. Ich biete den Text jedoch gerne zur gemeinsamen Überarbeitung an. Alternativ wäre eine deutsche Übersetzung des Textes von John Baez (s.o.) sinnvoll, der die Kernidee der Berechnung sehr prägnant zusammenfasst (und warum ist der Link "sehr merkwürdig"?) --Tom-stoer (Diskussion) 02:25, 18. Feb. 2015 (CET)

Die Frage ist, ob jemand die Interpretation über die virtuellen Teilchen-Loch-Paare des Vakuums mal modelliert und durchgerechnet hat. Naiverweise würde ich bei 1 loop Effekten erwarten, dass die Kopplungskonstante im Endergebnis auftaucht (wie bei der Lamb-Shift), tut sie aber nicht. PS: meine Vermutung ist, dass das wohl einer künftigen Theorie der Quantengravitation (oder Kandidaten) überlassen bleiben muss, das Bild aber eine starke Motivation für Hawking war, der dann aber "gezaubert" hat um auf anderem Weg zum Ziel zu gelangen.--Claude J (Diskussion) 06:57, 18. Feb. 2015 (CET)

Laut Aussage von John Baez (s.o.) im Rahmen einer Diskussionsrunde ist das nicht der Fall, bzw. keinem Anwesenden war eine derartige Berechnung bekannt. Das Fehlen der Kopplungskonstante im Ergebnis (wie bereits erwähnt), also die Universalität des Effektes unabhängig von Teilchenspezies o.ä. ist außerdem ein wesentlich stärkeres Ergebnis als nur eine 1-loop Rechnung. Ja, natürlich befassen sich Modelle der Quantengravitation mit der Hawkingstrahlung, aber das wäre ein separates und wesentlich komplizierteres Thema. Wenn ich mir Hawkings Arbeit ansehe, dann muss ihm klar gewesen sein, das er keine konventionelle Störungstheorie benötigt, sondern ausschließlich die Formulierung einer Quantenfeldtheorie auf gekrümmten RZ-Mannigfaltigkeiten. Dabei war die zentrale Erkenntnis, dass die aus der konventionellen Quantenfeldtheorie bekannte Eindeutigkeit des Vakuumzustandes (Whightman-Axiom?) nicht mehr gegeben sein kann, und dass daher auch die Notation des Begriffs "Teilchen" nicht mehr eindeutig ist. Das dann ein thermisches Spektrum folgt, ein Zerstrahlen des Schwarzen Lochs etc. etc. ist alles "nur" eine Schlussfolgerung. Wie gesagt, ich stelle gerne einen überarbeiteten Textvorschlag zur Verfügung, der nahe an diesen mathematischen Methoden argumentiert, und den man als eher technisch geprägten Abschnitt (zusätzlich) einstellen kann. Die These in der Überschrift dieser Diskussion halte ich nach wie vor aufrecht ;-) Frage: könnt ihr die vergessenen Signierungen meinerseits nachholen? Sorry für die Unanehmlichkeiten. --Tom-stoer (Diskussion) 10:37, 18. Feb. 2015 (CET)

Hallo Tom, Signierungen kann man, glaube ich, nachträglich nicht nachholen. Du wirst aber sicher noch früh genug auf die 300 Edits kommen, um selbst Sichter zu werden. Bis dahin weißt Du, wie Du mich erreichen kannst (PN auf astronews). Die zeitlichen Verzögerungen sollten sich dadurch generell in einem akzeptablen Rahmen halten. --B wik (Diskussion) 10:53, 18. Feb. 2015 (CET)

@Claude J, Tom-Stoer: Wie kommt Ihr auf die Behauptung, dass virtuelle Teilchen nur auf 1-Loop-Level vorkommen? Jedes intermediäre Teilchen in einem Tree-Diagramm ist "virtuell" - siehe z.B. Peskin-Schröder gleich auf Seite 5. Ja, Hawking rechnet auf Tree-Level, er nennt die Teilchenpaare schon 1975 virtuell, um klarzustellen, dass sie später weiter zerfallen werden, das eine eben im Inneren, das andere außen, aber eben auf verschiedenen Seiten des Horizonts. Und genau das illustriert er (eigentlich oma-verständlich) sowohl in der Kurzen Geschichte der Zeit, als auch in Universe in a Nutshell. Von daher finde ich den Satz, den B wik eingefügt hat, überflüssig, wenn nicht sogar irreführend, und würde ihn gerne entfernen. Ich verstehe aber überhaupt nicht, was die Aussage von Baez, dass das bisher niemand im Detail durchgerechnet habe (man braucht dazu aber auch keine Störungsrechnung), mit der Fragestellung hier zu tun haben soll, bei der der Begriff "virtuell" kritisiert wird. --Dogbert66 (Diskussion) 22:01, 18. Feb. 2015 (CET) (ergänzt: --Dogbert66 (Diskussion) 22:09, 18. Feb. 2015 (CET))

Ich denke, da liegt ein Missverständnis vor. Ich habe nie behauptet, dass virtuelle Teilchen nur auf 1-Loop-Level vorkommen. Ich stimme vollkommen zu, dass virtuelle Teilchen bereits auf tree-level auftreten, nämlich als innere Linien zwischen Vertizes. Das habe ich oben auch so geschrieben. Nur, Hawking rechnet nicht mal auf tree-level mit Wechselwirkung, er rechnet mit der freien Theorie! (Gl. 2.2 ff. in der Originalarbeit) Er verwendet das freie Skalarfeld ohne irgendeinen Wechselwirkungsterm. Daher existiert keine Kopplungskonstante, in der man entwickeln müsste, es existieren keine Vertizes und somit auch keine innere Linie, kein Propagator, also nichts, was man in der Quantenfeldtheorie als virtuelles Teilchen bezeichnen würde. Daher ist der Begriff in diesem Kontext irreführend; und er ist auf jeden Fall für eine anschauliche Erklärung verzichtbar. Was Hawking in den populärwissenschaftlichen Büchern schreibt ist - wenn man nur Hawking liest - sehr gut dargestellt. Wenn man jedoch andere Bücher liest, in denen Autoren den Begriff des virtuellen Teilchens im Sinne der Störungstheorie verwenden, dann führt das leider zu Missverständnissen. Man kann also entweder hier in diesem Artikel auf den Begriff virtuelle Teilchen ganz verzichten, oder man sollte darauf hinweisen, dass Hawking diesen Begriff in abweichender Weise verwendet. Ich werde dazu eine alternative Formulierung des Absatzes anbieten, die diese Missverständnisse vermeidet. . --Tom-stoer (Diskussion) 01:58, 19. Feb. 2015 (CET)

Zur Aussage von Baez (diese Diskussion kann man aber evtl. gesondert führen): Baez kritisiert zweierlei, nämlich einmal die Verwendung des Begriffs der virtuellen Teilchen, und zum zweiten die Idee, dass diese Teilchen-Antiteilchen-Paare am Horizont entstehen und vor der Annihilation getrennt werden, dass dieser Effekt also am Horizont lokalisierbar sei. Ja, man kann den Hawkingeffekt mittels dieser verschränkten Teilchenpaare beschreiben, aber es handelt sich dabei nicht um die aus der Störungstheorie bekannten Vakuumblasen, denn diese existieren wiederum in einer freien Theorie nicht. Es handelt sich vielmehr um die freien, einlaufenden Fouriermoden, von denen eine im Streuzustand als Teilchen erscheint, während die andere im SL verschwindet. Es existiert also keinen Ort am Horizont, an dem Teilchen entstehen würden. In vielen populärwissenschaftlichen Darstellungen wird jedoch suggeriert, es handele sich um ein störungstheoretisch am Horizont entstehendes, virtuelles Teilchen-Antiteilchen-Paar; genau das wurde jedoch noch nie so durch gerechnet; das ist der Punkt von Baez. Ich empfehle A Primer for Black Hole Quantum Physics von Robert Brout, Serge Massar, Renaud Parentani, Philippe Spindel. (interessanterweise findet sich hier nie der Begriff des virtuellen Teilchens ;-) Der Artikel ist deutlich umfangreicher und enthält wesentlich mehr Erklärungen als Hawkings Orginalarbeit. Der von Baez angesprochene Aspekt der nicht-Lokalisierbarkeit des Effektes wird in der Abbildung 3.6 auf Seite 106 (jeweils arxiv-Version) sehr übersichtlich dargestellt. Insbs. erkennt man die aus der Vergangenheit einlaufenden Teilchen-Antiteilchen-Paare, von denen eines außerhalb des sich bildenden Horizontes verbleibt, während das andere im sich bildenden SL verschwindet. Das im Endzustand sichtbare Teilchen entsteht also nicht am Horizont, sondern ist bereits im einlaufenden Zustand zusammen mit seinem Partner existent. Viele Grüße, Tom. --Tom-stoer (Diskussion) 02:09, 19. Feb. 2015 (CET)

