Warum Energie für Licht wichtig ist, um dem Ereignishorizont zu entkommen?

Vielen Dank für die Bearbeitung der Frage zur Klärung. Das Material, das Sie aus dem Wikipedia-Artikel zitieren, ist einfach falsch. Beachten Sie, dass der Artikel oben eine Vorlage mit der Warnung enthält, dass „dieser Artikel die Aufmerksamkeit eines Experten zu diesem Thema erfordert“. Die Flugbahn eines Photons in der Nähe eines Schwarzen Lochs hat nichts mit seiner Energie zu tun. Die geodätische Gleichung hat eindeutig definierte Lösungen für eine gegebene Anfangsposition und anfängliche Vierergeschwindigkeit. Zwei Photonen mit unterschiedlichen Energien haben immer noch die gleiche Flugbahn, wenn sie an der gleichen Position und mit der gleichen anfänglichen Vierergeschwindigkeit starten.

Ich habe das falsche Material aus dem WP-Artikel herausgeschnitten und Kommentare auf der Diskussionsseite des Artikels hinterlassen.

Der Unterschied zwischen entkommenden Photonen und eingefangenen Photonen ist die Richtung ihrer Geodäten. Wenn Sie ein 4-dimensionales Schwarzes Loch betrachten, das wirklich in unserem Universum existiert, wird die Raumzeitposition des Photons durch die Koordinaten (t, r, θ, φ) dargestellt, wobei θ und φ die Winkelposition um das Schwarze Loch ausdrücken. Und nehmen wir an, Photonen befinden sich etwas außerhalb des Ereignishorizonts.

Ein Photon, das sich in rein radialer Richtung bewegt (im Laufe der Zeit nimmt r zu, aber θ und φ bleiben unverändert), entkommt dem Schwarzen Loch (weil es sich etwas außerhalb des Ereignishorizonts befindet). Aber ein Photon, das sich in Winkelrichtung bewegt, kann in Bezug auf die radiale Position bleiben. Dies ist in gewissem Sinne ein einzigartiges Phänomen der Einstein-Schwerkraft, denn in der Newtonschen Schwerkraft hängt es nur von seiner Energie ab, ob ein Teilchen der Schwerkraft entkommen kann. (Und ich nehme an, deshalb haben Sie die Energie des Lichts erwähnt.) In der Einstein-Schwerkraft Photonen durchlaufen dieselbe Null-Geodäte unabhängig von ihrer Energie, die als Anfangsbedingung der geodätischen Gleichung definiert ist.

Im Fall eines zweidimensionalen Schwarzen Lochs, das der Einfachheit halber häufig verwendet wird, gibt es keine Winkelrichtung, also gibt es kein eingefangenes Photon, außer für den Fall, dass es sich genau auf dem Ereignishorizont befindet. Dies lässt sich leicht überprüfen, indem man ein Penrose-Diagramm schreibt.