THEMA:

Falsifikator schrieb:

Nun müssten wir uns nur noch darüber einigen ob ein Objekt aus reinem Quarkplasma ein SL ausbildet, oder nicht...
Meine Vermutung wäre, es bildet sich ein SL mit EH aus. Daher wäre die Annahme von DM eher nicht mehr gegeben, möchte man SLs nicht mit DM gleichsetzen.

Daran hatte ich auch schon gedacht, ich vermute aber nicht. Es hängt aber von der Masse und vom Radius der QM ab, um die Grenze zu berechnen. Beides kenne ich nicht. Jedenfalls sind Elementarteilchen weit von der Planckmasse entfernt und der Radius ist ein Vielfaches der Plancklänge.

mP = 2,176434e-8 kg (Mindestmasse eines SL nach UR)
rP = 1,616255e-35 m (halber rs eines SL mit M=mP)

Protonenmasse
mp ≈ mn = 1,67262192369e-27 kg
also wären ca 1e+20 Stück nötig mit insgesamt 3e+20 Quarks erforderlich, wobei ja noch das Massedefizit fortfällt.

Allein das Proton hat den Ladungsradius
rp = 8,751e-16 m
und legt man den kleinsten rechnerisch möglichen Radius der innersten Bohrbahn (für maximale Kernladung 137e) zu Grunde
r° = αa° = 3,86e-13 m

also no way whatsoever.

Falsifikator schrieb:

Tja whatever.

Ich habe dargelegt, dass die angenommene QM niemals (es wäre ein verdammt weiter Weg) ein SL werden kann, weiter nichts.

Ob beim Zusammenbruch eines Neutronensterns etwas entsteht, was mit QM vergleichbar wäre oder anders aussieht, kann ich nicht sagen.

Falsifikator schrieb:

Mir ist aber, so glaube ich, ein Fehler unterlaufen. Ich habe den Kollaps des Atomkerns mit der Freisetzung von Quarks gleichgesetzt. Im Atomkern werden aber lediglich die Kernbestandteile abgeschirmt, namentlich Protonen und Neutronen, bzw. bei einem Neutronenstern nur Neutronen. Dies wäre die 1. Barriere.
Diese wiederum haben eine weitere innere Struktur, die Quarks. Somit wären hier noch 2 Barrieren zu durchbrechen, bis man zu einem QM kommt.

Dein sprachlicher Lapsus (Atom / Neutron) war mir schon aufgefallen, aber nun liegt wohl ein Fehler vor:

Der Neutronenstern besteht aus Neutronen, die Atomkerne wurden aufgebrochen.

Der Quarkstern würde aus Quarks bestehen, dazu müßten die Neutronen aufgebrochen werden.

Du und ich gehen vorerst davon aus, dass auf dem Weg dorthin bereits ein SL entsteht. Ein kompletter Quarkstern sollte so also (ohne großen Masseverlust) gar nicht entstehen. Mit Masseverlust (Supernova) könnte aber ein riesiger Klumpen QM entstehen, den man hypothetisch Quarkstern nennt. Wie die Berechnungen zur QM zeigen, wäre dieser auf jeden Fall stabil.

Ein Aufbrechen der Quarks ist derzeit nicht vorstellbar und läge dann jedenfalls hinter dem rs verborgen. Daher meine Annahme, dass dies wohl gar nicht möglich ist.

Wenn ein Neutronenstern entsteht, werden doch keine Neutronen aufgebrochen.
Die Elektronen werden in die Protonen gepresst!

Wenn ein Quarkstern entstehen soll, müssen die Gluonen, die vorher für den Zusammenhalt der Neutronenbausteine, also von up, down, down Quarks, gesorgt haben, entsorgt werden.

Ein reiner Quarkkern wäre also von einer Hülle aus Gluonen umgeben.

Dass das nicht möglich ist, liegt eigentlich auf der Hand. Denn die Gluonen definieren sich ja gerade über die Bindungsenergie zwischen den Quarks.
Was sollen die Gluonen denn binden, wenn ihnen die Quarks entzogen werden?