Hallo, ich hatte eben eine Überarbeitung des Wikipedia-Artikels durchgeführt und zur Sichtung vorgeschlagen. Dies hatte ich ja so angekündigt und außerdem mit B wik so abgestimmt. Leider wurden die Änderungen innerhalb weniger Minuten von der-Wuppertaler verworfen. Ist es möglich, die Änderungen zunächst zu sichten und zu diskutieren? Bin ich beim Ändern formal falsch vorgegangen? --Tom-stoer (Diskussion) 11:16, 19. Feb. 2015 (CET)

Ich halte so eine Bemerkung im Artikel für nicht dienlich. Es geht in dem Abschnitt, der explizit "Anschauliche Interpretation" überschrieben ist, nicht um eine Diskussion darum, in welchem Sinn Hawking den Begriff virtuelles Teilchen benutzt oder nicht benutzt. In der Einleitung steht schon, dass das ein vereinfachtes, wenn man so will populärwiss. Bild ist (und in diesem Bild benutzt er sehr wohl virtuelle Teilchen-Loch Paare), das sollte reichen. Was eventuell fehlt wäre ein Abschnitt, wie er technisch vorgegangen ist oder wie das in lehrbüchern abgeleitet wird (da gibts ja sehr viel Literatur, und auch Hawking hat z.B. später eine Wegintegral-Ableitung gegeben). Er äußert sich übrigens in dem Sammelband zu seinem 60. Geburtstag (60 years in a nutshell) zur Geschichte, danach wollte er qm Teilchenstreuung an BHs untersuchen und fand zu seiner Überraschung einen Beitrag thermischer Strahlung des BH, also doch wohl eher so wie er dann in seinem ersten Aufsatz vorging.--Claude J (Diskussion) 11:36, 19. Feb. 2015 (CET)

Hallo, ich habe (in Abstimmung mit B wik und wie hier angekündigt) einen Änderungsvorschlag gemacht; B wik fand den übrigens gut (vorab per Mail). Der Änderungsvorschlag betraf im wesentlichen einige Präzisierungen; ich habe an ein paar Stellen einfach "virtuell" weggelassen; ändert nichts am Sinn; der Kommentar zu den virtuellen Teilchen ist aber m.E. gerade für Laien wichtig. Dann habe ich ein paar inhaltliche Ergänzungen vorgenommen. Nun muss man nicht jede Formulierung perfekt finden, aber in der Sache habe ich mich bemüht, sowohl verständlich für Laien zu schreiben, jedoch physikalisch etwas präziser zu werden. Das tut dem Artikel sicher gut. Wäre schön, wenn B wik auch die Chance hätte drüberzuschauen; er hat auch versprochen, nachzuarbeiten, wenn er Bedarf sieht. Zu der Idee, einen Abschnitt zur technischen Vorgehensweise zu schreiben: ja, ist schon in Arbeit. Es ist aber frustrierend, wenn die Arbeit von zwei Stunden in zwei Minuten einfach so verworfen wird. Sollte also beim zweiten mal bitte nicht so sein. --Tom-stoer (Diskussion) 11:50, 19. Feb. 2015 (CET)

@Claude J: Zustimmung zu Dir, dass die Diskussion hier völlig am eigentlichen Thema des Artikels und des Absatzes vorbeigeht. Ich halte allerdings auch den von Dir eingefügte Satz "Hawking verwendet insbesondere den Begriff virtuelles Teilchen in einem anderen Sinne als dies im Kontext der Störungstheorie (Quantenfeldtheorie) und der dort gebräuchlichen Feynman-Diagramme üblich ist. für nicht hilfreich: Tom-Stoer und B wik haben ja recht, dass die Berechnung sehr vereinfacht durchgeführt wurde und insbesondere der Wechselwirkungsterm komplett vernachlässigt wurde. Es ist aber falsch zu behaupten, dass er etwas anderes gemeint hätte, als "virtuelle" Teilchen: es handelt sich um intermediäre Teilchen auf Treelevel, zum anderen umd 1-Loop Vakuumfluktuationen. Erstere fließen 1975 in die Berechnung ein, ohne daß das Zerfallsprodukt angegeben werden braucht (die Produkte sind irrelevant für die Aussage!), letzteres ist zur populärwissenschaftlichen Erklärung der Vakuumfluktuationen in den Veröffentlichungen miterwähnt. Die in den letzten Tagen durchgeführten Veränderungen am Artikel sind daher imho keine Verbesserung. --Dogbert66 (Diskussion) 12:21, 19. Feb. 2015 (CET)

Der Satz stammt nicht von mir--Claude J (Diskussion) 12:22, 19. Feb. 2015 (CET)

Ich wäre euch trotzdem dankbar, wenn man den letzten Vorschlag meinerseits in Gänze bewerten könnte und nicht ausschließlich unter diesem Aspekt. --Tom-stoer (Diskussion) 12:35, 19. Feb. 2015 (CET)

neuer Abschnitt im Artikel

Ich habe inzwischen einen weiteren Abschnitt mit Kommentaren zur Originalarbeit eingestellt. --Tom-stoer (Diskussion) 12:36, 19. Feb. 2015 (CET)

Mal mit Zwischenüberschrift. Massebehaftete Teilchen sind auch Teil der Hawkingstrahlung, die Darstellung sollte das nicht unberücksichtigt lassen. Dort scheint die Strahlung auch von der Teilchenladung abzuhängen (siehe z. B. die Diskussion auf Seite 3 hier. --mfb (Diskussion) 13:21, 19. Feb. 2015 (CET)

massebehaftete Teilchen sollten im thermischen Spektrum "großer Schwarzer Löcher" unterdrückt sein; z.B. müsste für Elektronen für eine nennenswerte Abstrahlung eine Temperatur in der Größenordnung der Ruhemasse (511 keV) vorliegen; das ist für große Schwarze Löcher nicht der Fall. Die Argumentation ist aber natürlich nicht ganz stichhaltig, da sie ja implizit annimmt, dass das thermische Spektrum auch für massebehaftet Teilchen gilt, was keineswegs gesichert ist. Man muss streng genommen Hawking's Rechnungen mit massebehafteten Felder durchführen. Man kann zunächst diese heuristische Argumentation in den "allgemeinen" Teil des Artikels einbauen und später um eine exakte Darstellung erweitern. --Tom-stoer (Diskussion) 15:41, 19. Feb. 2015 (CET)

Nichts für ungut, aber die Klein-Gordon-Gleichung, die du erwähnst, ist eine Gleichung für massive Skalarteilchen.--Claude J (Diskussion) 16:28, 19. Feb. 2015 (CET)

Nichts für ungut, aber es würde helfen, in Hawking's Artikel nachzuschauen ;-) S. 205 unter vor Gl. (2.2) "In this space-time consider (again for simplicity) a massless Hermitean scalar field operator \phi obeying the wave equation \phi_{;ab}g^{ab} = 0.".--Tom-stoer (Diskussion) 16:38, 19. Feb. 2015 (CET)

Ich rede nicht von Hawkings Artikel sondern von dem von dir eingefügten Abschnitt. Wenn du schreibst das hier in erster Linie die KG-gleichung gemeint ist gehe ich normalerweise davon aus, dass massive Teilchen mit gemeint sind.--Claude J (Diskussion) 16:42, 19. Feb. 2015 (CET)

OK, verstanden. Ich werde in einem nächsten Schritt die wesentlichen Formeln einbauen; dann sollte das klar werden. --Tom-stoer (Diskussion) 17:04, 19. Feb. 2015 (CET)

