Ist es möglich, dass die starke Schwerkraft eines Schwarzen Lochs Materie in Antimaterie umwandelt? Bedeutet dies, dass Materie oder Energie, die in das Schwarze Loch gelangt, in Antimaterie umgewandelt wird?
Es wäre genauer zu sagen, dass ein Schwarzes Loch alles, was hineinfällt, schließlich in gleiche Mengen von Materie und Antimaterie umwandelt.
Der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie wird durch einige konservierte (oder ungefähr konservierte) Quantenzahlen definiert. Beispielsweise haben Materiebaryonen und Quarks eine positive Baryonenzahl, während Antibaryonen und Antiquarks eine negative Baryonenzahl haben. Leptonen (z. B. Elektronen, Neutrinos) und ihre Antiteilchen haben stattdessen eine entsprechende Leptonenzahl.
Semiklassisch verdampft ein Schwarzes Loch durch Hawking-Strahlung. Bei astrophysikalisch großen Schwarzen Löchern betrifft dies überwiegend Photonen, die ihre eigenen Antiteilchen sind, aber sobald das Schwarze Loch auf eine ausreichend kleine Größe verdampft ist, wird es auch massive Teilchen ausstrahlen. Da es keine langreichweitigen Kräfte gibt, die mit der Baryonenzahl oder der Leptonenzahl gekoppelt sind, ist ein Schwarzes Loch nicht verpflichtet, sie zu erhalten, und sollte daher gleiche Mengen an Materie und Antimaterie ausstrahlen, unabhängig davon, was hineingefallen ist.
Dies unterscheidet sich beispielsweise von Energie-Impuls, elektrischer Ladung und Drehimpuls, deren Vorhandensein einen Unterschied in den langreichweitigen Gravitations- und/oder elektromagnetischen Feldern ausmacht. Daher sollte die Gesamtladungsmenge, die das Schwarze Loch abstrahlt, der Gesamtmenge entsprechen, die hineingefallen ist usw.
Es sei denn natürlich, die Quantengravitation beschert uns weitere Überraschungen, was durchaus möglich ist.
Ich gehe davon aus, dass Sie mit "innerhalb des Schwarzen Lochs" den Ereignishorizont meinen. In diesem Fall ist die Antwort nein. Der lokale Raum eines Teilchens innerhalb des Ereignishorizonts ist derselbe wie außerhalb - Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Raumzeitpunkte innen und außen kausal getrennt sind.
Direkt an der Singularität weiß niemand genau, was passiert, aber ich denke, es ist unwahrscheinlich, dass sich Materie in Antimaterie verwandelt.
Das ist aus meinem Kurs zur allgemeinen Relativitätstheorie vor vielen Jahren. Ich glaube nicht, dass es irgendwelche Entdeckungen gegeben hat, die es entkräften würden.
Es gibt dieses Ding namens No-Hair-Theorem für Schwarze Löcher. Es besagt, dass nur wenige Größen gelten - Masse, Drehimpuls und Ladung, denke ich. Vor allem ist die Baryonenzahl NICHT eine der wenigen Größen, die zutrifft. Schwarze Löcher haben keine Baryonenzahl.
Wenn also ein Schwarzes Loch verdunstet, ist die gesamte Baryonenzahl dessen, was herauskommt, NICHT die gesamte Baryonenzahl dessen, was hineingegangen ist.
Interessanterweise bietet dies theoretisch eine Möglichkeit, Materie vollständig umzuwandeln - werfen Sie alles, was Sie herumliegen, in ein Schwarzes Loch, warten Sie, bis es verdunstet ist, und fangen Sie die resultierende Energie ein und verwenden Sie sie (vermutlich entweder so etwas wie Photonen oder gleiche Mengen davon Materie und Antimaterie).
Peterh