Was passiert, wenn ich einen Pol eines Magneten hinter den Horizont eines Schwarzen Lochs bringe?

Nehmen wir an, ich könnte einen Stabmagneten langsam von einer Position außerhalb des Schwarzschild-Horizonts absenken. Was passiert, wenn es den Horizont überquert, sodass sich ein Pol des Magneten innerhalb des Horizonts des Schwarzen Lochs befindet und eine Seite immer noch außerhalb ist? Würde der äußere Beobachter dann einen magnetischen Monopol sehen, weil der innere Pol vom äußeren Pol "getrennt" wird? Oder würde der äußere Beobachter im Grunde sehen, wie ein Pol am Horizont sitzt und der andere Pol / das andere Ende des Magneten immer näher kommt, bis er vollständig hinter dem Horizont verschwindet?

Es ist bequem, einem Magneten Pole zuzuordnen, aber denken Sie daran, dass die Summe der magnetischen Momente der Bestandteile von Atomen beobachtet wird.
Was denkst du, würde passieren, wenn du einfach eine Säge nimmst und deinen Magneten in zwei Hälften schneidest? Sie würden zwei Dipolmagnete erhalten, nicht zwei Monopole.
@safesphere Ich bin mir nicht sicher, ob ein Ereignishorizont wie eine Säge an einem Magneten wirkt. Zumindest ein Beobachter, der auf dem Magneten sitzt, sollte beim Überqueren des Horizonts keine Veränderung feststellen. Von außen gesehen ist ein Ereignishorizont wahrscheinlich eine viel schärfere Säge (Dicke = Plankenlänge?) als alles andere. Also ich denke, die Antwort ist nicht so eindeutig.

Antworten (2)

Die Schwerkraft ist nicht über die Länge des Magneten konstant. Es entstehen „Gezeitenkräfte“, denn je weiter man sich vom Zentrum einer Masse entfernt, desto schwächer wird die Anziehungskraft. Zum Beispiel ist für das Erde-Mond-System, obwohl die beteiligte Kraft nicht sehr groß ist, die Erde groß genug, dass dieser Unterschied zwischen der Kraft, die auf gegenüberliegenden Seiten der Erde in der Linie des Mondes erfahren wird, eine Rolle spielt, und dies führt zu die Gezeiten, daher der Name Gezeitenkräfte.

Nun, ein typischer alltäglicher Stabmagnet ist viel kleiner als die Erde; Die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs ist jedoch aufgrund der beteiligten Massendichte so viel größer. Das bedeutet, dass selbst die kleine Länge eines Stabmagneten enorme Gezeitenkräfte erfahren würde, je näher Sie dem Schwarzschild-Radius kommen, da sich die Raumzeit immer mehr verzerrt.

Beachten Sie, dass beim Schwarzschild-Radius die Fluchtgeschwindigkeit größer wird als die Lichtgeschwindigkeit selbst. Dies bedeutet, dass nichts die Anziehungskraft überwinden kann. Daher wird sich Ihr Magnet zu diesem Zeitpunkt oder wahrscheinlich früher gedehnt haben und dann in zwei Teile geschnappt haben, dann in weitere Teile geschnappt haben (der Name dafür ist "Spaghettifikation" übrigens, tolles Wort dort), bis alle Bindungen brechen und a Partikelstrom tritt in den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs ein.

Wie einer der Kommentatoren oben betonte, ist es so, als würde man hier auf der Erde einen Magneten in zwei Hälften sehen – man bekommt zwei Dipolmagnete, nicht zwei Monopole.

Wenn das Schwarze Loch und sein Ereignishorizont im Vergleich zum Stabmagneten riesig sind, gibt es keine Gezeitenkräfte, die den Magneten zerstören würden, bevor er den Horizont erreicht: en.wikipedia.org/wiki/…

Um die Antwort von ajd138 zu ergänzen, sind die Dinge noch komplizierter. Der Punkt ohne Wiederkehr um ein Schwarzes Loch ist nicht der Ereignishorizont, sondern die um 50 % breitere Photonenkugel .

Alles zwischen der Photonensphäre und dem Ereignishorizont muss fallen – nur Raketentriebwerke können ein Raumschiff auf einer Umlaufbahn halten. Aus Sicht eines frei fallenden Beobachters wird der Ereignishorizont jedoch entlang des Fluges immer kleiner, so dass der Beobachter aus seiner Sicht während des Fallens den Ereignishorizont nie überschreitet, bis er auf die Singularität trifft.

Betrachten wir dies andererseits aus der Ferne, bemerken wir, dass sich der Beobachter immer langsamer bewegt, während sich seine Zeit verlangsamt, während er sich aus unserer Sicht dem Ereignishorizont nähert. Schließlich sehen wir uns am Ereignishorizont eingefroren, ohne ihn jemals zu überschreiten.

Wie Sie sehen können, sehen weder wir noch der fallende Beobachter jemals etwas, das tatsächlich den Ereignishorizont überschreitet, wie zum Beispiel die Hälfte eines Magneten. Aber selbst wenn dies hypothetisch möglich wäre, würde das Halbieren eines Magneten nur zwei Magnete erzeugen.

„Es gibt keine stabilen Umlaufbahnen im freien Fall, die innerhalb der Photonenkugel existieren oder diese kreuzen. Jede Umlaufbahn im freien Fall, die sie von außen kreuzt, führt spiralförmig in das Schwarze Loch. Jede Umlaufbahn, die sie von innen kreuzt, entkommt ins Unendliche. Keine unbeschleunigte Umlaufbahn mit a Eine kleinere Halbachse als dieser Abstand ist möglich, aber innerhalb der Photonenkugel erlaubt eine konstante Beschleunigung einem Raumschiff oder einer Sonde, über dem Ereignishorizont zu schweben. Die Photonensphäre ist kein Punkt ohne Wiederkehr.
@JohnathanGross: Ja, du hast recht. Obwohl die Frage impliziert, am Ereignishorizont zu schweben, wo die Fluchtgeschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit liegt. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf meine Antwort, denn wenn Sie über einen Magneten schweben und ihn hineinfallen lassen, würden Sie ihn niemals über den Horizont ziehen sehen. Von Ihrem stationären Standpunkt über dem Horizont aus stoppt die Zeit am Horizont und der Magnet friert im Flug ein, ohne den Horizont zu überqueren.
@JohnathanGross: Danke für die Bearbeitung. Ich habe es akzeptiert und auch den Fehler "Raketentriebwerke" behoben, auf den Sie hingewiesen haben. Ich lasse den "Point of no return" als Metapher stehen :)