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  #1 (permalink)  
Alt 14.06.2008, 23:48
Benutzerbild von Rolante
Halbgott
 
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Standard Black Holes - Astrophysikalischer Vortrag

Moinsen Leutz,

hab mich schon lange nichtmehr gemeldet, drum wollte ich mal wieder was zum besten geben.

Also es geht darum, ich werde demnächst einen Vortrag über Black Holes halten, mit hinblick auf aktuelle Quantenexperimente.
Drum dessen wollte ich nach Anregungen und Tipps fragen.

Gegeben sind mir folgende Richtlinien: Da mir kein Beamer oder Multimedia zur verfügung steht muss es sich auf ein Tafelbild beschränken.

Es muss im physikalischem Zusammenhang sein und ich hab knappe 20 Minuten um das ding über die Bühne zu bringen.

hier mal eine kurze Struktur die ich mir bereits gemacht und ausgearbeitet habe.

1. Massen - Gravitationskräfte - Newtsche Gravitationsgleichung mit herleitung.
2. Entstehung von Black Holes - Chemische Prozesse beim Ende eines Sterns, Krümmung des Raums und Lichtgeschwindigkeitsverschluckung
3. Quantenexperimente in Fusionsreaktoren - Schwarzes Loch als ultimative Energiequelle - "Schwarzes Loch schon bald in Taschenuhren?"
4. Energieerhaltungsgesetz
5. Horroszenarien
6. Schlusswort

Hoffe ihr könnt vielleicht etwas damit anfangen,
hoffe auf Anregungen zur verbesserung..

MFG Ro
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Alt 15.06.2008, 01:26
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Sollst du auch rechnen? Wenn ja, wie anspruchsvoll? Und dann würd ich die Fluchtgeschwindigkeit herleiten, die Lichtgeschwindigkeit und Masse der Erde in die Formel einsetzen und damit ausrechnen, was für einen Radius die Erde haben müsste (aber mit der selben Masse ), damit sie ein schwarzes Loch wird.

So würd ich das machen, aber ich bin halt auch in einem Physik-LK, ich weiß nicht, wie physikalis das alles werden soll und wie anspruchsvoll es werden darf.

Peace
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Alt 15.06.2008, 10:06
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natürlich mit rechnung, soweit wie es die Zeit zulässt =D, es muss ja auch ein gewissem Niveau entsprechen.

Herleitungen kurz knapp erklärt, Formel drangeklatscht, bissl historische Daten nennen, nen paar bekannte Namen herausposaunen, blabla machen und die themen durchrasseln.

Fertig

so hab ichs mir vorgestellt, ich hab ja keine zeit für lange Vorträge, nach den ersten 10 minuten hört mir sowieso keiner mehr zu, deshalb kurz knackig viele informationen preisgeben.

MFG Ro
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Alt 15.06.2008, 11:22
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Also für die Leute, die sich dafür interessieren, wäre das Beispiel mit der Erde find ich schon ganz lustig.

Peace

Edit:
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Geändert von Nazgul (15.06.2008 um 21:01 Uhr)
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Alt 15.06.2008, 13:17
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soweit wie ich es verstanden haben müsste doch die masse der erde gleich bleiben und auf die hälfte des radius halbiert werden, dann könnte sowas passieren...

ich weiß nciht ob es richtig ist, jedenfalls hab ich mir das bis dahin zusammengereimt. die fluchtgeschwindigkeit wäre dann auf jedenfall kleiner als die anziehungskraft und pabam!, fällt der Auflauf in sich zuammen.

mfg Ro
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Alt 15.06.2008, 13:56
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Also ich komme auf 9,48*10^(-16) Meter... etwas weniger, als die Hälfte des Erdradius

Peace
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Alt 15.06.2008, 21:04
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Ich denke, du solltest den Schwarzschild-Radius (R_S = 2 * G * M / c²) noch erwähnen, von dem ihr ja gerade sprecht. Dabei kann man mit einem Augenzwinkern ganz gut anmerken, dass der Laplace(1749-1827) damals einfach die potentielle Energie mit der kinetischen Energie gleichgesetzt hat, v = c gesetzt hat, damit auch kein Licht mehr entweichen kann, und daraus dann bei gegebener Masse R_S errechnet hat. Nur ist der Ansatz völlig falsch, da 1) Photonen nicht die kinetische Energie 1/2mv² haben und 2) bei derartig großen Geschwindigkeiten das Newton'sche Gravitationsgesetz nicht mehr in der Form gilt, sondern relativistisch gerechnet werden muss. Erst Karl Schwarzschild (1873 - 1916, sehr treffender Name übrigens) hat dann mit der allgemeinen Relativititästheorie (und damit einem modifizierten Gravitationsgesetz) die Rechnung formal richtig durchgeführt, mit einem überraschenden Ergebnis:
Dem gleichen wie Laplace, wenn auch zufällig. Damit seine Arbeit nicht umsonst war, nennt man diesen Radius noch immer Schwarzschildradius.