Wenn das Gravitationspotential diese Größenordnung erreicht, denn können die Gluonen (=Energie) nicht mehr über Strahlung entweichen. Wie denn, es entstehen ja hierbei keine Photonen!

Das Gravitationspotential zwingt beide Anteile, Quarks und Gluonen ins Zentrum.
Die Gluonen, also Bosonen, haben damit kein Problem, die Quarks, die als Fermionen daherkommen schon.

Deshalb kann man die Auffassung vertreten, dass die Fermionen ebenfalls in Bosonen umgewandelt werden, also aus Quarks Gluonen werden.

Das Paulische Ausschließlungsprinzip, dem die Fermionen unterworfen sind, wird quasi durch dieSchwerkraft besiegt.

Thomas

Thomas schrieb:

Wenn ein Quarkstern entstehen soll, müssen die Gluonen, die vorher für den Zusammenhalt der Neutronenbausteine, also von up, down, down Quarks, gesorgt haben, entsorgt werden.

Ein reiner Quarkkern wäre also von einer Hülle aus Gluonen umgeben.

Ich denke da schon eher an das übliche Quark-Gluonen-Plasma. Die Gluonen werden überall dazwischen sein. Bei jeder Art von Quarkmaterie. Oder stand irgendwo etwas anderes?

wiki:
Hier ist das Confinement (englisch Eingesperrtsein) der Quarks und Gluonen aufgehoben, weshalb diese Teilchen ein quasi-freies Verhalten zeigen.

Thomas schrieb:

also aus Quarks Gluonen werden.

Die Quarks sind keine "anderen" Gluonen, das kann man überhaupt nicht vergleichen. Was aus Fermionen im SL wird, kann man nicht einmal vermuten. Das wäre wie wenn Du sagen würdest, dass Elektronen zu Photonen werden müßten, weil sie die Mittler der em.WW sind. Elektronen haben aber auch andere Eigenschaften, genau so wie Quarks nicht nur der Kernkraft unterliegen: Ladung und Masse zB, Spin, Isospin, Hyperladung .....

Dann reden wir nicht von einem Quarkstern, sondern von einem Quark - Gluonen - Plasmastern.

Das wäre schon wieder etwas anderes, als nur von einem Quarkstern zu reden.

Natürlich muss man darüber reden, ob Quarks, als Fermionen, die dem Ausschliessungsprinzip gehorchen, in eine Singularität stürzen können.

Wenn Sie als Fermionen bestehen bleiben, dann ist ihnen der Weg in die Singularität versperrt.

Ich setze voraus, dass wir hier erst mal über ein nicht rotierendes SL reden.

Falsifikator,

Klar, in einer Singularität bekommen wir keine physikalisch sinnvolle Aussage mehr.
Vor allem passt da die ART nicht zusammen mit der Quantenmechanik.
Schon klar.

Aber lassen wir diesen Konflikt erst mal außen vor.

Nehmen wir an, es gäbe eine Singularität.

Also einen unendlichen gravitativen Potentialtrichter.

Was würde der mit Fermionen, Bosonen, DM - Teilchen anstellen?

Darüber nachzudenken lohnt. Immer im Hinterkopf behaltend, dass die physikalische Wirklichkeit wahrscheinlich anders aussieht.

Thomas

Thomas schrieb:

Wenn Sie als Fermionen bestehen bleiben, dann ist ihnen der Weg in die Singularität versperrt.

Ich setze voraus, dass wir hier erst mal über ein nicht rotierendes SL reden.

Genau, das Pauliprinzip vebietet es und die Gravitation gebietet es.
Allein schon, um die Singularität zu vermeiden, wäre das Pauliprinzip praktisch. Am schönsten wäre es ja, wenn der Fermidruck der Quarks ausreichen würde. Das Problem ist nur, dass sich der Gravitationsdruck beliebig steigern läßt. Da will ich für das GC Sagittarius A* gar nicht zum Rechnen anfange....

Aber es besteht ja immer noch die Option, dass bei rs etwas passiert, was der Umkehr der Raumdimension und der Zeitdimension entsprechend Rechnung trägt. Wenn man die Raumkrümmung wörtlich nimmt, ginge ja der Weg zum Zentrum nicht nach innen sondern nach "unten" in die Extradimension und die Projektion in unseren Raum verbleibt bei rs, wie es ja das Flammsche Ellipsoid ohne die innen aufgesetzte Kappe modelliert.

