In der Quantenelektrodynamik (zumindest nach meinem rudimentären Wissen) wird die elektromagnetische Kraft also durch Photonen vermittelt.
Andererseits sind in der klassischen allgemeinen Relativitätstheorie die Lösungen des Kerr-Schwarzen Lochs eine Familie, die durch 3 Zahlen parametrisiert ist, von denen eine ist , die als Ladung des Körpers interpretiert wird.
Nun kann Licht nicht aus einem Schwarzen Loch entweichen. Wenn also ein geladenes Teilchen in das Schwarze Loch eintritt, wie könnte ein Teilchen außerhalb des Schwarzen Lochs die Ladung wahrnehmen (da kein Austausch von Photonen stattfinden kann)?
Eine Möglichkeit ist, dass die Ladung (oder zumindest die Information darüber) auf der Oberfläche des Schwarzen Lochs verbleibt. Aber Materie soll in endlicher Eigenzeit die Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs erreichen.
Also, was passiert eigentlich? Ich kann mir nur schwer vorstellen, dass sich beispielsweise ein Proton, das in das Schwarze Loch eintritt, von seiner Ladung „trennt“, während der „Rest“ sich weiter zur Singularität bewegt. Wenn dies passieren würde, würde etwas weitaus Interessanteres als die Spaghettifizierung passieren! Tatsächlich wäre es unmöglich, den Ereignishorizont eines supermassereichen Schwarzen Lochs zu überschreiten, da die elektrostatischen Kräfte, die uns zusammenhalten, verschwinden würden.
Oder es könnte sein, dass diese Frage nicht gut gestellt ist. Schließlich befassen sich Quantenfeldtheorien mit Feldern und nicht mit „Teilchen“.
Ich bin in der Mathematikabteilung, also war ich nur neugierig, was die Physiker von dieser Situation halten und ob es dafür eine Standarderklärung gibt.
Ich bin in der Mathematikabteilung, also war ich nur neugierig, was die Physiker von dieser Situation halten und ob es dafür eine Standarderklärung gibt.
Dieser Teilchenphysiker (experimentell) weiß, dass die Quantisierung der Schwerkraft und die Vereinigung aller vier Kräfte noch in der Zukunft liegt. Man muss in der Lage sein, die Feynman-Diagramme der Wechselwirkung eines Photons (Quantenmechanik) und eines Schwarzen Lochs (klassische allgemeine Relativitätstheorie) rigoros niederzuschreiben, und das können nur Vermutungen sein, bis ein endgültiges Modell gefunden ist.
Stringtheorien sind attraktive Kandidaten, aber im Moment gibt es keine phänomenologische Validierung für die Wahl einer als Standardmodell, mit dem solche Fragen beantwortet werden können. Es gibt Vermutungen wie Fuzzball (Stringtheorie) :
Die Fuzzball-Theorie ersetzt die Singularität im Herzen eines Schwarzen Lochs, indem sie postuliert, dass die gesamte Region innerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs tatsächlich ein Knäuel aus Fäden ist, die als ultimative Bausteine von Materie und Energie weiterentwickelt werden. Man nimmt an, dass Saiten Energiebündel sind, die auf komplexe Weise sowohl in den drei physikalischen Dimensionen des Raums als auch in kompakten Richtungen schwingen – zusätzliche Dimensionen, die in den Quantenschaum (auch als Raumzeitschaum bekannt) verwoben sind.
Dieser Link kann einen Einblick in die Forschung zur Vereinigung von Kräften durch Stringtheorien geben. Als Forschungsbeispiel wurde dies 1996 von einem heute bekannten Stringtheorie-Physiker geschrieben (die Mühlen Gottes mahlen langsam). Stringtheoretiker arbeiten an geladenen Schwarzen Löchern.
Bis der heilige Gral der Vereinigung erreicht ist, verwendet man für spezifische Probleme effektive Feldtheorien, wie das Urknallmodell der Geschichte des Universums, das anstelle der ursprünglichen Singularität einen unscharfen Bereich hat, damit das Gerüst der Quantenmechanik passt die astrophysikalischen Beobachtungen (z. B. kosmischer Mikrowellenhintergrund).
PM 2Ring
QMechaniker
HH