Wenn ein Objekt mit Masse irgendwie Lichtgeschwindigkeit erreichen würde, würde es das gesamte Universum zerstören? [abgeschlossen]

Würde ein Objekt mit einer Masse, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, das gesamte Universum zerstören, weil es unendliche Energie / Masse hätte?

Wenn wir die Frage als einen einschränkenden Prozess verstehen, was der einzige Sinn ist, lautet die Antwort nein. Nehmen Sie der Einfachheit halber einen kugelsymmetrischen isolierten Körper, so dass sein äußeres Gravitationsfeld die Schwarzschild-Raumzeit ist. Erhöhen Sie dies nun auf ultrarelativistische Geschwindigkeiten. Bei der Lichtgeschwindigkeitsgrenze entsteht eine linear polarisierte, achsensymmetrische pp-Gravitationswelle, der Aichelburg-Sexl-Ultraboost .

Seine Wirkung auf Testpartikel, die es passiert, ist ein Impuls : Es biegt augenblicklich die Weltlinien, zerstört aber nichts. Sie können sich dies als unendliche Kraft vorstellen, die für eine verschwindend kleine Zeit wirkt und den Gesamteffekt endlich und nicht destruktiv macht, etwas analog zu einem Teilchen, das in der Newtonschen Physik auf ein Dirac-Delta-Potential trifft.

Dies ähnelt dem ultrarelativistischen Grenzwert einer sich bewegenden elektrischen Ladung. Die elektrischen Feldlinien werden entlang der Fahrtrichtung Lorentz-kontrahiert, wodurch sie zusammengedrückt werden (Bildnachweis: Wikipedia ):

Im ultrarelativistischen Grenzfall wird das elektrische Feld in Querrichtung unendlich stark, aber es wird auch unendlich dünn Lorentz-kontrahiert. Ohne das Magnetfeld zu vernachlässigen, ist das Ergebnis eine elektromagnetische ebene Welle mit einem Dirac-Delta-Profil. Der Gravitationsfall ist analog, wenn auch quantitativ anders. Einige Details dazu finden sich in arXiv:gr-qc/0110032 .

Meine Prämisse dahinter, möglicherweise das gesamte Universum zu zerstören, ist, dass ein Objekt mit unendlicher Energie auch eine unendliche Masse haben sollte (E = mc ^ 2, und unendlich / c ^ 2 ist immer noch unendlich).

Das Konzept der „relativistischen Masse“ wird in der modernen Physik weitgehend missbilligt. Masse ist besser mit Energie und Impuls über verbunden$(mc^2)^2 = E^2 - (pc)^2$.

Ein Gedanke ist, dass es stattdessen einfach ein schwarzes Loch bilden könnte, ...

Nein, das ist völlig falsch. Es wird aus demselben Grund nicht zu einem Schwarzen Loch, aus dem es das Universum nicht zerstört: Der Gravitationskörper, der sich relativistisch an einem stationären Beobachter vorbeibewegt, ist physikalisch äquivalent zu einem relativistischen Beobachter, der sich an einem stationären Gravitationskörper vorbeibewegt. Aber der sich relativistisch bewegende Beobachter tut dem Gravitationskörper offensichtlich nichts an!