Ja, für stellare SL sind sie vernachlässigbar, wollte ich dazuschreiben habe es aber irgendwie vergessen. Neutrinos tragen früher dazu bei als Elektronen (und es kommt nicht auf Kopplungskonstanten an!), aber auch erst bei sehr kleinen SLs. Die verlinkte Quelle hat Formeln für massebehaftete Teilchen. --mfb (Diskussion) 16:32, 19. Feb. 2015 (CET)

Habe leider keinen Zugriff; das Thema muss dann halt noch etwas warten. --Tom-stoer (Diskussion) 16:41, 19. Feb. 2015 (CET)

Hab' die Aussage, dass massebehaftete Teilchen aufgrund der Temperatur nicht erzeugt werden bzw. dass sie dem Gravitationsfeld nicht entkommen können, erst mal gelöscht. Muss dazu auf jeden Fall mfb's Quelle anschauen. Hawking schreibt in seinem Papier (ohne Rechnung) im wesentlichen Folgendes: die thermische Natur des Spektrums bleibt zunächst mal bestehen; die Temperatur ist dabei ~ 1/M, unabhängig von der Teilchensorte und deren Masse m. Allerdings muss im Exponenten \exp{-\pi\omega/\kappa} in der Frequenz omega die Ruhemasse m berücksichtigt werden. D.h. für ein Teilchen der Ruhemasse m=0 ist \exp{-\pi\omega/\kappa} ~ 1 (für kleine omega), für m>0 dagegen ~ \exp{-\pi m /\kappa} und damit exponentiell unterdrückt. --Tom-stoer (Diskussion) 09:00, 20. Feb. 2015 (CET)

Ich weiss nicht ob man sich hier ausschließlich auf Hawkings ersten Aufsatz festlegen sollte, in dem er anscheinend nur masselose skalare Teilchen durchgerechnet hat. Hawking selbst sieht seine Ableitung über Pfadintegrale und komplexifizierter Raumzeit in Hartle, Hawking Path-integral derivation of black-hole radiance, PR D 13, 1976, 2188 als die bessere Ableitung an (in der erwähnten autobiogr. Schrift "60 years in a nutshell"), und da wird für massives Teilchen (und natürlich auch m=0) abgeleitet. Es besteht bei Theoretikern soweit ich sehe auch kein Zweifel, dass sie für massive Teilchen auch gilt.--Claude J (Diskussion) 09:40, 20. Feb. 2015 (CET)

Zustimmung. Trotzdem Vorschlag: Ich ergänze den bisherigen Artikel zunächst noch um die wesentlichen mathematischen Formeln und erkläre (wie Hawking) die exponentielle Unterdrückung. Alternative Herleitungen werden später eingearbeitet. --Tom-stoer (Diskussion) 10:43, 20. Feb. 2015 (CET)

Ich versteh den Zweck nicht, den der neue Abschnitt erfüllen soll und wäre dafür, ihn wieder zu entfernen. --Dogbert66 (Diskussion) 22:27, 20. Feb. 2015 (CET)

Ich finde den Hinweis auf die Verwendung der Bogoljubov-Transformation recht hilfreich, weil das in der Arbeit von 1975 nicht erwähnt wird. Für ein Verständnis dieser Originalarbeit ist dieses Stichwort aber nahezu unerlässlich. Eine weitere Präzisierung mit Formeln ist aus meiner Sicht momentan nicht unbedingt notwendig. Wer mit groben Vorstellungen zufrieden ist kann sich zudem auch weiterhin an die ersten zwei Abschnitte halten. Die Referenz von Claude J (Hawking-Hartle) gehört meiner Meinung nach mit in den Artikel. --B wik (Diskussion) 02:07, 21. Feb. 2015 (CET)

Die Bogoljubov-Trf. steht in (2.5 - 2.8), wird jedoch nicht beim Namen genannt. Ich arbeite an einem Text inklusive einiger Formeln, dann wird's klarer. --Tom-stoer (Diskussion) 09:22, 21. Feb. 2015 (CET)--Tom-stoer (Diskussion) 09:22, 21. Feb. 2015 (CET)

Ich habe eine direkte Frage an Dogbert66: Hast du dir den Originalartikel durchgelesen? (ja, weiß ich, hast du) An welcher Stelle erkennt man eine "Erzeugung und Vernichtung" von virtuellen Teilchen? Und an welcher Stelle erkennt man, dass dies gerade am Horizont stattfindet? Beide Aussagen, die du jetzt wieder eingefügt hast, sind sachlich falsch. Sie lassen sich weder durch Hawkings ersten Artikel noch durch andere Quellen belegen. Es handelt sich um freie, aus der "lichtartigen" Vergangenheit einlaufende "distorted waves", die an der Geometrie des SLs gestreut werden. Das ist der Kern von Hawking's Rechnung. Es wird auch durch eine Graphik in seinem Artikel veranschaulicht. Richtig, ist, dass eines der beiden Teilchen im EH verschwindet. Ich hatte in meiner Version diese Fehler korrigiert ("virtuell" weggelassen, "am Horizont" weggelassen), und alles ist gut. Warum muss man an sachlichen Fehlern festhalten? --Tom-stoer (Diskussion) 09:33, 21. Feb. 2015 (CET)

Erzeugung und Vernichtung erkennt man an der Verwendung des Erzeugungsoperators $a_{i}^{\dagger }$ und des Vernichtungsoperators $a_{i}$. Das findet sowohl in der Nähe des Horizonts als auch anderswo statt, allerdings haben kurzlebige Vakuumfluktuationen nur in der Nähe des Horizonts die Möglichkeit, dass ein Teilchen hinter den Horizont verschwindet. --Dogbert66 (Diskussion) 10:34, 21. Feb. 2015 (CET)

Bitte nein! Erzeugung und Vernichtung erkennt man daran, dass sie tatsächlich stattfinden! (Am LHC wird das Higgs durch Proton-Proton-Kollision erzeugt, nicht durch Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren) Hawking verwendet in seinen Rechnungen ausschließlich den Teilchenzahloperator, um existierende (!) Anregungen zu zählen. Diese sind jedoch - wie gesagt - bereits in der lichtartigen Vergangenheit präsent und werden am SL in die lichtartige Zukunft gestreut (bzw. in den EH gestreut). Es gibt keinen Prozess der physikalischen Erzeugung oder Vernichtung am Horizont. Dieser kann auch nicht durch einen bilinearen Term in den Erzeugern und Vernichtern sondern in einem Term mit mindestens drei Operatoren * Kopplungskonstante beschrieben werden; ein solcher kommt aber in der hier verwendeten freien Theorie nicht vor. Ja, es ist richtig, dass ein Teilchen im EH verschwindet, aber dieses ist nicht "dort" entstanden, sondern es ist aus der lichtartigen Vergangenheit eingelaufen. --Tom-stoer (Diskussion) 11:04, 21. Feb. 2015 (CET)

@Tom-stoer: In diesem Edit formulierst du:

• „Fällt ein Teilchen (oder Antiteilchen) mit negativer Energie in das Schwarze Loch, so werden die beiden Partner durch den Ereignishorizont getrennt. Der eine Partner stürzt in das Schwarze Loch, während der zweite Partner als reales Teilchen (oder Antiteilchen) in den freien Raum entkommen kann. „Nach der Einsteinschen Gleichung E=mc² ist die Energie der Masse proportional. Fließt negative Energie in das Schwarze Loch, verringert sich infolgedessen seine Masse.“

Demnach müsste umgekehrt die Masse des SL zunehmen, wenn das (Anti-)Teilchen mit der positiven Energie ins SL fällt. Wenn beides gleich oft geschieht – mal fällt das (Anti-)Teilchen mit negativer, mal das mit positiver Energie ins SL –, dann müsste die Masse des SL folglich konstant bleiben. Oder fallen häufiger die (Anti-)Teilchen mit negativer Energie ins SL? Und wenn das so sein sollte, woher kommt diese Asymmetrie?
Danke, Troubled @sset  ^{Work  •  Talk  •  Mail}   15:42, 21. Feb. 2015 (CET)

