Haben Schwarze Löcher Ladungen? Wenn ja, wie würden sie gemessen? Und verhält sich Elektrizität genauso? Schwarze Löcher beeinflussen Photonen, die Träger von EM-Strahlung sind, also haben Schwarze Löcher einen Einfluss auf die elektrische Kraft?
Unser derzeitiges Verständnis legt nahe, dass Schwarze Löcher eine elektrische Ladung haben können und dass dies neben Masse und Drehimpuls die einzigen Möglichkeiten sind, wie Schwarze Löcher unterscheidbare physikalische Eigenschaften haben können. Dies ist ein Ergebnis des berühmten No-Hair-Theorems , obwohl man bedenken sollte, dass es noch keinen endgültigen Beweis für dieses Theorem gibt.
Wie dieser Wikipedia-Eintrag über geladene Schwarze Löcher zeigt, wird jedoch allgemein erwartet, dass die elektrische Ladung eines Schwarzen Lochs ziemlich gering ist.
Weit entfernt vom Schwarzen Loch könnten Sie die elektrische Ladung im Prinzip genauso messen wie jedes andere elektrische Feld, sagen wir mit einem Elektrometer , obwohl es so aussieht, als wäre es ziemlich schwierig, eine ausreichend empfindliche Messung durchzuführen. Wenn Sie sich dem Schwarzen Loch nähern, wird die Geometrie der Feldlinien von der Schwerkraft des Schwarzen Lochs beeinflusst, die sich in seiner Raum-Zeit- Metrik widerspiegelt . Abgesehen von den praktischen Aspekten wäre es im Prinzip auch möglich, die Ladung des Schwarzen Lochs zu messen, indem man seine Gravitationssignatur über die Metrik misst und nach der Ladung auflöst, wenn man seine Masse bereits kennt.
Dies sind zwei getrennte Fragen. Es ist besser, wenn Sie nicht versuchen, zwei Fragen zu einer zu kombinieren.
Um die erste Frage zu beantworten: Ja, ein Schwarzes Loch kann eine messbare Ladung haben. Sie messen es genauso wie jede andere Ladung. Das ist aber alles rein theoretisch. Viele echte Schwarze Löcher wurden beobachtet und anhand ihrer Massen charakterisiert, aber es besteht keine realistische Chance, dass ein Schwarzes Loch jemals genug Ladung hat, um messbar zu sein.
Wir wissen, dass Schwarze Löcher geladen sein können, weil es Lösungen für die Einstein-Feldgleichungen wie die Reissner-Nordström-Metrik gibt, bei der ein geladenes Testteilchen eine Kraft erfährt, die ein neutrales Testteilchen nicht erfährt. Die No-Hair-Theoreme für Schwarze Löcher erlauben ausdrücklich elektrische Ladung als beobachtbare Art von "Haaren", die ein Schwarzes Loch haben kann .
Als Antwort auf die zweite Frage können die Maxwellschen Gleichungen in Tensorform ausgedrückt werden, und in dieser Form funktionieren sie genauso gut in der Allgemeinen Relativitätstheorie.
JG