Wie würde man ein Schwarzes Loch erkennen, wenn es keine Lichtquellen mehr zum Brechen gibt?

Das Universum, wie wir es kennen, ist zu Ende. Das Konzept der „natürlichen“ Beleuchtung endete mit dem Aussterben der letzten Roten Zwerge und Quasare. Jetzt gibt es nur noch braune Zwerge und schwarze Löcher in der leeren Leere, die einst das Universum war.

Leben, existiert noch! Allerdings nur in großen autarken Raumstationen, denen der Fusionsbrennstoff ausgeht. Diese Raumstationen treiben durch die Leere, greifen blind durch die Dunkelheit und sammeln jedes Wasserstoffatom, das sie finden konnten.

Von Zeit zu Zeit senden diese Stationen bemannte Raumschiffe aus, die FTL-fähig sind. Ihre Mission ist es, die wenigen Wasserstoffspeicher zu finden, um ihre Raumstationen mit Energie zu versorgen.

Ihre FTL ist nicht wirklich FTL. Es ist eher so, als würden Sie sich mit „normalen“ Geschwindigkeiten bewegen (Normal wie in .20c). Die Art und Weise, wie es funktioniert, ist, dass es die lokale Raumzeit „faltet“, so dass die Entfernung, die sie zurücklegen müssen, viel kürzer ist, was den Effekt hat, sich schneller als Licht zu bewegen.

Die verbleibenden Wasserstoffteilchen werden normalerweise in der Nähe von Schwarzen Löchern gefunden, deren Gravitationsbrunnen sie tatsächlich über große Entfernungen sammelt. Das Problem ist; Es gibt buchstäblich keinen Bezugspunkt. Da es kein Licht gibt, gibt es auch keine Möglichkeit zu wissen, dass dort ein schwarzes Loch ist.

Eine andere Spezies jedoch, die Menschen, brauchen ein schwarzes Loch aus einem anderen Grund. Diese mutigen kleinen Menschen haben einen Wettbewerb ausgetragen, wer am längsten überleben kann. Sie gingen und bauten eine Station und füllten sie mit dem Besten der Menschheit. Sobald es fertig ist, wollen sie es in den Ereignishorizont eines supermassereichen Schwarzen Lochs werfen . (Was sie jedoch nicht wissen, ist, dass ein neues Universum kommt, sie müssen nur lange genug bestehen, also juhu !)

Wie finde ich ein schwarzes Loch ohne Bezugspunkte oder was hindert mich daran, in diesem lichtlosen Universum mit Höchstgeschwindigkeit in eines zu kollidieren?

Hawking-Strahlung
Wenn Wasserstoff ein Schwarzes Loch umkreist, wird dieser Wasserstoff jedoch ziemlich hell leuchten
Also ist es so weit in der Zeit, dass es kein Licht auf dem Weg von einer Seite des Universums zur anderen gibt?
Wenn Sie Raumfaltungstechnologie haben, brauchen Sie keinen BH, um die Zeit zu dehnen. Es ist viel einfacher, es selbst zu tun.
Quasare werden von Schwarzen Löchern angetrieben, also sollten sie immer noch aktiv sein, wenn die Gaswolken nicht verschwunden sind, würde ich mir vorstellen. Wie massiv sind die Schwarzen Löcher, auf die sie abzielen – Schwarze Löcher mit stellarer Masse? Wie weit in der Zukunft sind wir?

Antworten (5)

Wie finde ich ein schwarzes Loch ohne Bezugspunkte oder was hindert mich daran, in diesem lichtlosen Universum mit Höchstgeschwindigkeit in eines zu kollidieren?

Schwerkraftgradient.

Sie können die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs sehr leicht anhand seiner Schwerkraft erkennen. Lassen Sie eine Reihe von Sensoren in einer kubischen Konfiguration für Redundanz bereitstellen und messen Sie die Beschleunigung an allen acht Punkten. Dadurch erhalten Sie die genaue Position, Entfernung und Massenschätzung für das Schwarze Loch.

(Beschleunigung kann nicht an einem einzigen Punkt von der Schwerkraft unterschieden werden , aber Experimente können so gestaltet werden, dass sie sie voneinander unterscheiden, wenn mehr als, wenn ich mich richtig erinnere, drei nicht ausgerichtete Punkte beteiligt sind).