Das ist leider ein Nebenefekt dieser furchtbaren, anschaulichen Deutung. Deswegen bin ich unglücklich über den ganzen Absatz. Sowohl Teilchen als auch Antiteilchen tragen positive Energie, wenn sie ins Unendliche entkommen. Es ist sogar so, dass im Falle von Hawking's Herleitung streng genommen nicht zwischen Teilchen und Antiteilchen unterschieden werden kann, da sie formal nicht unterscheidbar sind; das ist genauso wie bei Photonen, die ihre eigenen Antiteilchen sind. Merken wir und besser: "Anregungen negativer Energie fallen ins SL, Anregungen positiver Energie entkommen ins Unendliche". --Tom-stoer (Diskussion) 15:54, 21. Feb. 2015 (CET)

Teilchen mit negativer Energie existieren nicht als reale Teilchen, können also auch nicht davonfliegen. --mfb (Diskussion) 15:49, 21. Feb. 2015 (CET)

Nun ja, sie können aber immerhin sehr real „negative Masse“ ins SL hineinbefördern … wieso fallen nicht auch die virtuellen Teilchen mit „positiver Masse“ ins SL? Troubled @sset  ^{Work  •  Talk  •  Mail}   17:13, 21. Feb. 2015 (CET)

Weil das Erhaltungssätze verletzen würde. Betrachte das Gesamtsystem: SL sendet reales Teilchen aus (z. B. Photon, mit positiver Energie und Impuls E=pc). Klappt. Und welchen anderen Prozess würdest du jetzt noch erwarten? Etwas anderes als reale Teilchen kann nicht herauskommen. --mfb (Diskussion) 18:20, 21. Feb. 2015 (CET)

Ich habe nur den Artikel gelesen und die Stelle offensichtlich nicht so verstanden, wie sie verstanden werden sollte. Da steht: „Fällt ein Teilchen (oder Antiteilchen) mit negativer Energie in das Schwarze Loch, …“ Da habe ich mich gefragt, „und was passiert, wenn ein Teilchen (oder Antiteilchen) mit positiver Energie in das Schwarze Loch fällt?“, und darauf keine Antwort im Artikel gefunden.Ist die Information, was passiert, wenn das Teilchen mit positiver Energie ins SL fällt, nur vergessen worden? Oder fällt tatsächlich, wenn überhaupt, nur das Teilchen mit negativer ins SL und nicht genauso oft auch die positiven „Gegenstücke“? Und wenn ja, warum? Ist diese Frage wirklich so total abwegig? Ist die Antwort so unmittelbar für jeden offensichtlich, dass es geradezu eine Beleidigung für die meisten Leser wäre, den Grund dafür auch nur in einem Halbsatz zu erwähnen?
Troubled @sset  ^{Work  •  Talk  •  Mail}   14:04, 22. Feb. 2015 (CET)

Hab's nochmal umformuliert. --Tom-stoer (Diskussion) 14:12, 22. Feb. 2015 (CET)

Fehlendes

1. en:Firewall (physics) als Lösung von entanglement Paradoxa der Hawking-Strahlung, was an einem verwandten Phänomen zeigt dass die die Interpretation der Hawking-Strahlung weiter für Diskussionsstoff sorgt (u.a. Aufgabe des strengen Ereignishorizont-Konzepts durch Hawking, Nature 2014) 2. Ulf Leonhardt und andere schlugen in Laser-Analogmodellen vor, experimentell nach "Hawking-Strahlung" zu suchen (z.B. Scharf 2002, [Leonhardt, FAZ.net 2010). So weit ich sehe gibts auch Gruppen (z.B. Steinhauer, Nature Meldung von 2014, und ital. Gruppe Belgiorno etal, 2010), die meinen Hawking-Strahlung beobachtet zu haben, was aber umstritten ist.--Claude J (Diskussion) 08:28, 21. Feb. 2015 (CET)

Ich denke, man sollte das Informationsparadoxon hier im Artikel ausführlicher darstellen, anstatt nur auf den SL-Artikel zu verweisen. Allerdings sehe ich mich ggw. nicht in der Lage, etwas zur Firewall-Thematik beizutragen; das ist M.E. zu unübersichtlich bzw. zu wenig gesichert. --Tom-stoer (Diskussion) 11:46, 22. Feb. 2015 (CET)

Lebensdauer

Im Abschnitt Spektrum und Größenabhängigkeit steht, die Lebensdauer eines schwarzen Loches mit einer Sonnenmasse wäre 10^64 Jahre, laut der Formel im Abschnitt Schlussfolgerungen und Ausblick wäre sie jedoch 10^66 Jahre. --MrBurns 08:38, 17. Dez. 2007 (CET)

$10^{64}$ oder $10^{66}$ Jahre? Spielt das bei der Größe dieser Zahlen eine Rolle? Was viel interessanter ist: Wie viele schwarze Löcher vermutet (sehen kann man sie ja kaum direkt) man denn in unserem sichtbaren Universum? Denn diese Zahl mal 10^(-64) (oder 10^(-66), wenn es besser gefällt) bestimmt die zu erwartende Anzahl der Ereignisse, in denen ein schwarzes Loch aufhört zu existieren. Haben wir $10^{64}$ oder wenigstens $10^{54}$ schwarze Löcher? Das wären dann im Mittel immerhin noch ein Ereignis alle 10 Jahre (etwa) - die wir dann auch noch gerade zufällig auf unseren Schirmen haben müssten.

Was mich auch umtreibt: Geht denn in die "Berechnung" der Lebensdauer der Konsum von umliegender Materie durch das schwarze Loch ein? Dieser sollte m.E. - abhängig von der Materiedichte in der Nähe des SL - die Lebensdauer entscheidend beeinflussen. (nicht signierter Beitrag von 138.246.2.170 (Diskussion) 10:50, 29. Okt. 2015 (CET))

Das ist kein radioaktiver Zerfall, das ist eine klassische Lebensdauer. Die ganzen Schwarzen Löcher mit stellarer Masse bleiben uns die nächsten 10^wasauchimmer Jahre erhalten, erst dann kommen die ersten Zerfälle. Die Lebensdauer wird von einfallender Materie bestimmt, und tatsächlich wachsen derzeit alle Schwarzen Löcher stellarer Masse (oder schwerer), da sie kälter sind als der kosmische Mikrowellenhintergrund. Das wird allerdings auf sehr kurzen Zeitskalen (relativ zur Lebensdauer) aufhören. --mfb (Diskussion) 11:59, 29. Okt. 2015 (CET)

Hawking-Strahlung nachgewiesen

Im aktuellen Physik-Journal berichtet ein Team über ihre Entdeckung. Bei dem Experiment bewegte sich ein Lichtpuls durch Glas und veränderte dabei den Brechungsindex, wobei an den Seiten Horizonte entstanden sind, die die Teilchenpaare trennten. Das Entscheidende ist, dass ein Horizont nötig ist, der die virtuellen Teilchenpaare trennt. Habe den Artikel allerdings (noch, hoffentlich) nicht ganz verstanden. Vielleicht mag das jemand mit mehr Ahnung in den Artikel einbauen? --93.184.128.34 09:50, 6. Dez. 2010 (CET)

Starke Quelle! Hier ist ein Link: Physik-Pro.de: "Hawking-Strahlung nachgewiesen?" Und wieder waren es italienische Forscher ;) Waren das evtl. dieselben, die die überlichtschnellen Neutrinos gefunden haben? Was ist eigentlich aus denen geworden - den Neutrinos, meine ich? (nicht signierter Beitrag von 138.246.2.170 (Diskussion) 13:57, 9. Dez. 2015 (CET))

Siehe Messungen der Neutrinogeschwindigkeit, fehlerhafte Kabelverbindung bei OPERA. Deinen Sarkasmus kannst du dir sparen, solange du kein Verfahren entwickelst wie bei tausenden von hoch komplexen Messungen kein einziger Fehler auftritt. --mfb (Diskussion) 16:57, 9. Dez. 2015 (CET)

Zusammensetzung der Hawking-Strahlung

Beim Lesen des Artikels stellt sich mir die Frage, wie sich eigentlich die Hawking-Strahlung zusammensetzt. Das ist leider nicht klar dargestellt. Welche der folgenden mögliche Antworten könnte dazu gegeben werden?:

