Die Dunkelheit eines Schwarzen Lochs als Folge von Schwerkraft oder zeitlicher Verzerrung?

Wenn ein Objekt auf ein Schwarzes Loch zufällt, wird das vom Objekt emittierte Licht durch die Schwerkraft rotverschoben. Wenn Photonen aus dem Schwerkraftschacht des Schwarzen Lochs aufsteigen, verlieren sie Energie, sie können nicht langsamer werden, aber ihre Wellenlänge wird gestreckt. Das Objekt wird aufgrund der gravitativen Rotverschiebung dunkel, wenn es sich dem Ereignishorizont nähert.

Photonen, die vom Ereignishorizont ausgehen, würden auf Nullenergie rotverschoben, und keine Photonen können sich aus dem Ereignishorizont heraus bewegen.

Wir werden auch die gravitative Zeitdilatation beobachten, die letzte Sekunde, bevor das Objekt den Ereignishorizont erreicht, wird auf unbestimmte Zeit ausgedehnt. Die beiden Effekte sind alle Teil derselben relativistischen Gravitationstheorie. Sie können die beiden Effekte nicht abwählen.

Tatsache ist, dass die Schwerkraft und die Verzerrung der Zeitrate dasselbe sind. Ein frei fallendes Objekt folgt einer geodätischen Raumzeit in die Zukunft, was nur eine möglichst gerade Bahn bedeutet, die der Krümmung der Raumzeit unterliegt. Aber "so gerade wie möglich" bedeutet übersetzt "der Weg in der Raumzeit, auf dem der Reisende die meiste Zeit erlebt, wenn er alle möglichen Wege passiert". Das ist analog dazu, wie eine Geodäte auf der Erde der Weg mit der kürzesten Entfernung ist. (Die Geometrie der Raumzeit ist nicht nur die natürliche 4D-Verallgemeinerung der 3D-Geometrie, sondern eher ein Analogon mit speziellen Regeln, die auf der tatsächlichen Funktionsweise der Physik basieren.)

Es stellt sich heraus, dass die Kurve mit der „richtigsten Zeit“ (vom Reisenden erlebte Zeit) eine Kurve ist, die sich dorthin krümmt, wo die Zeit langsamer vergeht, und die Zeit vergeht langsamer in der Nähe eines massiven Objekts. Das bedeutet, dass sich Ihr Weg durch die Raumzeit in Richtung des massiven Objekts krümmt, während Sie sich in die Zukunft bewegen. Mit anderen Worten, Sie bewegen sich immer schneller auf das massive Objekt zu. Du fällst.

Und natürlich macht es Sinn, dass eine Verlangsamung der Zeit die Frequenz einer Uhr oder eines Lichtstrahls verringert.

Und mehr noch, die Verlangsamung der Zeit ist ein Teil der Krümmung. Jedes Mal, wenn sich die Messskala ändert, wenn Sie sich von Ort zu Ort bewegen, und dies auf eine Weise geschieht, die zu einer Änderung der Geodäten führt, nennen wir das Krümmung. Und Krümmung ist wohl das grundlegende Phänomen. Und so würde ich sagen, dass es wirklich die Verlangsamung der Zeit (zusammen mit der Verformung des Raums) ist, die die Hauptursache dafür ist, dass Licht nicht entweichen kann.

Die Schwerkraft ist tatsächlich ein Nebeneffekt oder Ergebnis der Raumzeitverzerrung.

Betrachten Sie dieses einfache Diagramm:

Das blaue Gitter stellt den Zeitraum dar, und die orangefarbene Kugel ist ein Objekt mit hoher Masse.

Sich durch den Raum zu bewegen bedeutet, von einer Kachel zur anderen zu gehen. Wenn also Licht in die verzerrte Senke in der Raumzeit eindringt, muss es nicht nur einfach von Quadrat zu Quadrat gehen, sondern dies tun, während diese Quadrate in Richtung des massiven Objekts gezogen werden. Für einen Planeten oder einen durchschnittlichen Stern ist diese Verzerrung in Bezug auf das Licht vernachlässigbar, aber der Einbruch, den ein Schwarzes Loch machen würde, wäre viele, viele Male tiefer als das obige Diagramm - der Raum würde genauso schnell in das Loch fließen, oder schneller als Licht entlang des Raums reisen kann, um ihn zu durchqueren.

Wie der Versuch, eine Rolltreppe nach unten zu erklimmen, die sich immer schneller bewegt, als Sie hinaufsteigen können.

Aber die Raumzeit fließt, sie sollte schließlich herausgezogen werden, als würde man eine Tischdecke unter einer Ladung Geschirr hervorziehen, aber die Masse eines Schwarzen Lochs ist so groß, dass die Raumzeit im Wesentlichen festgenagelt wird, als würde man seine Gabel als Freund in die Tischdecke stecken versucht es wegzuziehen; Im Epizentrum des Lochs kommt die Zeit zum Stillstand.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Licht hier zu keinem Zeitpunkt langsamer wird, wenn es durch das Vakuum des Weltraums wandert, es ist nur der Raum, der sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wodurch verhindert wird, dass das Licht in einer bedeutenden Menge über das erwartete Niveau der Hawking-Strahlung hinaus entweicht.