Was passiert mit Photonen, die im Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs eingefangen werden?

Ich weiß also, dass Photonen nicht schnell genug reisen, um einem Schwarzen Loch zu entkommen, sobald es den Ereignishorizont passiert. Außerdem weiß ich, dass die Photonen selbst nicht von der Schwerkraft beeinflusst werden, sondern stattdessen ihr Weg. Meine Frage ist, wenn die Photonen zwischen der Singularität und dem Ereignishorizont stecken, wohin gehen sie? Bauen sie sich um die Singularität herum auf und haben sich einfach nicht genug aufgebaut, um den Ereignishorizont zu passieren, oder entkommen sie irgendwie und emittieren einfach kein Licht?

Antworten (3)

Die Photonen bleiben nicht am Ereignishorizont "stecken", sie bewegen sich von ihrem eigenen Referenzrahmen aus immer noch bei C. Der Ereignishorizont ist einfach der Punkt, an dem die Schwerkraft der Singularität stark genug ist, dass die Fluchtgeschwindigkeit C überschreitet. Knapp über dem Ereignishorizont können Photonen dem Schwarzen Loch noch entkommen, und knapp darunter versinken sie in der Singularität. Da die Singularität theoretisch unendlich klein und von unendlicher Dichte ist, fallen die Photonen und alles andere einfach für immer in sich zusammen.

EDIT 1: Klassisch ist die Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs unendlich klein und die Gezeitenkräfte an der Singularität sind unendlich. Das bedeutet, dass irgendwann die Gezeitenkräfte die starke Kraft überwinden und das Atom in Protonen und Neutronen zerrissen wird, dann Quarks, dann ???... Was genau passiert, weiß niemand, weil wir keine Theorie haben der Quantengravitation, um sie zu modellieren.

EDIT 2: Es ist möglich, dass ein Photon für kurze Zeit am Ereignishorizont "angehalten" wird. Ein genau am Ereignishorizont emittiertes Photon ist im Gleichgewicht, bis das Schwarze Loch etwas Hawking-Strahlung emittiert oder etwas verschluckt, was den Schwarzschild-Radius schwanken und das Photon entweder innerhalb oder außerhalb des Ereignishorizonts belassen würde. Wenn es außerhalb des Ereignishorizonts gelassen wird und entkommt, würde es für einen entfernten Beobachter unendlich rotverschoben erscheinen (es wäre unsichtbar).

Was meinst du mit "für immer in sich selbst fallen"? Es wird vorhergesagt, dass Teilchen, die langsamer als Licht durch den Horizont fallen, die Singularität in endlicher Eigenzeit erreichen, zumindest ist dies theoretisch in reinem GR der Fall (im Gegensatz zu einer genaueren Theorie der Quantengravitation, die wir noch nicht haben).
Was meinst du mit "ihrem eigenen Referenzrahmen, in dem sie immer noch bei C unterwegs sind"? Gibt es einen Photonenrahmen?
Für Ihre Edit2: Sie vergessen, dass auch viel massives Zeug durch den Horizont fällt und das Photon wahrscheinlich darauf trifft und damit interagiert, seinen eingefangenen Zustand ändert oder absorbiert wird, wenn es die richtige Energie für ein Spektrum hat.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich Ihrer Aussage zustimme, dass etwas am Ereignishorizont sein und später einen Weg finden könnte, zu entkommen. Die eigentliche Definition des Ereignishorizonts (in Bezug auf zukünftiges Verhalten) impliziert, dass etwas am Ereignishorizont unendlich viel Zeit braucht, um zu entkommen. Wenn es eine endliche Zeit dauert, bedeutet das, dass Sie den Ort des Ereignishorizonts falsch identifiziert haben.
Wenn ein Photon genau dann emittiert wird, wenn das letzte Teilchen, von dem sich das Schwarze Loch jemals ernährt, den Ereignishorizont überquert, außerhalb des Ereignishorizonts, und wenn das Schwarze Loch von diesem Punkt an immer nur bis ins Unendliche schrumpft, wird das Photon schließlich überwinden die Schwerkraft hält es am Horizont und entkommt. Theoretisch jedenfalls. Aber natürlich wird nichts über den Ereignishorizont hinaus jemals herauskommen.

In einem klassischen Schwarzschild-Schwarzen Loch werden sich innerhalb des Ereignishorizonts alle Dinge, ob masselose Photonen oder Körper mit Masse, in Richtung kleinerer radialer Koordinaten bewegen. Dies gilt sogar für Licht, das innerhalb des Ereignishorizonts nach außen emittiert wird .

Das heißt, sowohl Licht als auch Masse sind unweigerlich gezwungen, sich nach innen zu bewegen und werden letztendlich auf die Singularität treffen, sodass sich zwischen dem Ereignishorizont und der Singularität nichts aufbauen kann.

Gemäß dem zweiten Postulat der speziellen Relativitätstheorie bewegt sich Licht immer bei c. - Die Eigenzeit eines Photons ist jedoch Null. Das heißt, aus der hypothetischen Sicht des Photons vergeht keine Zeit für das Photon, das durch den Ereignishorizont auf die Singularität einfällt und anschließend als Hawking-Strahlung emittiert wird.

Für die Beobachter (was auch immer Beobachtung in diesem Fall bedeutet, weil es keine direkte Möglichkeit gibt, Photonen vor dem Überqueren des Ereignishorizonts zu messen), wird in der allgemeinen Relativitätstheorie die Geschwindigkeit des Photons c vor dem Ereignishorizont stark verzögert, das Photon ist sich (fast) ewig dem Ereignishorizont nähern, ohne ihn je zu erreichen.

Aber das Photon wird sich nicht ewig dem Ereignishorizont nähern. Sie ändert die Richtung, wenn sie als Hawking-Strahlung emittiert wird. Das heißt, sie wird von ihrem jetzigen Punkt in der Nähe des Ereignishorizonts als Strahlung (aus Sicht der Beobachter) nach außen emittiert.

Sie sagen also, dass das Schwarze Loch kein Licht einfängt, sondern dass der Ereignishorizont wie ein Schild wirkt, das alle Photonen abstößt, die ihm nahe kommen?
Nein, alles ist vom Schwarzen Loch gefangen. Es gibt keinen direkten Zusammenhang zwischen dem einfallenden Prozess und der Hawking-Strahlung, wir können nur sagen: Was reinkommt, muss raus, spätestens wenn das Schwarze Loch untergeht.
Jetzt können schwarze Löcher zugrunde gehen?
Schwarze Löcher schrumpfen aufgrund von Hawking-Strahlung
F*ck, was sind die nächsten imaginären Zahlen? Können Sie erklären (oder einen entsprechenden Link senden), wie Schwarze Löcher schrumpfen?
Was passiert mit Photonen, die im Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs eingefangen werden?
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