Aufgeladenes Schwarzes Loch

Es ist bekannt, dass Einsteins Gleichungen Lösungen für geladene Schwarze Löcher zulassen. Die Reissner-Nordström-Metrik im Falle eines nicht rotierenden geladenen Schwarzen Lochs und für rotierende geladene Schwarze Löcher gibt es die Kerr-Newman-Metrik.

In der Reissner-Nordström-Metrik kann ich das elektrische Feld berechnen, es hat die folgende Form

F 0 R = − F R 0 = Q R 2
Aber folgendes kann ich nicht nachvollziehen. Wenn zwei geladene Teilchen interagieren, tauschen sie aus meiner Sicht Photonen untereinander aus. Wenn ich diese Argumentation auf die Wechselwirkung zwischen einem geladenen Schwarzen Loch und einer Sondenladung anwende, erhalte ich eine Nullkraft, weil das Schwarze Loch keine Photonen emittieren kann und alle Photonen absorbiert. Können wir erklären, wie es auf Quantenebene funktioniert? (Ich meine QED und nicht Quantengravitation!!).

Dies ist keine Antwort, aber: Wenn Ihre Logik richtig ist, können auch Gravitonen dem Schwarzen Loch nicht entkommen, und daher könnte ein entferntes geladenes Teilchen die Kraft weder aufgrund elektrischer Abstoßung noch aufgrund gravitativer Anziehung spüren (da weder Photonen noch Gravitonen sollten aus dem Loch entkommen können). Diese Denkweise von virtuellen Teilchen, die statische Potentiale kommunizieren, muss also eindeutig modifiziert werden.
Ich möchte nicht über Graviton diskutieren. Möglicherweise lässt sich die Schwerkraft nicht quantifizieren. Es ist eine schwierige Frage. Beginnen wir mit der Elektrodynamik.
Nun, Photonen und Gravitonen selbst können das Schwarze Loch nicht verlassen, aber das bedeutet nicht, dass das Schwarze Loch die Quantenfelder um es herum nicht beeinflusst. Schwarzes Loch verzerrt die Raumzeit und EM, wodurch Gravitation und elektromagnetische Wellen entstehen. Dies ist auch der Grund, warum Gravitation und Ladung und indirekt Spin und Magnetismus aus einem Schwarzen Loch heraus kommuniziert werden. Aus diesem Grund tritt auch Hawking-Strahlung auf.

Antworten (1)

Das Problem ist Ihr Bild der elektromagnetischen (und allgemein jeder) Wechselwirkung, die aufgrund des Austauschs realer Teilchen entsteht. Allerdings die elektrostatischen Wechselwirkungen ∼ 1 / R entstehen durch den "Austausch virtueller Teilchen ". Virtuelle Teilchen sind keine Teilchen, sie werden „Teilchen“ genannt, weil sie in den mathematischen Ausdrücken in einem ähnlichen Zusammenhang wie tatsächliche Quantenteilchen erscheinen. „Virtuelle Teilchen“ können jedoch niemals beobachtet werden, sie sind Quantenfeldanregungen, die immer an ihrer Quelle hängen und nicht teilchenartig sein können.

Eine definierende Eigenschaft „virtueller Teilchen“ ist, dass sie sich mit einer Geschwindigkeit „bewegen“ können, die größer ist als das Licht. Genauer gesagt kann ihr Impuls raumartig und ihre Masse formal imaginär sein. Mit anderen Worten, Wechselwirkungen vom Coulomb-Typ ∼ Q 1 Q 2 / R werden "durch Photonen vermittelt, die sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit bewegen". Das bedeutet, dass ein solches virtuelles Teilchen problemlos außerhalb eines Schwarzen Lochs „tunneln“ und Wechselwirkungen vermitteln kann.

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