Diese Reihe von Sensoren würde also einen großen Bereich abdecken, richtig?
@Inthenameofthestory würde es davon abhängen. Die Genauigkeit steigt, je breiter das Array ist, aber eine ausreichend fortschrittliche Technologie könnte dies mit sehr kleinen Setups tun. Natürlich wollen wir das Schwarze Loch lokalisieren, solange wir noch SEHR, SEHR, SEHR weit entfernt sind. Also ja, ich würde mit dem größten Array gehen, das gebaut werden kann.
Warum sollten Sie mehrere Sensoren benötigen? Wenn Sie einen an Ort und Stelle lassen, sollte die einzige Kraft, die darauf einwirkt, die Schwerkraft sein, und Sie sollten daher in der Lage sein, die Schwerkraft an diesem Punkt zu messen. Ich bin sicher, dass das Äquivalenzprinzip hier relevant ist. . .
@ HDE226868 Eigentlich habe ich mehrmals versucht, mich darum zu kümmern. Ein Astrophysiker vom Arcetri-Observatorium hat mir das einmal erklärt und es schien Sinn zu machen (aber seien Sie sich bewusst, dass ich ein Computerprogrammierer bin , kein Physiker). Sie können zwar nicht sagen, ob ein einzelner Sensor beschleunigt oder einem Gravitationsfeld ausgesetzt ist (wir befinden uns auf einem Raumschiff), aber für angemessene Beschleunigungen sollten Sie in der Lage sein, den Unterschied mit mehr als einem Sensor zu erkennen. Damit Sie nicht alle Ihre Sensoren zufällig auf denselben Messwert ausgerichtet haben, verwenden Sie mehrere.
@LSerni Nun, wenn Sie auf einem Raumschiff sind, sollten Sie die Beschleunigung des Schiffes kennen, oder? Sie sollten das also subtrahieren und die resultierende Erdbeschleunigung ermitteln können, da dies die einzige verbleibende Kraft ist, die auf den Sensor wirkt. Alternativ könnten Sie das Schiff beim Messen einfach mit konstanter Geschwindigkeit fahren lassen.
@ HDE226868 Ich bin mir nicht sicher, ob es funktionieren würde. Betrachten Sie den Fall, in dem ein Schiff das Schwarze Loch umkreist (in ausreichender Entfernung). Der einzelne Beschleunigungsmesser (oder sogar zwei von ihnen) könnte Null anzeigen, während er sich unwissentlich mit konstanter Geschwindigkeit in der Umlaufbahnebene dreht. Wenn wir vier Beschleunigungsmesser in einem Tetraeder hätten, selbst wenn drei auf derselben Orbital-Normalebene wären (in diesem Fall würden alle drei vernachlässigbare Beschleunigungen registrieren, vielleicht unter ihrer Rauschschwelle), müsste einer entweder innen oder außen sein, und würde eine größere Gezeitenkraft registrieren.
@LSerni Warum sollte sich das Schiff aber drehen? Der einzige Weg, der passieren könnte, wäre, wenn die Triebwerke einen asymmetrischen Schub gegeben hätten - was wiederum messbar wäre. Die Crew sollte in der Lage sein, das wegzuziehen. Der Punkt des Äquivalenzprinzips (im Fall des Aufzugsproblems) ist, dass Sie in eine Art Kiste gesteckt werden und nicht wissen, ob die Kiste beschleunigt oder nicht, aber das ist hier nicht der Fall - wissen Sie ( und die Kontrolle darüber haben), ob das Schiff aufgrund seiner Motoren beschleunigt.
@ HDE226868 es würde sich als Reaktion auf Gezeitenkräfte drehen, bis es "Gezeitensperre" erreicht hat - minimale potenzielle Energiekonfiguration [wie die Welt in Egans Weißglut oder Shaeffers Schiff in Nivens Neutronenstern ]. Ich sage nicht, dass dies unbedingt der Fall wäre, aber wenn dies der Fall wäre, wäre dies ein Beispiel für ein einzelnes Gravimeter, das nichts nützt.

Versuchen Sie, andere verdunstende Schwarze Löcher mit Mikrolinsen zu erzeugen

Die Leute haben Hawking-Strahlung vorgeschlagen; Das halte ich für keine besonders gute Idee. Wenn Sie die Zahlen ausführen, müsste ein Schwarzes Loch eine Masse von haben M ∼ 10 3  kg bevor es eine Leuchtkraft von erreichte 1 L ⊙ , und hätte nur etwa 10 Nanosekunden Zeit, bevor es endgültig verdampft wäre. Wenn Sie mit einer Dimmerquelle einverstanden sind - sagen Sie, 0,0001 L ⊙ - dann hast du ungefähr 9 Millisekunden, was immer noch nicht viel ist. Jedes Schwarze Loch, das hell genug ist, um es aus interstellaren Entfernungen effektiv zu erkennen, wird nicht lange genug leben, um es zu manipulieren.