• Breitbandig ohne Maximum: Es ist eine Mischung aus Teilchen- und Elektromagnetischer Strahlung. Dabei kommen alle Teilchenarten mit gleicher Wahrscheinlichkeit vor. Die kinetische Energie der Teilchen ist sehr unterschiedlich und völlig stochastisch. Die Elektromagnetische Strahlung besitzt das Spektrum des Weißen Rauschens.
• Breitbandig mit Maximum: Es ist eine Mischung aus Teilchen- und Elektromagnetischer Strahlung. Dabei kommen alle Teilchenarten mit gleicher Wahrscheinlichkeit vor. Die kinetische Energie der Teilchen ist sehr unterschiedlich, hat aber ihr Maximum bei der entsprechenden Temperatur des Schwarzen Loches. Die Elektromagnetischer Strahlung besitzt ein breites Spektrum, hat aber ihr Maximum bei der entsprechenden Temperatur des Schwarzen Loches.
• Schmalbandig: Es ist eine Mischung aus Teilchen- und Elektromagnetischer Strahlung. Dabei kommen alle Teilchenarten mit gleicher Wahrscheinlichkeit vor. Die kinetische Energie jedes einzelnen Teilchens entspricht der Temperatur des Schwarzen Loches. Die Energie jedes einzelnen Photons der Elektromagnetischen Strahlung entspricht exakt der Temperatur des Schwarzen Loches.
• Rein elektromagnetisch: Es ist eine rein elektromagnetische Strahlung. Spektrum siehe 1., 2. oder 3.
• Reine Teichenstrahlung: Es ist eine reine Teilchenstrahlung. Kinetische Energie siehe 1., 2. oder 3.

--Rfc 15:34, 16. Jun. 2007 (CEST)

Ich habe hier noch eine ähnliche Anmerkung. Im Artikel steht, dass die Strahlung des SL das Spektrum eines Schwarzen Strahlers hat. Das stimmt so nicht ganz, denn das ist nur eine Näherung! Für SL mit extrem kleiner Masse muss das Spektrum von dem eines Schwarzen Strahlers abweichen, sonst kommt es zu Problemen.

Gruß, Rene 14.18, 27. Jun 2007

Ich möchte hinzufügen, dass ich mir nur schwer vorstellen kann, wie ein masse-behaftetes Teilchen wie ein Elektron oder Myon (selbst ein Neutrino), welches am Ereignishorizont eines schwarzen Loches durch die erwähnten Quantenfluktuationen erzeugt wird, von dort in den "freien Raum" entkommen will. Die kinetische Energie dieses Teilchens müsste m.E. gigantisch sein, um dem Gravitationssog des Sl zu entfliehen (Fluchtgeschwindigkeit (Raumfahrt)). Auf diese Weise kann ich mir die Hawking-Strahlung gar nicht vorstellen. Allerdings las ich kürzlich das Buch von Carlo Rovelli über die Schleifenquantengravitation. Rovelli beschreibt darin die "thermischen Fluktuationen" des schwarzen Loches als Formfluktuationen der Oberfläche (des Ereignishorizontes, sollte man wohl hinzufügen). Diese, wenn ich es recht verstand, müssen als Quantenfluktionen bzw. als Quantenzustände existieren wegen der Heisenbergschen Unschärfe-Relation (soll heißen: quantenmechanisch darf es keine exakt ruhenden Oberflächen geben; auch nicht die es SL). Viele dieser Quantenzustände sind äquivalent, und sind deshalb quantenmechanisch verschränkt. Aber das ist nicht so wichtig hier (aber für die Bekenstein-Hawking-Entropie schon). Diverse Quantenzustände (Deformationszustände) haben auch unterschiedliche Energie. Und der makroskopische Zustand ist dann ein thermodynamischer. (Was ich noch nicht recht verstehe ist, wieso die Masse des SL selbst diesen thermodynamischen Zustand bestimmt. Vielleicht kann mir jemand von Euch das erklären ;) ) Nun aber zum Punkt. Wenn es diese Formschwankungen gibt, so müssen sie (da sie Masseverteilungen entsprechen) auch auf das Gravitationsfeld wirken, welches demzufolge dann auch fluktuiert. M.E. müsste es genau dieses Fluktuieren des Gravitationsfeldes sein, welches die abgestrahlte Energie enthält, und welches ein thermisches Spektrum aufweist (naja, für Spin-2 Bosonen sieht das vielleicht anders aus als für die Spin-1 Photonen(?)). Das hieße, wie emittierte Strahlung wären Gravitationswellen - vermutlich nicht leichter zu entdecken als irgendeine Teilchen-Strahlung von einem SL. Ich meine, der Vergleich ist recht eng an das Verständnis für den schwarzen Strahler gebunden, wo die thermischen Anregungs- und Relaxationsfluktuationen der Elektronen in den Atomen mit dem elektromagnetischen Feld koppeln, wodurch diese (die Photonen) erzeugt und vernichtet (thermalisiert) werden, und hin und wieder auch emittiert werden - und zwar mit einem Planck-Spektrum (siehe Sonnenstrahlung).

Man hofft auch, dass man ein SL auf diese Weise "verdampfen" sieht, d.h. dass es so viel Energie verliert, dass seine Masse unter die kritische Chandrasekhar-Grenze fällt, und dann explodiert, oder so ähnlich. In diesem Prozess, so hab ich das hoffentlich richtig verstanden, wird eine charakteristische Teilchen- und/oder Photonenstrahlung frei, die man hofft, mit astronomischen Mitteln zu empfangen. Mir scheint das aber wirklich schwer vorstellbar, wie das gehen soll. Denn ein schwarzes Loch zehrt ja auch permanent aus dem Gas und Staub in seiner Umgebung - und dank seiner Masse zieht es noch mehr davon an. Kompensiert das denn nicht zur Genüge die Masse-Verluste durch die Hawking-Strahlung? (nicht signierter Beitrag von 138.246.2.170 (Diskussion) 10:50, 29. Okt. 2015 (CET))

Die Physik kümmert sich nicht darum, was wir uns vorstellen können. Bei sehr kleinen SLs kommen massebehaftete Teilchen dazu, das ergibt sich direkt aus den Gleichungen. Die Chandrasekhar-Grenze gilt für den Kollaps - ist der Kollaps einmal geschehen, kann ein SL auch kleiner sein. Vermutlich ist die Planckmasse eine Untergrenze.

Man sucht nach zerfallenden SLs, allerdings müssen diese dann primordial sein, also kurz nach dem Urknall entstanden. Solche mit einer Masse eines größeren (Erd-)berges könnten heute zerfallen. Stellare Schwarze Löcher findet man auf die Art nicht, die sammeln derzeit alle noch mehr Energie ein als sie ausstrahlen, und zerfallen nicht in absehbarer Zeit. --mfb (Diskussion) 13:07, 29. Okt. 2015 (CET)

Was für ein semantischer Unsinn. "Die Physik kümmert sich" um nichts! (Aber ein schönes Beispiel dafür, wie wir Menschen Dinge in unsere Realität einfügen, indem wir uns Sprache gebrauchen, wie wir es eben tun.) Ich dachte immer, WIR sind es, die die Physik machen. Und es mag sein, dass sich NIEMAND darum schert, was ICH mir vorstellen kann. Aber die Physik besteht NUR aus Dingen, die sich Menschen vorstellen können. Wirklich nicht mehr. Oder betrachten Sie Physik als etwas "objektiv Reales"? ;) Dennoch danke für den Beitrag.

