Ist ein Schwarzes Loch ein perfekter schwarzer Körper?

Ein schwarzer Körper absorbiert alles Licht/Strahlung in seiner Reichweite. Je mehr Energie ein Körper aufnimmt, desto mehr Energie kann er nach den Grundgesetzen der Physik abgeben. Daher absorbiert ein schwarzer Körper alle auf ihn gerichtete Energie und gibt auch alle absorbierte Energie ab.

Ein Schwarzes Loch ist dafür bekannt, alle Arten von allem (Licht, Strahlung ...) zu absorbieren. Wenn es -alle- Energie um sich herum absorbiert, sollte es zusätzlich alle Energie abgeben, die es absorbiert hat. Aber aufgrund seiner enormen Schwerkraft kann das Notieren "entkommen", und daher wird tatsächlich nichts emittiert. Gilt ein Schwarzes Loch immer noch als perfekter schwarzer Körper?

Haftungsausschluss: Ich bin kein Physiker, ich bin ein Gymnasiast der Oberstufe mit Interesse für Physik. Ich kenne die bevorzugte Terminologie der Dinge nicht, insbesondere nicht in Englisch (2. Sprache). Wenn also etwas unklar ist, werde ich es in den Kommentaren unten erklären.

Antworten (1)

Ja, Schwarze Löcher sind angeblich nahezu perfekte Schwarze Körper. Sie senden Wärmestrahlung namens Hawking-Strahlung aus , die jedoch nicht von jenseits des Ereignishorizonts stammt, sondern eine Folge der Wechselwirkung des starken Gravitationsfelds außerhalb des Horizonts mit dem Vakuum ist.

Der Prozess wird manchmal als die Produktion „virtueller“ Teilchenpaare aufgrund von Quantenfluktuationen beschrieben, wobei eines der Teilchen in das Schwarze Loch fällt und das andere dazu zwingt, „real“ zu werden.

Eine anschauliche Erklärung, warum Schwarze Löcher nur nahezu perfekte Schwarze Körper sind, ist, dass sie keine Photonen mit einer Wellenlänge absorbieren können, die die Größe des Schwarzen Lochs überschreitet.

Als Randnotiz gibt es aufgrund der Äquivalenz von Gravitations- und Intertialeffekten aufgrund von Beschleunigung den verwandten Unruh-Effekt für beschleunigende Beobachter.

Wie kann man sehen, dass Schwarze Löcher keine Photonen absorbieren können, deren Wellenlänge größer ist als ihre (schwarze Löcher) Größe? Ich wusste nicht, dass schwarze Löcher eine Größe haben ...
Ein Schwarzes Loch hat einen Radius, der von seiner Masse abhängt. Eine auf das Schwarze Loch einfallende ebene Lichtwelle würde das Loch als eine Art kreisförmiges Hindernis sehen und einer Beugung unterliegen; das Beugungsmuster ist die Umkehrung der kreisförmigen Öffnungsmuster, die zu Dingen wie der Airy-Scheibe führen. Wenn die Lichtwellenlänge im Vergleich zur Größe des Schwarzen Lochs kurz ist, können Sie das Licht auf das Loch „richten“ und müssen sich keine Gedanken über Beugung an den Rändern machen. Bei Licht mit längerer Wellenlänge können Sie das Licht nicht auf das Loch richten und die Annäherung an die ebene Welle beibehalten.
Ein spezielles Beispiel: Ein Schwarzes Loch mit einer Sonnenmasse (Radius 3 km), das mit 30-Kilohertz-Strahlung (Wellenlänge 10 km) interagiert, würde eine signifikante Beugung erzeugen.