Tore zu anderen Dimensionen und Universen hören sich für mich sehr nach Science Fiction an.

Wir können nicht wissen, wie sich der Konflikt zwischen Pauli-Prinzip und Gravitation verhält. Vielleicht gibt es auch überraschendes - worüber es sich aber mangels Prüfmöglichkeit nicht zu spekulieren lohnt.

Ein Beispiel für überraschendes Verhalten (in einem ganz anderen Umfeld) ist beispielsweise die Supraleitung.
Aus de.wikipedia.org/wiki/Cooper-Paar :
"Allgemeiner betrachtet handelt es sich um Paare in fermionischen Vielteilchensystemen, bei denen zwei gepaarte Fermionen ein „zusammengesetztes Boson“ ergeben."

Falsifikator,

aus einem SL kommt nix mehr heraus, auch keine Gammastrahlung.

Ob Materie oder Strahlung, wenn der Ereignishorizont überschritten ist, dann gibt es nur eine Richtung : nach innen.

Da das offensichtlich so ist, stellt sich doch die Frage, was passiert mit den beiden Teilchenarten, also den Fermionen und den Bosonen auf dem Weg nach innen.

Was passiert mit den Photonen, den Quarks und den Gluonen, mit den W und Z Bosonen, mit den Neutrinos? Mit den vielleicht massenhafteten Teilchen der DM?

Alles was bosonischer Natur ist, hat kein Problem, sich auf einen Punkt zu vereinen.

Alles was fermionischer Natur ist, hat schon ein Problem, eben wegen des Ausschliessungsprinzips.

Oder anders gesagt: hätten Fermionen hinter dem Ereignishorizont Bestand, dann gäbe es auch keine Singularität

Unter der Annahme, dass eine Singularität tatsächlich existiert, folgt zwangsläufig der Schluss, dass sich Fermionen in Bosonen umwandeln müssen.

Flapsig gesagt, die Singularität zwingt die Quantenmechanik in die Knie, denn am Ende fällt auch h, das Wirkungsquantum, der Singularität zum Opfer.

Thomas

Thomas schrieb:

Flapsig gesagt, die Singularität zwingt die Quantenmechanik in die Knie, denn am Ende fällt auch h, das Wirkungsquantum, der Singularität zum Opfer.

Das ist eine gute Frage. Wenn ich mal in dem (hypothetischen) Bild bleibe, dass Bosonen im Kern (Singularität) des Schwarzen Lochs liegen, dann müsste für jedes einzelne Boson doch weiterhin die quantenmechanische Orts-Impuls-Unschärfe gelten.

Rein logisch würde ich dann meinen, dass die Ortsunschärfe dann sehr klein und die Impulsunschärfe dann sehr groß sein müsste. Wobei auch ein hoher Impuls bei der extrem hohen wirkenden Gravitationskraft nicht zu einer nenneswerten Bewegung führen würde. Ein gewisses Zittern der Teilchen könnte es aber geben.

Falsifikator schrieb:

Es stellt sich mir aber eine Frage. Woher kommt dann das Magnetfeld eines SLs? Können Kraftaustauschteilchen ein Magnetfeld ausbilden?

Die Jets die wir an SLs beobachten können, rühren ja von den Magnetfeldern und werden entlang der Pole mit annähernd Lichtgeschwindigkeit Millarden Lichtjahre ins Weltall befördert. Also gehe ich von einem sehr starken Magnetfeld aus...

SL haben kein Magnetfeld.

Die Jets werden durch das Magnetfeld der Akkretionsscheibe verursacht.

Falsifikator schrieb:

Was im inneren eines SLs erzeugt ein Magnetfeld?

Drehende Ladung erzeugt ein Magnetfeld, aber davon habe ich bei einem SL nie gehört.
Spin von Punktteilchen sollte das zwar nicht verursachen.....aber
Elementarteilchen haben ein Magneton.