Und auch deine Angabe, Nazgul, stimmt leider nicht. Laut meinem Astronomieskript sind es für die Erde ca 9 mm.

Falls du noch zusätzliches Material über schwarze Löcher benötigst, Rolante, kannst du dich gern per PN melden.
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Alt 16.06.2008, 00:13
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Böse

ich hab jetzt mal nen paar rechnungen durchgeführt und wollte wissen ob ich die so verwenden kann.

zuerst einmal die newtsche gleichung

F=f*m1*m2/r²

dann davon die kinetische Energieformel

T = 0,5*m2*v²

anstelle jetzt die newtische gleichung zu benutzen setzte ich jetzt die E(kin) ein

v = wurzel (2*f*m/r²)

dann hab ich die fluchtgeschwindkeit ermittelt.

wenn diese nun kleiner ist als g dann zerbröselt der Keks namens Planetoid.

um das ding nun zum schwarzen loch zu testen nehme ich anstelle des radius der erde die lichtgeschwindigkeit c zum quadrat und krieg nen lichtschluckendes objekt...oder auch Schwarzschild Radius?

aber mit der krümmung hab ich es immernoch nicht drauf, wieso krümmt sich das All bei enorm starker


mfg Ro
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  #9 (permalink)  
Alt 16.06.2008, 01:45
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Zitat:
Zitat von Kirika1987 Beitrag anzeigen
Und auch deine Angabe, Nazgul, stimmt leider nicht. Laut meinem Astronomieskript sind es für die Erde ca 9 mm.
Ich kann auch nur das sagen, was mir mein Taschenrechner ausspuckt. Ich hab's zumindest richtig umgeformt, das weiß ich.

Peace
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Alt 16.06.2008, 08:35
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@Rolante:

Du nimmst 1/2 m*v_Flucht^2 + (-G * m1 * m2 /R) = 0, also E_kin = E_pot.Das löst du nach v_Flucht auf, und setzt dann v_Flucht = c.
Damit erhälst du die erste der Formeln, die du angegeben hast, wenn du die wiederum nach R umstellst.

Die formal saubere Rechnung bzw Herleitung wirst du nicht hinbekommen, und in der kurzen Zeit schon gar nicht.

Außerdem ist F_E = F_N * Wurzel( 1 - R_S/r), wo F_N die Newtonsche Gravitationkraft ist, R_S der Schwarzschildradius und r der Abstand der beiden Massen.

Deine Rechnung kann ich so nicht nachvollziehen. =/




@Nazgul: Von welcher Gleichung bist du denn ausgegangen?
Eventuell hast du auch eine eine Gleichung eingesetzt, die nicht für SI-Einheiten (Also Meter, Kilogramm, Sekunde etc) sondern für cgs-Einheiten bzw Gaußsystem (Centimeter, Gramm, Sekunde etc) gedacht war. Da kommen mitunter ziemliche Unterschiede raus, wenn man da Werte in den falschen Einheiten einsetzt.
Wenn man in SI-Formeln also cgs-Werte einsetzt und umgekehrt.
Kann ja auch passieren, mir zumindest ab und an.
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  #11 (permalink)  
Alt 16.06.2008, 18:28
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Ich hab Wikipedias Formel für die Fluchtgeschwindigkeit verwendet und dann umgeformt. War warscheinlich zu sehr Newton, sorry, die relativistische Herangehesweise hab ich noch nicht durchgenommen.

Peace
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  #12 (permalink)  
Alt 16.06.2008, 19:19
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Auch mit der Formel (v = Wurzel( 2 * G * M / r) ) komme ich auf ca 8,87 * 10^-3 m.
Wahrscheinlich hast du dich bei den Werten irgendwo vertippt, oder bist beim Ablesen der Konstanten in der Formelsammlung in der Zeile verrutscht. Das ist auch eine meiner Lieblingsfehlerquellen. "

Liebe Grüße
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  #13 (permalink)  
Alt 16.06.2008, 22:48
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Zitat:
Zitat von Kirika1987 Beitrag anzeigen
Auch mit der Formel (v = Wurzel( 2 * G * M / r) ) komme ich auf ca 8,87 * 10^-3 m.
Wahrscheinlich hast du dich bei den Werten irgendwo vertippt, oder bist beim Ablesen der Konstanten in der Formelsammlung in der Zeile verrutscht. Das ist auch eine meiner Lieblingsfehlerquellen. "

Liebe Grüße
Sag ich ja: ich schreib nur das, was mir mein Rechenknecht ausspuckt. Ganz darf man denen nie vertrauen.

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