Dann vielleicht mal eine Anmerkung. SL hat durchaus eine etablierte Bedeutung in der Astrophysik/Astronomie, und gilt zumindest als indirekt nachgewiesen (Galaxienkerne, Supernovae, etc.). Sogenannte Mikro-SL sind dann eher Konzepte der Teilchenphysik, und als solche Ergebnisse der Quantengravitation (String-Theorie, Schleifen-Quantengravitation, etc.) - also alles in Allem nicht sonderlich etablierte Ideen (und noch weniger experimentell nachgewiesen - obgleich es einen Chemiker gab, der beim LHC fürchtete, von solchen Mikro-SL verschlungen zu werden). Dann sollte erst mal geklärt werden, über welche Art SL wir sprechen, und für welche die Hawking-Strahlung relevant ist, bzw. welche Zusammensetzung sie hat. Denn bei allen Dingen, die ich bisher gelesen habe (Rovelli, Thiemann, Skenderis, Hawking, ...) war keiner sehr spezifisch, welche Eigenschaften ein SL haben muss, um Hawking-Strahlung zu erzeugen - bzw. wo man sie evtl. nachweisen könnte. Bei makroskopischen Objekten ist eine thermodynamische Behandlung sinnvoll. Bei Mikro-SL (von welcher Größe sprechen wir?) im Elementarteilchen-Sinne wohl eher nicht.

Jetzt noch eine Herausforderung: Wenn die Chandrasekhar-Grenze für kollabierende Materie gilt, wieso gilt sie dann nicht auch umgekehrt für den Zerfall eines SL, wenn es einen Mechanismus gibt, der die Masse des SL verringert? Die Stabilitätsgrenze ist an den Fermidruck der Neutronen gebunden. Und keiner weiß, was in der Singularität tatsächlich vorgeht. Wenn die Masse des Schwarzen Loches unter die C-Grenze fällt, wäre es doch denkbar, dass die Materie (die diese Masse im Wesentlichen ausmachte) versucht, wieder in den normalen Zustand zurückzukehren. Oder was verbietet das? (nicht signierter Beitrag von 138.246.2.170 (Diskussion) 13:57, 9. Dez. 2015 (CET))

Jedes Schwarze Loch erzeugt Hawkingstrahlung, bei stellaren und größeren SLs ist diese aber derzeit völlig vernachlässigbar. (weit unter dem, was vom kosmischen Mikrowellenhintergrund neu hinzukommt). Bis zu einem kleinen Vielfachen der Planckmasse ist eine thermodynamische Behandlung kein Problem. Wieso sollte sie auch ein Problem sein? Ein Quark-Gluon-Plasma hat auch Thermodynamik, bei Temperaturen von ~150 MeV.

Es spielt keine Rolle, was "in" der Singularität (sofern überhaupt eine existiert) vorgeht. Ein Ereignishorizont ist absolut - egal was drinnen vorgeht, es ändert an den Eigenschaften draußen nichts. SL mit etwa Plackmasse ausgenommen, dort muss der Ereignishorizont selbst quantenmechanisch beschrieben werden und das klappt derzeit nicht. --mfb (Diskussion) 17:04, 9. Dez. 2015 (CET)

Okay. Akzeptiert. Hab verstanden. Danke ;) (nicht signierter Beitrag von 138.246.2.170 (Diskussion) 15:36, 10. Dez. 2015 (CET))

Ah, doch noch eine Sache. Ein SL müsste doch gleichermaßen Teilchen wie Antiteilchen produzieren. Oder gibt es einen Mechanismus, der z.B. Teilchen vorzieht? Wenn wir also annehmen, dass es einige dieser SL gibt (insbesondere von den kleinen), die auch eine Menge Antiteilchen produzieren - also z.B. die leichtesten bekannten: Positronen - müssten diese sich nicht dann durch ihre Annihilation bemerkbar machen? Selbst wenn sie etwas verschmiert ist, müsste die 511 keV Gamma-Linie von überall her sichtbar sein. Hat man da schon mal was gefunden (oder überhaupt danach gesucht)? (nicht signierter Beitrag von 92.217.15.111 (Diskussion) 12:49, 13. Dez. 2015 (CET))

Ohne Ladung werden beide Sorten gleich häufig produziert (und eine relevante Ladung hält sich nie lange). Durch Sterne und Sternreste entstehen an vielen Stellen Positronen (und auch Antiprotonen und weitere Antiteilchen), die Annihilation hat man also auch ganz ohne Schwarze Löcher. Mikroskopische Schwarze Löcher würden da nicht nennenswert beitragen. --mfb (Diskussion) 17:57, 13. Dez. 2015 (CET)

Entfernung des ersten Abschnitts

Ich werde den Firlefanz im ersten Abschnitt entfernen. Kurzfassung: Populärwissenschaftliche Aussagen widersprechen Details. Der nähere Kontext dazu ist auf der QS-Seite von Vakuumfluktuation einzusehen, wo momentan ein ähnliches Thema besprochen wird.--Horv2000 (Diskussion) 19:37, 24. Jan. 2017 (CET)

so geht das nicht. Du kannst hier nicht einfach einen ganzen Abschnitt löschen, in dem die populärwissenschaftliche Interpretation von Hawking dargestellt wird, nur weil du Vakuumfluktuationen für "Firlefanz" hälst.--Claude J (Diskussion) 19:57, 24. Jan. 2017 (CET)

So geht das sehr wohl. Die "populärwissenschaftliche Interpretation" ist sehr problematisch, irreführend und passt nicht zum darauf folgenden Inhalt (und ist zudem auch Firlefanz, da der Hawking-Mechanismus so nicht funktioniert). --Horv2000 (Diskussion) 22:56, 24. Jan. 2017 (CET)

Es handelt sich um reine Spekulation

Bei der Hawking-Strahlung handelt es sich um ein theoretisches Gedankenspiel, das aufgrund der populärwissenschaftlichen Würdigung seines Autors unverhältnismäßig viel Aufmerksamkeit erfahren hat. Unter führenden Wissenschaftlern wird jedoch überwiegend bezweifelt, dass es dieses Phänomen wirklich gibt. Es gibt keine Hinweise, die die Hawking-Strahlung über den Status der reinen Spekulation hinausheben. Dies sollte im Artikel berücksichtigt werden! --Genio (Diskussion) 16:16, 24. Apr. 2017 (CEST)

Wer sind diese führenden Wissenschaftler, die die Existenz bezweifeln? Der Artikel stellt die Situation angemessen dar. Die Existenz wird erwartet, und in analogen Systemen im Labor wurde der Effekt schon beobachtet. --mfb (Diskussion) 17:00, 25. Apr. 2017 (CEST)

Rotverschiebung

Im Prinzip bewirkt ja die Rotverschiebung, dass aus einem SL keine Strahlung entweichen kann. Aber auch bei einem Entweichen (da die Strahlung außerhalb rs entstanden ist) wird die Rotverschiebung nicht ungeschehen gemacht. Wenn also am Entstehungsort die Wellenlänge λ=rs beträt (warum auch immer, das wurde nicht erklärt), so wird die in einer großen Entfernung aufgenommene Strahlung stark rotverschoben sein.... Die Hawkingstrahlung wird also nie und nimmer (aus der Ferne) beobachtbar sein. Sofern dies mit "zurückgestreut" angedeutet werden soll, bleibt wiederum die angenommene Wellenlänge am Entstehungsort offen (und die Annahme λ=rs nebulös). Aber "zurückgestrahlt" würde ja dann unterstellen, dass ein Teil dieser Strahlungsenergie zurückfallen würde, tatsächlich wird sie lediglich in potentielle Energie verwandelt. Ra-raisch (Diskussion) 13:19, 16. Jun. 2017 (CEST)

"Im Prinzip bewirkt ja die Rotverschiebung, dass aus einem SL keine Strahlung entweichen kann." - das ist falsch.

Die Wellenlänge der Hawkingstrahlung ist für große Entfernungen ("unendlich") angegeben. Sie entsteht nicht an einem bestimmten Ort, von der Wellenlänge nah am Schwarzen Loch zu reden ist also unsinnig. --mfb (Diskussion) 14:53, 16. Jun. 2017 (CEST)

Mag sein, das Bild der virtuellen Teilchen knüpft zwar an unmittelbare Nähe zum rs an. Unabhängig von der Frage des Ortes der physischen Entstehung könnte man die Wellenlänge schon auf jeden Radius umrechnen. Diese (mit r=rs) wäre ja dann wohl maßgeblich für die Energie, die dem SL tatsächlich verloren geht. Neben der kinetischen Energie der Strahlung bei r=∞ wird ja auch die potentielle Energie der Strahlung aufgebracht. Könnte man irgend etwas davon im Artikel andeuten? Ra-raisch (Diskussion) 23:38, 16. Jun. 2017 (CEST)

Das Bild ist nur ein Bild. Es hat nichts mit der Realität zu tun. Und die Wellenlänge auf andere Abstände umzurechnen hat keine physikalische Relevanz. Die potentielle Energie der Strahlung in großen Abständen ist 0. Die Energie, die abgestrahlt wird, ist genau hc/lambda mit der Wellenlänge "im Unendlichen". Weitere Fragen zum Thema bitte auf der Auskunft, diese Diskussionsseite dient der Verbesserung des Artikels. --mfb (Diskussion) 16:14, 18. Jun. 2017 (CEST)

Warum fällt ausgerechnet das Teilchen mit "negativer Energie" in das Loch?