Die Wirkung ist jedenfalls gering, zumal schon die Ladung von SL verschwindend gering ist. Andererseits haben Neutronensterne ein starkes Magnetfeld.

wiki:
Aufgrund der Rotation des Neutronensterns stellt sich zwischen Zentrum und Äquator eine Hall-Spannung der Größenordnung 10¹⁸ V ein. Das entspricht einer elektrischen Feldstärke von einigen 1000 V pro Atomdurchmesser.

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb:

Was im inneren eines SLs erzeugt ein Magnetfeld?

Drehende Ladung erzeugt ein Magnetfeld, aber davon habe ich bei einem SL nie gehört.

Sie haben doch eine elektrische Ladung und einen Drehimpuls, und damit sollten sie zwangsläufig auch ein Magnetfeld haben. Warum denn nicht? Alles eine Frage des Bezugssystems... Allerdings habe ich mich damit nie wirklich beschäftigt...

Falsifikator schrieb:

Und zu allem Überfluss schießt dieser Punkt, aus dem nichts entkommen kann, 2 Jets in den Weltraum?

Das ist eine häufige Fehlinterpretation.
Die Jets kommen nicht aus dem SL sondern aus der Akkretionsscheibe.

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb:

Und zu allem Überfluss schießt dieser Punkt, aus dem nichts entkommen kann, 2 Jets in den Weltraum?

Das ist eine häufige Fehlinterpretation.
Die Jets kommen nicht aus dem SL sondern aus der Akkretionsscheibe.

Durch die elektromagnetische Wechselwirkung ist ein Drehimpulsübertrag zwischen geladenen Teilchen in der Akkretionsscheibe möglich. Einige Teilchen sinken weiter nach innen und andere werden dafür herausgeschleudert.

Falsifikator schrieb:

Damit hat auch Arrakai recht wenn sie sagt, daß SLs eine Ladung besitzen müssen. Nur aus ihnen kann ein Magnetfeld entstehen.
Wie das mit einer Singularität vereinbar wird, kann ich nicht nachvollziehen oder beurteilen.

Wenn viele geladene Teilchen in der Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch herumsausen, dann erzeugen sie dadurch Magnetfelder - unabhängig von einer eventuellen Ladung des SLs.

Nach meinem Verständnis müsste auch für ein SL die Ladungserhaltung gilt. Das heißt, wenn mehr positive Ladungen als negative Ladungen ins SL fallen, wäre das SL positiv geladen - bzw. umgekehrt wenn mehr negative Ladungen reinfallen.

Falsifikator schrieb:

Ich kann nicht glauben, daß Fermionen in dieser Singularität sind, da würde uns der Pauli auf die Finger hauen.
Und Bosonen oder andere WW-Teilchen kommen nicht in Frage?
Das ist mehr eine Frage...

Es kommt viel in Frage - wir können es nur nicht wissen. Für mich sind dies aber reine Spekulationen, solange wir diese Verhältnisse nicht nachstellen können. Kein Physiker der Welt kann darauf derzeit eine "sichere" Antwort geben, nur "mehr oder minder plausible Möglichkeiten" aufzeigen.


Nachtrag: Es ist immer problematisch, Vorhersagen für experimentell nicht zugängliche Bereiche zu machen. Würde man beispielsweise keine Temperatur unterhalb von 0°C erzeugen können, dann käme man beispielsweise nicht auf die Idee, dass es so etwas wie Supraleitung gibt, bei der zwei Fermionen (Elektronen) quantenmechanisch zu einem Boson koppeln. Ebesnowenig können wir wirklich vorhersagen, welche möglichen Zustandsformen es vielleicht unter diesen Extrembedingungen gibt. Persönlich (aber ich bin da nicht wirklich kompetent) könnte ich mir auch irgend etwas vorstellen, das das Pauli-Prinzip nicht verletzt.

Die Ladung des SL ist eine seiner Kenngrößen, ein magnetisches Feld gehört nicht dazu.

