Mir wurde gesagt, dass Photonen keine (Ruhe-)Masse haben. Ich dachte jedoch, dass schwarze Löcher "schwarz" genannt werden, weil kein Licht der Schwerkraft in ihrer Nähe entkommen kann. Ich denke irgendwie, dass, wenn Licht nur aus Photonen besteht, es nicht von der Schwerkraft beeinflusst werden sollte. Daher könnten Schwarze Löcher alles außer Licht einfangen.
Verpasse ich etwas? Ist Licht mehr als ein Haufen Photonen? Oder vielleicht sind schwarze Löcher nicht genau das, was ich denke.
Ein massives Objekt wie ein Schwarzes Loch krümmt die Raumzeit auf „einzigartige“ Weise. Aber es ist nicht notwendig, schwarze Löcher zu betrachten, um Phänomene zu beobachten, die die Flugbahn des Lichts beeinflussen können. Durch die GravitationslinseSterne, die sich "hinter" Galaxien befinden, können von der Erde aus gesehen werden, weil ihr Licht durch die Gravitationseffekte der Galaxie zwischen dem Stern und der Erde gebogen wird. Zurück zur „Mechanik“ der Allgemeinen Relativitätstheorie: Licht bewegt sich auf Geodäten, die durch die Geometrie der Raumzeit bestimmt sind. Letztere wird wiederum durch die Materieverteilung im Universum bestimmt. Um massive Schwarze Löcher herum ändert sich die Idee einer geraden Linie, die ein spezielles Beispiel für Geodäten im flachen Raum ist, in eine gekrümmte Flugbahn. Man kann also sagen, dass sich Licht immer noch auf einer geraden Linie ausbreitet, das einzige Problem ist, dass diese gerade Linie durch die Massenverteilung um sie herum deformiert wird.
Um zu verstehen, warum Licht auch von der Schwerkraft beeinflusst wird, kann man argumentieren, dass die allgemeine Relativitätstheorie eine „Erweiterung“ der speziellen Relativitätstheorie ist, bei der Masse und Energie bis zu einem festen „Wechselkurs“, der durch die Geschwindigkeit gegeben ist, als dasselbe angesehen werden können Licht im Vakuum: . Photonen haben keine Masse, aber sie haben entsprechend Energie , Wo ist die Frequenz des beobachteten Lichts. Tatsächlich ist Energie eine der 10 Komponenten des (symmetrischen) Energie-Spannungstensors, der in Einsteins Feldgleichungen für die Geometrie der Raumzeit vorkommt.
Bei der Schwerkraft merken wir, dass alles unabhängig von der Masse beeinflusst wird. Ein leichtes Objekt und ein massives Objekt mit derselben Geschwindigkeit bewegen sich unter der Schwerkraft gleich. Und die Bewegung besteht darin, Linien zusammenzuführen (wenn alles zum Mittelpunkt der Erde gezogen wird, werden sie zusammengezogen). Eine gekrümmte Raumzeit tut genau das, genauso wie alle Wege vom Nordpol zum Südpol zusammenlaufen, wenn wir eine gekrümmte Raumzeit haben, dann kann alles aufgrund der Krümmung zusammenlaufen, egal ob leicht oder schwer.
Sobald sich alles unabhängig von der Masse auf diese Weise bewegt, wird das Licht selbst dazu gezwungen. Die Raumzeit außerhalb eines Schwarzen Lochs ist gekrümmt, sodass das Licht außerhalb eines Schwarzen Lochs beeinflusst wird. Die Krümmung außerhalb des Schwarzen Lochs wurde durch die Materie fixiert, die dann in sich zusammenfiel, um das Schwarze Loch zu bilden, und es hat eine Krümmung geschaffen, die eine gleiche Krümmung erzeugt, die über die Zeit bestehen bleibt. Für einen Ereignishorizont entfernen sich diese Pfade (die unabhängig von der Masse des ihnen folgenden Objekts genauso gut funktionieren) nicht weiter vom Schwarzen Loch, sodass nichts (nicht einmal Licht) entkommen kann, da alles in der Ferne beeinflusst wird unabhängig davon, wie viel mas es hat.
Floris
Raumzeitingenieur
heller Magier