waarom overwint de zwaartekracht in een zwart gat

[HansH]

de theorie is dat de zwaartekracht alle andere krachten overwint als je massa maar dicht genoeg op elkaar perst. maar als je bv kijkt naar de afstand waarmee elektrische lading van bv 2 elektronen elkaar in het geval van 2 elektronen afstoot dan is die kracht vele malen groter dan de zwaartekracht tussen die 2 elektronen. We zijn er nu achter dat door het feit dat de ART eindigt in een singulariteit die theorie voor hele kleine afstanden niet kan kloppen. (omdat singulariteiten aangeven dat onze kennis daar ophoudt)
kan iemand uitleggen waarom de conclusie is dat zwaartekracht de afstotende kracht van elektronen onderling kan overwinnen? en het zelfde verhaal kun je natuurlijk houden voor andere afstotende krachten op micro nivo. ik weet dat er bepaalde limieten zijn zoals de Chandrasekhar-limiet, maar niet precies hoe men daaraan komt. blijkbaar is dat micro nivo lastig omdat onze kennis niet voorziet in zwaartekracht samen met het hele kleine.
Dus waarom stoten electronen elkaar niet zodanig sterk af dat de zwaartekracht het daar niet van kan winnen.

[Bladerunner]

Even heel snel dus misschien te kort door de bocht:

De sterke kernkracht is 10³⁸ keer zo sterk als de zwaartekracht. De elektromagnetische 10³⁶. Nu worden de quarks in een proton bijeengehouden door de sterke kernkracht via de gluons. Maar of je nu 1 proton hebt of tientallen, die kernkracht wordt er niet groter door. Maar de massa van die protonen neemt wel toe en daarmee dus ook de zwaartekracht.

Dus terwijl de kernkracht of de elektromagnetische pure fundamentele krachten zijn is de zwaartekracht dat eigenlijk niet. Einstein zegt ook al dat het geen kracht is maar het gevolg van ruimte kromming door massa.

Heb je dus maar genoeg massa dan haalt zwaartekracht de andere krachten in en overwint deze waardoor er een zwart gat kan ontstaan.

Het is overigens niet zo dat zwaartekracht twee vrije elektronen in elkaar kan drukken. Fermionen kunnen niet op de zelfde plek bestaan. Wat er eerder gebeurt is dat elektronen in het proton gedrukt worden en neutronen vormen, vandaar 'neutronenster'.

Ook moeten we niet vergeten dat er bij de vorming van een neutronenster of zwart gat niet alleen de massa meespeelt. Een supernova begint met een implosie waar bij de kern ineen stort onder zijn eigen massa. Die implosie heeft soms een snelheid van 10 tot 20% van de lichtsnelheid. In het middelpunt komt die massa abrupt tot stilstand en worden atomen verbrijzeld alleen al door de enorme druk van al die massa die niet te stuiten is en botst met krachten die niet van wijken weten. Een van die twee moet toegeven.

[HansH]

de zin 'Heb je dus maar genoeg massa dan haalt zwaartekracht de andere krachten in en overwint deze ' begrijp ik niet goed. zwaartekracht wordt sterker naarmate materie dichter bij elkaar zit. Newton berekende dat met het kwadraat van de afstand tussen 2 massa's en dat zelfde soort verband zie je terug bij afstotende kracht tussen elektronen of aantrekkende kracht tussen protonen en elektronen. maar als daar een factor tussen zit mbt zwaartekracht tov kernkracht of elektromagnetische kracht, waarom wordt zwaartekracht dan toch relatief sterker bij kleine afstanden?

Blijkbaar heffen de krachten van elektronen en protonen elkaar op als ze in elkaar geperst worden. dus dan zou de zwaartekracht ervoor zorgen dat die 2 elkaar opheffen? en hoe zit het dan met de kernkrachten? zit daar ook dat kwadraat tussen?

