Da der Ereignishorizont als die Grenze definiert ist, innerhalb derer die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, und die Fluchtgeschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, die erforderlich ist, damit dieses Objekt von diesem Punkt aus ins Unendliche gelangt, warum kann Licht dem Ereignishorizont nicht einmal entkommen? wenn es nicht unendlich weit davon entfernt ist?
Ich nehme an, dass dies ein Problem bei der Verwendung der Newtonschen Idee der Fluchtgeschwindigkeit zur Ableitung des Schwarzschild-Radius ist, da sie zwar zur richtigen Antwort gelangt, aber eine Situation beschreibt, in der Licht den Ereignishorizont verlassen könnte, wenn auch nur vorübergehend.
In der klassischen Physik gibt es ein Konzept namens dunkler Stern , das bereits im 18. Jahrhundert herumgeworfen wurde. Die Idee ist genau das, worauf Sie sich beziehen - ein Objekt, dessen Masse so groß ist, dass die Fluchtgeschwindigkeit von seiner Oberfläche überschritten wird . Newton selbst glaubte, dass Licht teilchenartig sei, und die Implikation des dunklen Sterns ist, dass Lichtteilchen, die von seiner Oberfläche emittiert werden, eine gewisse Strecke nach außen wandern, einen Wendepunkt erreichen und dann wieder hineinfallen würden.
Das ist nicht das, was ein Schwarzes Loch ist. Der Schwarzschild-Radius ist nur durch einen glücklichen Zufall der Dimensionsanalyse gleich dem kritischen Radius eines klassischen dunklen Sterns ; Obwohl die Eigenschaften eines Schwarzen Lochs denen eines dunklen Sterns oberflächlich ähnlich sein mögen, sind sie sehr, sehr unterschiedliche Objekte.
Eine Möglichkeit, darüber nachzudenken, was am Schwarzschild-Radius passiert, besteht darin, dies zu notieren , die Natur von Raum und Zeit werden gewissermaßen umgedreht. Die radiale Koordinate (die ungefähr die Entfernung zur Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs beschreibt) wird „zeitähnlich“, während die Koordinatenzeit „raumähnlich“ wird; Infolgedessen kann ein Objekt (oder tatsächlich ein Photon) innerhalb des Ereignishorizonts die Singularität nicht mehr vermeiden, als ein außenstehender Beobachter nächsten Dienstag vermeiden könnte.
Im Gegensatz zur klassischen Vorstellung eines dunklen Sterns geht es nicht darum, genug Energie zu haben, um aus einem Schwarzen Loch zu entkommen – es ist nur so, dass es, sobald man sich innerhalb des Ereignishorizonts befindet, keine zukunftsgerichteten zeitähnlichen Kurven (das sind die Pfade) gibt massive Objekte folgen), die Sie nicht in die Singularität bringen.
Damit meine ich, wenn Sie die Newtonsche Konstante verwenden möchten , die Masse eines Objekts , und die Lichtgeschwindigkeit Um eine Distanz zu schaffen, ist Ihre einzige Wahl - sonst würden die Einheiten nicht funktionieren. Die Tatsache, dass der zusätzliche Faktor von im Schwarzschild-Radius mit dem kritischen Radius des Newtonschen dunklen Sterns übereinstimmt, ist zufällig.
Biophysiker