Sie können die Idee der Mikrolinsen jedoch immer noch abwandeln . Dies ist eine Technik, die verwendet wird, um schwache, kompakte Objekte und Exoplaneten zu finden (obwohl sie bei Exoplaneten zunehmend mehr Anwendung findet als bei der Erkennung von Schwarzen Löchern!). Wenn Sie ein dunkles Objekt vor sich haben und sich dahinter eine Lichtquelle befindet, beugt das Vordergrundobjekt das Licht der Hintergrundquelle. Dies sollte erkennbar sein, vorausgesetzt, das Vordergrundobjekt befindet sich innerhalb der Galaxie und vorausgesetzt, Sie haben das richtige Timing. In eurem Universum kann das Lensing-Objekt eines dieser umherwandernden Schwarzen Löcher mit stellarer Masse sein. Sie können als Linsen fungieren, haben aber noch viel Zeit, bevor sie verdunsten.

Was die Lichtquelle angeht – nun, versuchen Sie es mit einem verdampfenden Schwarzen Loch! Sie müssten die Dinge genau richtig timen, und Sie müssten das Schwarze Loch im Hintergrund ziemlich nah sein - schließlich würde das Schwarze Loch im letzten Bruchteil einer Sekunde, bevor es verschwindet, enorme Energiemengen abgeben, aber diese Emission würde nur den Bruchteil einer Sekunde dauern. Also nimm das richtige Timing!

Gravitationsstrahlung.

Ein Schwarzes Loch zu finden ist schwierig. Es könnte einfacher sein, zwei schwarze Löcher zu finden.

binäres Schwarzes Loch

Viele Jahre lang wurde der Nachweis der Existenz von Schwarzen Löchern aufgrund der Natur der Schwarzen Löcher selbst und der begrenzten verfügbaren Nachweismöglichkeiten erschwert. Für den Fall, dass ein Paar Schwarzer Löcher verschmelzen würde, müsste jedoch eine immense Energiemenge als Gravitationswellen mit charakteristischen Wellenformen abgegeben werden, die mit Hilfe der Allgemeinen Relativitätstheorie berechnet werden können …

https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_black_hole

Binäre Schwarze Löcher oder asymmetrisch rotierende Objekte geben Gravitationswellen oder Gravitationsstrahlung ab. Sie können diese Strahlung verwenden, um die Stelle des Schwarzen Lochs zu finden, das sie erzeugt. Die meiste Strahlung wird abgegeben, wenn sie sich verschmelzen, aber der Vorläufer der Verschmelzung sollte auch nachweisbare Mengen abgeben.

Wenn ein Schwarzes Loch Wasserstoff angesammelt hat, sollten zwei noch mehr haben!

Zeitdilatation

Je näher ein Beobachter an einem Gravitationskörper ist, desto langsamer erlebt er Zeit in Bezug auf einen weiter entfernten Beobachter. Hier ist zum Beispiel eine GrafikDas zeigt die Auswirkungen der Zeitdilatation auf Satelliten, die die Erde umkreisen, wobei die blaue Linie die Auswirkungen der Erdanziehungskraft auf die Zeitdilatation zeigt. Indem Sie ein ausreichend langes Schiff haben und an jedem Ende eine Atomuhr platzieren (oder eine der Uhren an einer sehr langen Stange platzieren, die aus der Vorderseite des Schiffes herausragt), können Vergleiche zwischen den Geschwindigkeiten angestellt werden, mit denen sie laufen Bestimmen Sie, ob Sie sich einem großen Gravitationskörper nähern oder sich von ihm entfernen. Je länger Ihr Schiff/Ihre Rute ist, desto stärker wird der Effekt sein. Die Annäherung an das Schwarze Loch wird auch den gleichen Effekt haben, indem die Zeitdilatation erhöht wird. Während dies Ihnen möglicherweise nicht hilft, ein Schwarzes Loch in sehr großer Entfernung zu finden (da es praktisch keine messbare Zeitdilatation gibt), hilft es Ihnen, Sie zu warnen, wenn Sie direkt auf eines zufliegen.

Beschleunigungsmesser.

Die Schwerkraft erzeugt Beschleunigung. Wenn Sie eine verdächtige Beschleunigungsquelle entdecken, die nicht dort sein sollte, haben Sie Ihre Antwort.

Die Erkennung einer von außen auferlegten Beschleunigung ist eines der SCHWIERIGEN Probleme der Physik. Schwerelos im Weltraum zu sitzen und im Weltraum zu sitzen und von einem konstanten 100-g-Schwerkraftfeld beschleunigt zu werden, fühlt sich GENAU gleich an. Sogar zu sehr, sehr empfindlicher Instrumentierung. Sie müssen auf den Effekt externer, zweiter und dritter Ordnung achten, um ihn überhaupt zu bemerken. Dinge wie Schwerkraftgradient oder sich ändernde Rotverschiebung umgebender Objekte usw. Ihr Beschleunigungsmesser wird untätig herumsitzen, gelangweilt von seinem mechanischen kleinen Verstand, selbst wenn er in ein schwarzes Loch fällt.
Wie würde man ein Schwarzes Loch erkennen, wenn es keine Lichtquellen mehr zum Brechen gibt?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v