[Xilvo]

de zin 'Heb je dus maar genoeg massa dan haalt zwaartekracht de andere krachten in en overwint deze ' begrijp ik niet goed. zwaartekracht wordt sterker naarmate materie dichter bij elkaar zit. Newton berekende dat met het kwadraat van de afstand tussen 2 massa's en dat zelfde soort verband zie je terug bij afstotende kracht tussen elektronen of aantrekkende kracht tussen protonen en elektronen. maar als daar een factor tussen zit mbt zwaartekracht tov kernkracht of elektromagnetische kracht, waarom wordt zwaartekracht dan toch relatief sterker bij kleine afstanden?

Omdat je bij zwarte gaten Newton niet meer mag toepassen.
Om niet dichter bij elkaar te komen zouden die ladingen sneller dan het licht moeten gaan. Dat kan nu eenmaal niet. De tijd wijst richting centrum van een zwart gat.

[HansH]

dat is hoe de ART het inderdaad voorspelt. maar het punt is dat de ART resulteert in een singulariteit en dat is weer een indicatie dat de theorie daar zijn geldigheid verliest en we kennis tekort komen om het goed te begrijpen. Dus bij het hele kleine kom je in het probleem dat quantummechanica en ART elkaar in de weg zitten. en dat is nu juist het punt waar ook deeltjes zoals elektronen en protonen hun interacties hebben.

[Xilvo]

Er is bij niet al te kleine zwarte gaten nog een heel ruim gebied tussen de waarnemingshorizon en de singulariteit waar de ART waarschijnlijk nog steeds geldig is. Er is tenminste geen reden om iets anders te vermoeden.

[Bladerunner]

Blijkbaar heffen de krachten van elektronen en protonen elkaar op als ze in elkaar geperst worden. dus dan zou de zwaartekracht ervoor zorgen dat die 2 elkaar opheffen? en hoe zit het dan met de kernkrachten? zit daar ook dat kwadraat tussen?

De energie van een proton (uitgedrukt in eV) plus dat van een elektron is haast gelijk aan dat van een neutron. Nu is de reikwijdte van de sterke kernkracht in een proton iets groter dan de afmeting van het proton. Komt een elektron dus te dichtbij dan komt het in de greep van die sterke kernkracht en veranderd het proton in een neutron omdat dat het deeltje is dat qua energie het eerste is dat in aanmerking komt. Andere deeltjes zijn er te licht of te zwaar voor. Zwaartekracht is dus niet de reden dat ze elkaar opheffen maar wel de aanzetter ervan.

Nu bevinden elektronen zich normaal gesproken op relatief grote afstanden van de kern. (Het grootste deel van een atoom is feitelijk lege ruimte). Door hoge druk echter komen de atomen dichter op elkaar en aangezien geen elektron zich op de plek van een andere kan bevinden gaan ze automatisch richting de kern.
Als de druk dus maar hoog genoeg wordt verdwijnen er elektronen in de protonen omdat die elektronen in de invloedsfeer van de kernkracht komen. De zwaartekracht en de elektromagnetische nemen af in het kwadraat maar de kernkracht is ongeveer evenredig aan de afstand. Per afstand neemt die kracht dus minder af dan zwaartekracht maar terwijl zwaartekracht een oneindig bereik heeft is dat van de kernkracht 10^-15m

[HansH]

Er is bij niet al te kleine zwarte gaten nog een heel ruim gebied tussen de waarnemingshorizon en de singulariteit waar de ART waarschijnlijk nog steeds geldig is. Er is tenminste geen reden om iets anders te vermoeden.

dat zal zo zijn. maar de manier waarop we denken dat de ruimtetijd werkt maakt dat de ruimtetijd als het ware naar de singulariteit toevalt met een snelheid groter dan c binnen de waarnemingshorizon. Dus dan kan het niet anders dan dat er een singulariteit is terwijl de weg er naartoe al vanaf de waarnemingshorizon onontkoombaar naar die singulariteit toe leidt. dat komt omdat niets sneller dan c kan gaan dus niet tegen de stroom op kan dus niet naar buiten toe.