„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.“

Warum? Das Teilchen mit "positiver Masse/Energie" wird doch eher vom Schwarzen Loch angezogen und dürfte damit viel wahrscheinlicher "hineinfallen", als ein Teilchen mit "negativer Masse/Energie". Oder? Das sollte der Artikel besser erklären, finde ich. --RokerHRO (Diskussion) 01:09, 21. Feb. 2017 (CET)

Nimm die Erklärung nicht zu wörtlich. Die Rechnung - also die eigentliche Physik dahinter - hat gar keine Teilchenpaare. --mfb (Diskussion) 17:01, 25. Apr. 2017 (CEST)

Also eine "anschauliche Erklärung", die nicht "anschaulich" ist – sondern im Gegenteil, die mehr Fragen aufwirft als sie beantwortet – taugt nichts, finde ich. --RokerHRO (Diskussion) 07:50, 18. Jun. 2017 (CEST)

Ich bin da ganz deiner Meinung, aber ich fürchte das Bild lässt sich nicht mehr aus der Populärwissenschaft entfernen. --mfb (Diskussion) 16:15, 18. Jun. 2017 (CEST)

Das ist wie in der Newtonschen Gravitationstheorie in dem ein Teilchen auf der Erdoberfläche für einen Beobachter sehr weit von außen (pot. Energie Null) gefangen ist, da es nicht genügend kinetische Energie hat um zu entkommen (es hat von ihm aus gesehen negative Energie). Falls es entkommen kann muss die Summe aus kinetischer und potentieller Energie mindestens Null sein. Teilchen "negativer Energie" im obigen Bild können also gar nicht entkommen, die Gravitationsanziehung wirkt aber falls die Energie beider Teilchen vom Betrag her gleich ist (wie bei Teilchen-Antiteilchen-Paaren) auch gleich, Gravitation wirkt nur anziehend. Bei den meisten schwarzen Löchern hat man es bei den "Teilchen-Antiteilchen"-Paaren im Übrigen auch mit Photonen zu tun, bei denen Teilchen/Antiteilchen gleich sind. Der Punkt ist das eines der beiden Partner in dem Teilchen-Antiteilchen-Paar genügend kinetische Energie (und Impuls in der richtigen Richtung) erhalten hat um nach außen zu entkommen.--Claude J (Diskussion) 07:38, 19. Jun. 2017 (CEST)

Überschneidungen mit Artikel Schwarzes Loch

Wie ich gerade sehe, gibt es Überschneidungen noch, auf die Pjacobi oben hingewiesen hat. Eine sinnvolle Aufteilung wäre, im Artikel "Schwarzes Loch" den Abschnitt Hawking-Strahlung auf 2-3 Sätze zusammenzustreichen (ein Teil evtl. hierher zu verschieben) und durch einen Verweis auf diesen Artikel zu ergänzen, inhaltlich gehört ein Hinweis auf die Hawking-Strahlung in den Abschnitt Hauptsätze. Dafür kann der Text über die thermodynamischen Hauptsätze hier gekürzt werden (mit Verweis). RS

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Claude J (Diskussion) 16:45, 2. Jan. 2020 (CET)

Woher kommt die Temperatur?

Im Artikel kommt es so rüber, als ob man die Hawking-Temperatur über die Entropie definiert. Das ist jedoch nicht korrekt. Die theoretische Herleitung liefert zuerst die Temperatur, von der ausgehend man dann die Entropie eines Schwarzen Loches nach Bekenstein definieren kann. Allerdings ist die Herleitung wohl nicht geeignet, sie hier zu präsentieren.
--Rene 15:25, 31. Jan. 2007

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Claude J (Diskussion) 16:45, 2. Jan. 2020 (CET)

Kosmische Zensur

Der Begriff taucht in dieser Diskussion mal auf, es wird aber nicht geklärt was das genau ist. Im Artikel ist er nicht einmal erwähnt, obwohl man von Zensur auf diesen Artikel weitergeleitet wird. Es sollte zumindest geklärt werden, was man unter kosmischer Zensur versteht, auch wenn offensichtlich Uneinigkeit über deren Existens besteht. --PyroPi 21:08, 14. Feb. 2007 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Claude J (Diskussion) 16:45, 2. Jan. 2020 (CET)

Fall für die Qualitätssicherung!

Ich habe den Artikel gelesen, weil ich einige Fragen zur Hawking-Strahlung hatte. Leider musste ich feststellen, dass der Artikel keineswegs in der Lage war, diese Fragen zu beantworten. Darüber finden sich haufenweise Behauptungen im Text, die nicht mit Quellen belegt sind! Der eine pauschal plazierte Link zu Thinkquest ist volkommen unzureichend, zumal er nur auf eine populärwissenschaftliche Seite verweist. Dann werfe ich einen Blick auf diese Diskussionsseite und stelle fest, dass viele Fragen schon seit Jahren auf eine Antwort warten (z.B. diese hier).

Um es mit einem dezenten Kosmologen-Kalauer auf den Punkt zu bringen: Jedem Hawking-strahlenden Schwarzen Loch stehen da ja die Haare zu Berge! *schenkelklopf*

Daher mein Vorschlag: Wir geben den Artikel in die QS Physik. Die Jungs werden sich wie die hungrigen Wölfe auf so ein attraktives Thema stürzen! -- 1420MHz 14:31, 24. Nov. 2010 (CET)

War in der QS. (nicht signierter Beitrag von Claude J (Diskussion | Beiträge) 16:45, 2. Jan. 2020 (CET))

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Claude J (Diskussion) 16:45, 2. Jan. 2020 (CET)

Baryonenasymmetrie

Hallo.
Was mir bei der ganzen Sache immer nicht klar ist: Warum löschen sich die „überlebenden“ Teilchen nicht gegenseitig aus? Es ist doch davon auszugehen, dass immer genauso viele Teilchen wie Anti-Teilchen in das Loch fallen, also auch immer genauso viele Antiteilchen wie Teilchen nicht in das Loch fallen. Also angenommen es entstehen 1000 Teilchenpaare (also 1000 Teilchen und 1000 Anti-Teilchen), dann fallen davon (statistisch) 500 Teilchen und 500 Anti-Teilchen in das Loch. Die übrigen 500 Teilchen und 500 Anti-teilchen müssen sich dann doch wieder auslöschen (so wie es auch normalerweise passiert). --DaB. (Diskussion) 17:37, 6. Mai 2020 (CEST)

@DaB.: Bei Deiner Fragestellung sind zwei Gesichtspunkte zu berücksichtigen:

a) Im Universum gibt es generell eine Asymmetrie zwischen Teilchen und Anti-Teilchen. Das ist eines der unglösten Probleme der Physik. Dieses Thema wird aber nicht auf Hawking-Strahlung, sondern unter Liste ungelöster Probleme der Physik#Baryonenasymmetrie und den dort verlinkten Artikeln behandelt.

b) Innerhalb des Artikels Hawking-Strahlung wird ein Gedankenexperiment Hawkings erwähnt, bei dem gerade damit argumentiert wird, dass von einem in der Nähe des Ereignishorizonts entstehenden Teilchen-Antiteilchen-Paar ein Partner ins Schwarze Loch fällt, der andere Partner jedoch außerhalb bleibt.