Das Problem ist nebenbei, dass ein schnell drehendes SL keine hohe Ladung haben kann, denn beides zusammen kann nur 1-1/²2 der Masse ausmachen.
(1) Mirr = ²(0,5-qs²+²(0,25-as²-qs²))M » M/²2
Grenzfall Mirr=M/²2 ((Dies ist das Minimum für rotierende SL aber für geladene SL ist das Minimum 0,5 M da muss die Rechnung neu aufgestellt werden))

(2) 0,5-qs²+²(0,25-as²-qs²)) = 0,5
qs⁴ = 0,25-as²-qs²
qs⁴+qs²+as² = 0,25
qr⁴+rs²qr²+ak²rs²=0,25rs⁴
Q⁴/qP⁴+4Q²/qP²+4χ² = 4 ⇒
(3) χ = ²(4qP⁴ - 4qP²Q² -Q⁴)/2qP²

Das Magneton berechnet sich wie folgt.
(4) mm = ℏQ/2m = r×v·Q/2 = r²ω·Q/2

für das SL wäre dies
(5) mms = c°ak·Q/2 = c·χ·rG·Q/2

wir benötigen also χ·Q = Q·(3) ⇒
(6) χ·Q = ²(Q² - Q⁴/qP² -Q⁶/4qP⁴) = ²(1-q²+q⁴/4)Q
und erhalten als maximales Magneton (6) in (5) einsetzen
(7) mmx = ²(1-q²+q⁴/4)Q·c·rG/2 ⇒
(8) q = ²2/²3 also
(9) Q = ²2qP/²3
χ = 0,4714

mmx = 1.082e-10rG/rP J/T
wenn ich nicht irre.
Bei einem Radius des SL von zB rG = 10 km also
mmx(10000) = 6.695e+28 J/T

Für das Magnetfeld habe ich diese Formel, aber was r dabei bedeutet, bin ich mir nicht sicher.
B = μ°(3r¹(mm¹◦r¹)-r²mm¹)/4r⁵π
und auch die obigen Formeln müßte ich noch kontrollieren, aber im Prizip kann man es so berechnen.
Der Ereignishorizont aus der Nähe beträgt dann
rH = rG+²(1-0.4714²-2/3)rG = 1,33333rG
also Mirr = 2M/3

ra-raisch schrieb:

Grenzfall Mirr=M/²2 Dies ist das Minimum für rotierende SL aber für geladene SL ist das Minimum 0,5 M

Da wird die Rechnung komplizierter, das hatte ich übersehen.

...

Naja es kommt fast aufs Gleiche heraus (diesesmal nach rG=M statt nach rs=2M parametrisiert):

q < ²(1-a²)
a < ²(1-q²)
q²+a² < 1
q < 1
a < 1

a·q < ²(a²-a⁴) = ²(q²-q⁴) = ²(a²-a²q²) = ²(q²-a²q²)
⇒
max(a·q) = 1/2 für
a=1/²2 und q=1/²2

mit
mms = c°ak·Q/2 = c·a·rG·q/2
max(mms) = c·rG·qP/4 = (rG/rP)*2.27e-45 T/J=m²A
bei rG=10 km also
0,0000014 T/J=m²A
ein deutlich anderer Wert... aber ohne Garantie...wer findet einen Fehler?

Ich muss meine Bezeichnungen korrigieren:

Das Magneton μ ist zwar ein magnetisches Dipolmoment aber es ist das geringst mögliche magnetische Dipolmoment mm eines Teilchens, also für J=ℏ, somit eine von J unabhängige Eigenschaft.

mm = μ·J/ℏ = Q·J/2M = Q·r·v/2 = Q·a·c·rG/2
μ = ℏ·mm/J = ℏ·Q/2M = ℏ·q·qP/2mP

Das maximale Magneton ( q = Q·mP/(M·qP) → 1 ) des SL ist also das Planckmagneton
μP = ℏ·qP/2mP = c·rP·qP/2 = 4.54e-45 m²A

Das größte mögliche magnetische Dipolmoment habe ich hingegen im vorigen Post (versehentlich gelöscht) berechnet
mmx = rG²c°qP/2rP = rG²qP/2tP = rG²IP/2
mmx(10000) = 1.7394e+33 m²A

(( und dieses hat dann ein Magneton von lediglich (a·q = 0,5 → q=a=1/²2)
μ(mmx) = ℏ·q·qP/2mP = ℏ·qP/²8mP = μx/²2 = 3.213e-45 m²A ))