Was ist der Grund für die Idee, dass Licht einem Schwarzen Loch nicht entkommen kann? [Duplikat]

Laut Definition kann Licht aus einem Schwarzen Loch nicht entweichen .

Wie folgerten Wissenschaftler, dass Licht einem Schwarzen Loch nicht entkommen kann?

Weil (wie Sie bemerkt haben) ... es die Definition eines Schwarzen Lochs ist. Da gibt es nicht viel Abzug.
@John Rennie Dang. Ich hatte gehofft, dass niemand ein Duplikat findet. Ich habe viel Liebe in meine Antwort gesteckt. Seufz, que sera sera
Ich glaube nicht, dass das dasselbe ist. Ein Schwarzes Loch könnte schwarz sein, weil es so lichtabsorbierend ist.
@Jiminion: Alles, was Licht oder eine andere Form von Energie absorbiert, erwärmt sich und beginnt, Schwarzkörperstrahlung zu emittieren. Ein Schwarzes Loch kann nur schwarz sein, wenn nichts herauskommen kann.

Antworten (3)

Wissenschaftler stellten die Frage "Wie beeinflusst ein Körper beliebiger Masse die Raumzeit um ihn herum?" Um diese Frage zu beantworten, nahmen sie Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie und wendeten sie auf die Beschreibung einer sphärisch symmetrischen Raumzeit an (was bedeutet, dass Sie sich beliebig drehen können und es gleich aussieht), die auf einem Körper beliebiger Masse zentriert ist. M .

Ich erspare Ihnen die schmutzigen Details dieser Berechnung, aber sie fanden heraus, dass die Raumzeit (locker) als "Fallen" in Richtung eines Gravitationskörpers interpretiert werden kann. Sie fanden auch heraus, dass die Richtung der Bewegung eines Objekts durch die Zeit für jeden Weg, der von dem Gravitationskörper wegführte, durch das Vorzeichen (positiv oder negativ) von angegeben wurde

1 − 2 G M C 2 R
Wo G ist Newtons Gravitationskonstante, C ist die Lichtgeschwindigkeit, und R ist der Radius des Körpers. Was bedeutet das? Wenn das Vorzeichen positiv ist, bedeutet dies, dass sich Wege vom Körper weg in der Zeit vorwärts bewegen (was bedeutet, dass wir ihnen folgen können, da wir uns nur vorwärts bewegen). Wenn das Vorzeichen negativ ist, gehen Wege, die vom Körper wegführen, in der Zeit zurück, was bedeutet, dass der einzige Weg, sich vom Körper wegzubewegen, darin besteht, in der Zeit zurück zu gehen; Alternativ bedeutet es, dass jeder Weg, den Sie wählen, zum Körper führen würde. Wenn sich herausstellt, dass der obige Ausdruck Null ist, bedeutet dies in GR, dass es sich um einen Weg handelt, den Licht nehmen würde. Das bedeutet, dass nur Licht vom Körper wegführende Wege gehen könnte, wenn der Ausdruck nachgibt 0 und nicht einmal Licht könnte sich entfernen, wenn es negativ ist.

So kamen wir auf die Existenz eines Schwarzen Lochs. Wenn 1 − 2 G M C 2 R < 0 , kann nichts entkommen und wenn es gleich Null ist, kann nur Licht entweichen. Sie sagten also, das bedeutet irgendein Massenkörper M das hat einen radius R ≤ 2 G M C 2 hätte eine so starke Anziehungskraft, dass nicht einmal Licht hinein- und danach wieder entweichen könnte. Weil dies bedeutet, dass aus einem solchen Körper niemals Licht kommen könnte (und er daher schwarz aussehen würde) und weil Dinge hineinfallen, aber nicht wieder herauskommen (wie ein Loch), nannten sie es ein Schwarzes Loch

Also, im Grunde war die ursprüngliche Entdeckung von Schwarzen Löchern völlig theoretisch [obwohl sie später viele Schwarze Löcher gefunden haben]
@PhyEnthusiast ja, sie hatten zuerst nur die Mathematik, dass besagte Schwarze Löcher existieren sollten. Erst viel später fanden wir echte Beweise, die uns sagten, was wir für die Realität hielten

Wenn die Fluchtgeschwindigkeit eines Massenkörpers schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist, haben Sie ein Schwarzes Loch.

