Wie groß ist der Photonen-Abfangradius eines Schwarzschild-Schwarzen Lochs? [Duplikat]

Um zu verdeutlichen, was ich mit "Photonen-Abfangradius" meine, meine ich den Radius der Kugel, in der Photonen aus einer entfernten Quelle unweigerlich auch in das Schwarze Loch eintreten.

Der Photonen-Abfangradius muss mindestens dem Schwarzschild-Radius entsprechen, da ein Photon auch ohne Gravitation den Ereignishorizont überqueren würde.

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Es muss auch größer sein als die Photonenkugel, denn während Licht dort umkreisen kann, gibt es keine Möglichkeit zum Aus- oder Eintreten, jedes umlaufende Licht muss auf dem Weg durch die Materie seitlich emittiert worden sein. Einfallendes Licht muss von weiter außen und mit einem steileren Winkel kommen.

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Meine Hauptfrage ist, in welchem ​​Radius ein vorbeiziehendes Photon von einem Schwarzschild-Schwarzen Loch entfernt sein muss, um nicht hineingezogen zu werden und den Ereignishorizont zu überqueren.

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Meine sekundären Fragen sind, wie viel Umlauf/Krümmung ein an der Grenze eingefangenes Photon durchlaufen würde, bevor es den Horizont überquert, und wie viel Umlauf/Krümmung ein unendlich weiter außen entkommendes Grenzphoton durchlaufen würde, bevor es in einen asymptotisch flachen Raum entkommt. (Ich stelle mir vor, dass eine davon zu einer willkürlich nahezu unendlichen Anzahl von Umlaufbahnen führen würde, was bedeutet, dass der Punkt / Winkel, an dem es den Ereignishorizont überquert / in die Unendlichkeit entweicht, undefiniert ist, aber ich könnte mich irren. Und während ich die Grenzlinie gezeichnet habe, kreuzt das Photon die Ereignishorizont bei 180 ° / halbe Umlaufbahn oder Rotation Ich habe keine Ahnung, was es tatsächlich ist, ich habe nur 180 ausgewählt, weil eine richtige Spirale schwer zu zeichnen wäre.)

Antworten (1)

Der Begriff, nach dem Sie suchen, ist "kritischer Auswirkungsparameter". Wie in dieser Antwort erklärt: https://physics.stackexchange.com/q/558665 , der kritische Wert von X Ist 3 3 .

Um Ihre sekundäre Frage zu beantworten: Ihre Intuition ist richtig, wenn sich der Aufprallparameter seinem kritischen Wert nähert, wird der Streuwinkel gegen unendlich gehen, dh das Photon wird eine beliebig große Anzahl von Schleifen machen, bevor es zurück ins Unendliche streut. (Da echte Photonen keine perfekten Punktteilchen, sondern Wellenpakete sind, gibt es eine praktische Grenze dafür, wie viele Schleifen erreicht werden können.)