Wenn Sie ein Raum-Zeit-Diagramm eines Objekts zeichnen, das durch den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs fällt, und an jedem Punkt die vergangenen und zukünftigen „Lichtkegel“ des Objekts zeichnen, hätte der Punkt nicht unendlich zum Ereignishorizont einen Lichtkegel, der vom Objekt abgestrahltes Licht einen Beobachter außerhalb des Ereignishorizonts zum Zeitpunkt = Unendlich erreichen lässt? (an dem Punkt, an dem das Objekt den Ereignishorizont berührt, wird ein abgestrahltes Photon niemals den Beobachter außerhalb des Ereignishorizonts erreichen) Wenn ja, warum tun wir es dann nicht außerhalb des Ereignishorizonts von Schwarzen Löchern, die durch den Kollaps von Sternen entstehen, das Licht des kollabierenden Sterns (auch bekannt als das Licht einer Supernova, die ein schwarzes Loch bildet) für immer beobachten? Bitte lassen Sie mich wissen, wenn ich falsch liege.
Wenn Material auf einen Horizont fällt und dabei Licht aussendet, müssen drei Effekte berücksichtigt werden: die Weltlinie des Emitters, die Rotverschiebung des Lichts und die Intensität des Lichts (Scheinwerfereffekt).
Wenn der Sender Lichtsignale aussendet, werden sie bei einem Empfänger irgendwo außerhalb des Horizonts immer rotverschobener und immer dunkler und immer seltener. Bei Signalen, die von horizontnahen Orten ausgehen, fallen die Frequenz und die Intensität am Empfänger exponentiell mit der Zeit ab. Angesichts eines solchen exponentiellen Zerfalls könnte man sagen, dass er nie ganz Null erreicht, aber wir sagen das normalerweise nicht für andere Fälle von exponentiellem Zerfall, wie zum Beispiel Atome, die in ihren Grundzustand zerfallen. Wir sagen einfach, das Atom zerfällt. Nach der gleichen Logik sollten wir also sagen, dass das empfangene Licht eines kollabierenden Sterns auf eine Intensität von Null abfällt, und es ist nicht notwendig, unendlich lange darauf zu warten, bis dies der Fall ist. Daher ist das Schwarze Loch tatsächlich schwarz,
Und doch überquert das fallende Material gemäß einer sehr natürlichen Definition von Gleichzeitigkeit den Horizont tatsächlich nicht in einer endlichen Zeitspanne, die auf der fernen Uhr registriert ist, sodass die Materie, die sich bewegt, um das Schwarze Loch zu bilden, niemals ihren Kollaps in Richtung ihres eigenen beendet Horizont. Das klingt nach einer sehr merkwürdigen Schlussfolgerung, ist aber der Relativität der Gleichzeitigkeit und einer gegen Unendlich strebenden Zeitdilatation geschuldet. Es gibt viele andere Referenzsysteme und damit Definitionen von Gleichzeitigkeit, in denen sich das Schwarze Loch in endlicher Zeit bildet. Und die Vorhersagen darüber, was emittierte Signale tun, wenn sie woanders ankommen, sind unabhängig von solchen Details. Die Signale verklingen. Das Loch ist schwarz.
Du liegst nicht falsch. Wenn wir ewig leben könnten und wenn wir unendlich kleine Lichtenergien beobachten könnten, würden wir ewig beobachten, wie das Licht aus Materie in ein entstehendes Schwarzes Loch fällt. Da die Zeit am Schwarzschild-Radius anzuhalten scheint, wird die Frage aufgeworfen, ob sich tatsächlich eine Singularität bilden kann. 1939 veröffentlichten Julius Robert Oppenheimer und einer seiner Schüler, Hartland Snyder, die wegweisende Arbeit über den Gravitationskollaps zu einem Schwarzen Loch (Oppenheimer JR, Snyder H., 1939, On Continued Gravitational Attraction, Phys. Rev. 56, 455 ) . Sie kamen zu dem Schluss, dass es aus Sicht eines externen Beobachters „unmöglich ist, dass sich in endlicher Zeit eine Singularität bildet“.
Die Dinge, die in der modernen Terminologie üblicherweise Schwarze Löcher genannt werden, sind stabile Zustandslösungen von Einsteins Gleichung unter der Annahme von Randbedingungen, die in der Praxis niemals physikalisch auftreten. Wie von Oppenheimer und Snyder beschrieben, treten diese Lösungen in unserem Universum niemals auf.
Jim