Was ist theoretisch der Unterschied zwischen einem Schwarzen Loch und einem Punktteilchen mit einer bestimmten Masse ungleich Null? Natürlich existiert Ersteres, während es nicht klar ist, ob Letzteres existiert oder nicht, aber beide haben eine unendliche Dichte.
Wir sollten wahrscheinlich zwischen einem Teilchen, das "punktartig" ist, und einem Teilchen, das "strukturlos" ist, unterscheiden. In der klassischen Mechanik sprechen wir von „punktförmigen“ Teilchen, Objekten ohne Ausdehnung. Es ist so, dass in der Allgemeinen Relativitätstheorie jede "punktförmige" Masse innerhalb ihres Ereignishorizonts liegen würde und somit ein Schwarzes Loch wäre.
In der Quantenmechanik ist sogar ein "strukturloses" Teilchen - ein Teilchen ohne Bestandteile - wellenartig und hat eine Ausdehnung, jedoch keine feste Größe, und es kann niemals genau punktförmig werden, da dies ein Unendliches erfordern würde Energiemenge. Ich glaube also nicht, dass quantenmechanisch alle Teilchen in irgendeiner Weise Schwarze Löcher sind.
Ein großer Unterschied besteht darin, dass beispielsweise alle Elektronen identisch sind, nicht aber alle Schwarzen Löcher. Insbesondere kann ein Schwarzes Loch eine beliebige Masse haben, während ein Teilchen wie ein Elektron einen festen Wert für seine Masse hat. Diese Eigenschaft von Elementarteilchen wie Elektronen ermöglicht es uns letztendlich, feste Längen- und Zeitskalen in den Gesetzen der Physik zu definieren. In einem Universum ohne massive Elementarteilchen hätten die Gesetze der Physik eine bestimmte Art von Symmetrie, die als konforme Invarianz bezeichnet wird, was es unmöglich machen würde, Uhren oder Lineale nach universell standardisierten Regeln zu konstruieren.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass es stabile Elementarteilchen wie Elektronen und Neutrinos gibt (die nicht spontan radioaktiv zerfallen), während angenommen wird, dass Schwarze Löcher letztendlich in Elementarteilchen verdampfen.
Sie sagen, dass beide eine unendliche Dichte haben, aber das ist wahrscheinlich nicht wirklich wahr. Die Masse eines Teilchens wie eines Elektrons ist wahrscheinlich auf die Suppe virtueller Teilchen zurückzuführen, die es umgibt, während die Masse eines Schwarzen Lochs in der Allgemeinen Relativitätstheorie tatsächlich an einem mathematischen Punkt lokalisiert ist. (Natürlich ist dies ein unfairer Vergleich, da wir wissen, dass GR unterhalb der Planck-Skala falsch ist. Es ist möglich, dass die Singularitäten von GR nicht wirklich Singularitäten sind. Ich versuche nur, eine Antwort in Bezug auf etablierte physikalische Theorien zu geben. )
Es ist verlockend, sich vorzustellen, dass Elementarteilchen Schwarze Löcher sind , aber das ist nicht möglich. Klassischerweise hat ein rotierendes, geladenes Schwarzes Loch Einschränkungen hinsichtlich seines Drehimpulses und seiner Ladung im Verhältnis zu seiner Masse. Ansonsten gibt es keinen Ereignishorizont, und wir haben eher eine nackte Singularität als ein schwarzes Loch. Ein Elektron verletzt diese beiden Grenzen, aber wir beobachten nicht, dass Elektronen die für diese nackten Singularitäten vorhergesagten Eigenschaften haben. Zum Beispiel haben nackte Singularitäten geschlossene zeitähnliche Kurven in der sie umgebenden Raumzeit, was die Kausalität verletzen würde, aber es gibt keinen Beweis dafür, dass Elektronen eine Kausalitätsverletzung verursachen.
Ein Punktteilchen ist eine mathematische Vereinfachung, keine reale Sache. In Wirklichkeit hat jedes Partikel eine Größe, aber für die meisten Überlegungen ist es in Ordnung, diese Größe zu vernachlässigen und es als Punktpartikel zu behandeln.
Die Vorstellung eines punktförmigen Teilchens (zum Beispiel Elektron) ist eine sehr schlechte Vorstellung, die in der Physik lebt, obwohl Experimente das Gegenteil sagen. Aber wenn ein Elektron dazu neigt, zu explodieren , neigt die Gravitationsmasse dazu, zusammenzubrechen . Beide Merkmale sind Manifestationen unserer Fehler bei der Beschreibung physikalischer Phänomene.
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John Prime