Dies liegt daran, dass die Schwerkraft das Licht genauso beeinflusst wie die Materie.

Die Lichtgeschwindigkeit ist unveränderlich, es ist also nicht möglich, sie nach oben zu beschleunigen C . Aus dem Newtonschen Gesetz wissen wir, dass die Fluchtgeschwindigkeit v aus einer gegebenen Masse ist v e S C = 2 G M R also wenn die masse M hoch genug ist und die Entfernung R zur Masse klein genug v > C . Da kann nichts mehr als haben C selbst Licht kann dort nicht entweichen. Die Grenze wo v Ansätze C heißt Schwarzschildradius.

Es ist praktisch, dass die Lichtgeschwindigkeit für ein Schwarzes Loch und die Newtonsche Mechanik dieses Mal zusammenfallen. Aber es ist nur Zufall. Die Newtonsche Gravitation ist in der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs nicht gültig, noch wurde diese Gleichung zur Bestimmung des Schwarzschild-Radius verwendet. Sie werden feststellen, dass diese Newtonsche Formulierung besagt, dass Sie nur die Größe der Geschwindigkeit benötigen C fliehen. GR sagt weiter, dass die Richtung auch radial nach außen sein muss, sonst gibt es kein Entkommen
Das wusste ich noch nicht, danke für die Vervollständigung meiner Antwort!
Ich vervollständige Ihre Antwort nicht, ich weise darauf hin, warum es nicht die richtige Antwort ist
@JimdalftheGrey nur ein Zufall? Machst du Witze?
@SeñorO Ich scherze nicht, dass es nicht korrekt ist, dies durch die Verwendung der Newtonschen Mechanik und der Schwerkraft zu erklären, und dass es zusammenfallen kann, aber nicht bedeutet, dass es als die richtige Herangehensweise an die Situation behandelt werden sollte
Das als Zufall zu bezeichnen , ist weniger richtig, als einen Schwarzschild-Radius durch die Newtonsche Mechanik zu erklären.
@SeñorO Das ist also keine Bedingung oder Tatsache des Zusammenfallens? Nicht nur das, sondern die Tatsache, dass die Newtonsche Gravitation in diesem Regime nicht mehr gültig ist, macht die Tatsache, dass sie diesmal das richtige Ergebnis liefert, zu einem Zufallsprodukt. Das ist buchstäblich ein Zufall
@JimdalftheGrey Nein, Tatsache ist, dass die Schwerkraft innerhalb des Schwarzschild-Radius zu stark ist, als dass ein Photon entkommen könnte. Gravitation außerhalb ist es nicht. Das ist kein Zufall. Ein Zufall ist so, wie Sonne und Mond am Himmel gleich groß erscheinen.
@SeñorO Ich habe nicht gesagt, dass es ein Zufall ist, dass die Schwerkraft innen zu stark und außen nicht stark genug ist. Ich sagte, dass die Tatsache, dass GR und die Newtonsche Schwerkraft in einem Bereich, in dem die Newtonsche Schwerkraft ungültig ist, das gleiche Ergebnis lieferten, ein Zufall ist
@SeñorO Nein, tut mir leid, Jim hat Recht. Ein Newtonsches Schwarzes Loch würde sich qualitativ von einem GR-Loch unterscheiden. Insbesondere könnten Sie aus einem Newtonschen Schwarzen Loch entkommen, ohne jemals schneller als das Licht zu werden, genauso wie Sie von der Erde entkommen können, ohne jemals Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen. Und Licht, das aus dem Inneren eines Newtonschen Schwarzen Lochs emittiert wird, würde es verlassen, sich weit entfernen und sich schließlich umdrehen und zurückkommen.
Was ist der Grund für die Idee, dass Licht einem Schwarzen Loch nicht entkommen kann? [Duplikat]
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