In beiden Fällen ist die Symmetrie, von der Du in Deinem Beitrag ausgehst, nicht vorhanden. --Dogbert66 (Diskussion) 14:30, 10. Mai 2020 (CEST)

Ja, aber die Idee der Hawking-Strahlung ist doch, dass ständig – quasi aus dem Nichts – 2 Teilchen entstehen: Ein Teilchen und sein Anti-Teilchen. Normalerweise löschen die sich gleich wieder aus und Alles ist gut. In der Nähe des Schwarzen Loches tritt nun aber der Spezialfall ein, dass Eines der Beiden innerhalb des Schwarzschild-Radius entsteht (und damit verloren ist) und eines außerhalb des Schwarzschild-Radius entsteht (und damit verschont wird). Da genauso viele Teilchen wie Antiteilchen entstehen (sonst könnten sie sich ja normalerweise nicht auslöschen und Materie würde aus dem Nichts entstehen) gehen auch genauso viele Teilchen wie Antiteilchen verloren. Das bedeutet aber auch, dass die jeweiligen Partner (die außerhalb des Radius entstanden) sich AUCH auslöschen müssten, da auch dort genauso viele Teilchen wie Anti-Teilchen existieren. Warum aber passiert das nicht? --DaB. (Diskussion) 23:22, 10. Mai 2020 (CEST)

Ok, Du scheinst tatsächlich bei b) in meiner obigen Unterscheidung zu sein. Von daher ist die Überschrift, die ich dieser Diskussion gegeben habe offensichtlich nicht ganz passend..

Aber nein, Du hast da etwas missverstanden: wenn aus Strahlung oder einer Vakuumfluktuation ein Teilchen-Antiteilchen-Paar entsteht, so findet diese Paarerzeugung entweder innerhalb des Ereignishorizonts statt oder außerhalb. Ein Paar das innerhalb entsteht kann den Ereignishorizont nicht verlassen und wird somit außerhalb auch nicht sichtbar sein. Ein Paar, das außerhalb entsteht und von dem beide Partner außerhalb bleiben, gehört nur zur Vakuumfluktuation außerhalb und kann somit nicht zur (zusätzlichen) Hawkingstrahlung beitragen. Hawkings (durchaus umstrittenes!) Gedankenexperiment geht vielmehr davon aus, dass nach der Paarerzeugung einer der Partner in den Horizont hineinfliegt und einer außerhalb bleibt. --Dogbert66 (Diskussion) 10:11, 11. Mai 2020 (CEST)

Hallo DaB,

der englische Artikel beantwortet deine Frage: Ein physikalischer Einblick in den Prozess kann gewonnen werden, wenn man sich vorstellt, dass Teilchen-Antiteilchen-Strahlung von gerade jenseits des Ereignishorizonts emittiert wird. Diese Strahlung kommt nicht direkt vom Schwarzen Loch selbst, sondern ist vielmehr ein Ergebnis der "Aufladung" virtueller Teilchen durch die Gravitation des Schwarzen Lochs zu realen Teilchen.[Zitat] Da das Teilchen-Antiteilchen-Paar durch die Gravitationsenergie des Schwarzen Lochs erzeugt wurde, verringert das Entweichen eines der Teilchen die Masse des Schwarzen Lochs.[9]

Eine alternative Sicht des Prozesses ist, dass Vakuumfluktuationen ein Teilchen-Antiteilchen-Paar nahe dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs erscheinen lassen. Eines der Paare fällt in das Schwarze Loch, während das andere entkommt. Um die Gesamtenergie zu erhalten, muss das Teilchen, das in das Schwarze Loch fiel, eine negative Energie gehabt haben (in Bezug auf einen vom Schwarzen Loch weit entfernten Beobachter). Dadurch verliert das Schwarze Loch an Masse, und für einen Beobachter ausserhalb des Schwarzen Lochs scheint es, dass das Schwarze Loch gerade ein Teilchen ausgestoßen hat. In einem anderen Modell handelt es sich um einen Quanten-Tunneleffekt, bei dem sich Teilchen-Antiteilchen-Paare aus dem Vakuum heraus bilden und eines außerhalb des Ereignishorizonts tunnelt [Zitat erforderlich].

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Viele Grüße--2A02:908:186:9BE0:D175:FAF1:9954:DC68 21:36, 12. Jul. 2020 (CEST)

Überwiegend besteht die Strahlung sowieso aus Photonen, die ihre eigenen Antiteilchen sind und selbst wenn sich z.B. ein entkommenes Elektron und Positron (Proton und Anti-Proton entstehen noch viel seltener wegen ihrer höheren Masse, insofern ist die Überschrift Baryonenasymmetrie irreführend) gegenseitig auslöschen entstehen Photonen aus der Paarvernichtung. Die Tunneleffekt-Interpretation entspricht der gängigen Uminterpretation in Feynmandiagrammen von Antiteilchen mit negativer Energie in Teilchen positiver Energie, die sich rückwärts in der Zeit bewegen, so dass im Endeffekt ein Teilchen aus dem Schwarzen Loch tunnelt. Eigentlich kann es nicht entkommen, in der Quantenmechanik wird das aber aufgeweicht...--Claude J (Diskussion) 07:09, 13. Jul. 2020 (CEST)

Erster Nachweis der Hawking Strahlung

Aktuell in den Nachrichten: Erster Beweis für Hawking-Theorem – Gravitationswellen belegen Kernvorhersage zum Ereignishorizont Schwarzer Löcher, hier noch in Englisch Testing the Black-Hole Area Law with GW150914. Vielleicht möchte das jemand im Beitrag entsprechend wissenschaftlich formuliert ergänzen. --Stephan Tournay (Diskussion) 23:33, 5. Jul. 2021 (CEST)

Das hat aber unmittelbar nichts mit der Hawking-Strahlung zu tun, sondern bezieht sich auf die Thermodynamik Schwarzer Löcher (Zunahme Ereignishorizont, entsprechend Entropie), siehe Bekenstein-Hawking-Entropie.--Claude J (Diskussion) 23:53, 5. Jul. 2021 (CEST)

Ok, Danke Dir für Info. --Stephan Tournay (Diskussion) 09:01, 6. Jul. 2021 (CEST)

Habs bei Bekenstein-Hawking-Entropie eingefügt.--Claude J (Diskussion) 09:09, 6. Jul. 2021 (CEST)

Dankeschön Claude J. Beste Grüße   --Stephan Tournay (Diskussion) 10:42, 6. Jul. 2021 (CEST)

Explosion eines Schwarzen Loches

"Sinkt die Masse unter 1.000 Tonnen, so explodiert das Schwarze Loch..."
Ist das wörtlich zu verstehen? Also tritt dann ein Mechanismus in Kraft, der sich von den vorherigen Abläufen unterscheidet, oder ist es nur schlicht ein weiterer - exponentieller - Anstieg der Temperatur (welche vorher mit 10^11K ohnehin schon enorm war)? Kleinalrik (Diskussion) 09:31, 13. Aug. 2021 (CEST)

die "Explosion" ist eine Folge der "normalen" Hawking-Strahlung; das ursprüngliche Paper (im Artikel als EN verlinkt) heisst sogar "Black hole explosions?". --Qcomp (Diskussion) 10:09, 13. Aug. 2021 (CEST)

Dankescchön! Kleinalrik (Diskussion) 10:53, 27. Aug. 2021 (CEST)

Warum fallen Teilchen negativer Energie ins Schwarze Loch und nicht Teilchen positiver Energie?

Es sollte erklärt werden, warum der in das Schwarze Loch fallende Partner negative Energie trägt und nicht positive. Statistisch betrachtet müssten es doch gleichviele Teilchen negativer wie positiver Energie sein, die ins Schwarze Loch fallen, womit in der Summe kein Effekt auftritt. Eher wäre sogar noch ein Überschuss an Teilchen positiver Energie zu erwarten, denn Teilchen positiver Energie (z.B. auch Photonen) unterliegen ja der Gravitation und werden vom Schwarzen Loch angezogen, während ich erwarten würde, dass Teilchen negativer Energie abgestoßen werden. Das sollte mal erklärt werden, denn es ist nicht nur eine Frage von mir, ich hab das schon öfter in Internetforen gelesen, dass Leute das nicht verstanden haben. --91.60.125.22 22:25, 4. Dez. 2022 (CET)

siehe Archviv.--Claude J (Diskussion) 07:02, 5. Dez. 2022 (CET)