Ee ook weten dat een singulariteit duidt op een onvolkomenheid in ons begrip. Dus die onvolkomenheid begint denk ik dan al vanaf elk punt binnen de waarnemingshorizon om die reden. In de echte natuur moet er dus een mechanisme zijn wat die singulariteit voorkomt. Dat zou volgens mij dan in ieder geval iets moeten zijn wat het mechanisme van het kantelen van de lichtkegel over het randje heen (waarbij licht dus alleen nog naar binnen kan) oftewel voorkomt en dan zou je dus geen zwart gat hebben, oftewel ergens binnen de waarnemingshorizon terugdraait. dan heb je wel een zwart gat, maar als je daarin valt blijven de restanten van jou daar wel ergens hangen en kunnen nooit meer terug nar buiten de waarnemingshorizon, maar zonder dat zich een singulariteit vormt.

[Xilvo]

Ee ook weten dat een singulariteit duidt op een onvolkomenheid in ons begrip. Dus die onvolkomenheid begint denk ik dan al vanaf elk punt binnen de waarnemingshorizon om die reden.

We weten niet wat er bij de verondersteld singulariteit gebeurt.
Er is geen enkele reden om aan te nemen dat er meteen na het overschrijden van de waarnemingshorizon bijzondere dingen gaan gebeuren.

[HansH]

We weten niet wat er bij de verondersteld singulariteit gebeurt.
Er is geen enkele reden om aan te nemen dat er meteen na het overschrijden van de waarnemingshorizon bijzondere dingen gaan gebeuren.

geen byzondere dingen, maar er moet wel iets gebeuren wat vanaf de waarnemingshorizon naar binnen toe zodanig werkt dat een singulariteit voorkomen kan worden. zoals het nu werkt kan dat niet, dus moet het al vanaf de waarnemingshorizon anders werken dan we nu denken, of zelfs misschien daarbuiten al, al kan daar het effect daarvan misschien klein zijn.

[Xilvo]

dus moet het al vanaf de waarnemingshorizon anders werken dan we nu denken, of zelfs misschien daarbuiten al, al kan daar het effect daarvan misschien klein zijn.

Waarom?

[Bladerunner]

Het maakt ook uit over wat voor zwart gat je praat. Bij een zwart gat dat een overblijfsel is van een superzware ster heb je in de directe omgeving al een erg sterk zwaartekrachtveld en ontkom je niet als je de event horizon passeert.

Maar dat is bij de super massieve gaten in het centrum van een sterrenstelsel anders. Daar is de zwaartekracht veel minder vanwege de grotere diameter. (zwaartekracht neemt immers af per afstand in het kwadraat). Op de rand van zo'n zwart gat heb je ook nog geen extreem hoge dichtheid. Neutronen sterren b.v. hebben een grotere gemiddelde dichtheid dan dit type zwart gat.

[HansH]

dus moet het al vanaf de waarnemingshorizon anders werken dan we nu denken, of zelfs misschien daarbuiten al, al kan daar het effect daarvan misschien klein zijn.

Waarom?

omdat de ART theorie onherroepelijk tot een singulariteit leidt zodra je de eventhorizon passeert vanwege de manier waarop de ruimtetijd verandert en aan elkaar gekoppeld is. Dus als de singulariteit er niet is dan moet de ruimtetijd op een andre manier aan elkaar gekoppeld zitten dan de ART nu voorspelt. dus er moet een correctie op. die correctie zal dan verwaarloosbaar klein zijn in onze dagelijkse situatie en waarschijnlijk ook nog in de buurt van een eventhorizon, maar steeds dominanter moeten worden richting singulariteit. in het algemeen zal het nooit zo zijn dat zo'n effect op een discontinue manier er ineens is. Dus moet het er overal zijn.

[Xilvo]

die correctie zal dan verwaarloosbaar klein zijn in onze dagelijkse situatie en waarschijnlijk ook nog in de buurt van een eventhorizon, maar steeds dominanter moeten worden richting singulariteit. in het algemeen zal het nooit zo zijn dat zo'n effect op een discontinue manier er ineens is. Dus moet het er overal zijn.

Dat ben ik met je eens, als er zo'n effect is. Maar dat betekent nog niet dat het vanaf de horizon of zelfs nog een stuk daaronder al een merkbare invloed hoeft te hebben.

[Bladerunner]

De eventhorizon is ook een denkbeeldige grens. Alleen bepaald door het feit dat licht (en dus informatie) er niet uit kan. Het zegt verder niets over wat er verder gebeurt als je hem passeert.