Wenn negative Masse wirklich existierte und irgendwie ein sehr schnell reisendes Objekt mit negativer Masse in die Nähe des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs gelangte.
Was würde passieren, wenn es den Ereignishorizont überschreitet? Nach dem Newtonschen Gesetz sollte die negative Masse abgestoßen werden und nur ein Objekt, das sich schneller als das Licht fortbewegen kann, kann einem Schwarzen Loch entkommen. Wird das Objekt also mit einer Lichtgeschwindigkeit aus dem Ereignishorizont geschleudert, würde dies dazu führen, dass die Masse des Objekts -∞ (minus unendlich) gemäß der Relativitätstheorie wird und die Gesetze der Physik, wie wir sie kennen, missachten.
Irgendwelche Erklärungen?
"Nach Newtons Gesetz sollte die negative Masse abgestoßen werden" -- Nein, sowohl in der Newtonschen Physik als auch in der allgemeinen Relativitätstheorie würde negative Masse gravitativ von positiver Masse angezogen, obwohl negative Masse eine abstoßende Gravitationswirkung auf positive Masse ausüben würde (aber wenn die negative Masse ist klein im Vergleich zur Masse des Schwarzen Lochs, letzterer Effekt ist vernachlässigbar). In der Newtonschen Physik ist dies nicht allzu schwer abzuleiten, das Newtonsche Gravitationskraftgesetz besagt, dass die Gravitationskraftvektoren zwischen einer positiven und einer negativen Masse voneinander weg zeigen würden, also wird die positive Masse offensichtlich abgestoßen, aber für die negative Masse die Beschleunigung im GegenteilRichtung der Kraft aufgrund der negativen Masse in F=ma, also wird die negative Masse angezogen. In der Allgemeinen Relativitätstheorie ist die Analyse offensichtlich komplizierter, aber Hermann Bondi zeigte, dass eine negative Masse die gleichen grundlegenden Eigenschaften in GR haben würde, siehe diesen Artikel . Beachten Sie, dass, wenn die negative Masse nicht wie die positive Masse in der Schwerkraft nach unten fallen würde, dies eine Verletzung des Äquivalenzprinzips wäre, da das Befinden in einer Kammer in Ruhe in einem Gravitationsfeld gleichbedeutend sein soll mit dem Befinden in einer Kammer, die in die Tiefe beschleunigt Raum, und wenn Sie sowohl eine positive als auch eine negative Masse in einer solchen Kammer loslassen, sollten sie sich natürlich nur träge bewegen, während der Boden der Kammer beschleunigt, um sie zu treffen.
Die Situation, dass negative Masse in ein Schwarzes Loch fällt, hat jedoch eine wichtige Konsequenz, in GR ist dies die einzige Möglichkeit für den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs, zu schrumpfen, anstatt sich auszudehnen, und aus diesem Grund eine dynamische Metrik für Schwarze Löcher (die Vaidya-Metrik ) mit negativer Masse, die hineinfällt, wird manchmal verwendet, wenn versucht wird, das Langzeitverhalten eines Schwarzen Lochs zu modellieren, das aufgrund kontinuierlicher Hawking-Strahlung "verdampft" (da dies ein Quanteneffekt ist und die allgemeine Relativitätstheorie nicht vollständig kompatibel ist). Quantenmechanik sollte diese Verdunstung letztendlich eine vollständige Theorie der Quantengravitation erfordernum es völlig genau zu modellieren, aber es scheint vernünftig zu erwarten, dass die früheren Stadien der Verdunstung, bevor sich die Größe des Schwarzen Lochs und die Energiedichte der Planck-Skala nähern , wo Quantengravitationseffekte voraussichtlich signifikant werden, ein ähnliches Analogon haben sollten klassische allgemeine Relativitätstheorie). Siehe zum Beispiel die Abhandlung hier , deren Zusammenfassung besagt „die Verdunstung des Schwarzen Lochs aufgrund der Hawking-Strahlung, die durch die Vaidya-Metrik mit einer negativen Masse modelliert wird“, oder Abschnitt IV dieser Abhandlungdas die Vaidya-Raumzeit verwendet, um ein Schwarzes Loch zu modellieren, und auf S. 4 „Diese Materieenergie ist in der Nähe des Ereignishorizonts negativ. In der dynamischen Horizontgleichung nimmt der Radius des Schwarzen Lochs ab, wenn das Schwarze Loch negative Energie absorbiert. Dies ist eine der Motivationen, den negativen Energietensor zu verwenden.“
Peter Schor
Hypnosifl
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