Aus Beobachtersicht überquert ein Objekt, das in ein Schwarzes Loch fällt, niemals dessen Horizont. Wie entsteht dann ein schwarzes Loch und wie wächst seine Masse?
Oder sieht jedes Schwarze Loch für uns aus (und fühlt sich nach allen anderen Informationsquellen an) wie eine leere Kugel mit aller Masse um ihren Horizont?
Die Schwarzschild-Koordinaten (die darauf hinzudeuten scheinen, dass kein Objekt jemals den Ereignishorizont kreuzt, wenn es von weit außen betrachtet wird) wurden für den stationären Fall abgeleitet: Egal, welche Materie auf das Schwarze Loch fließt, das Schwarze Loch hat eine konstante Masse. Tatsächlich ging Schwarzschild von einem Spannungsenergietensor von Null aus (Vakuumlösung).
Wenn Sie jedoch anfangen, dem Schwarzen Loch viel Masse hinzuzufügen, ändert sich die Situation. Stellen Sie sich vor, Sie werfen ein kleines Objekt in Richtung des Ereignishorizonts. Es "scheint" auf der Oberfläche des Horizonts einzufrieren (es verschwindet aufgrund der Rotverschiebung tatsächlich optisch). Später strömt eine riesige Menge an Material zum Schwarzen Loch. Es ist tausendmal mehr Masse als die ursprüngliche Masse des Schwarzen Lochs. An diesem Punkt sind die Bedingungen, unter denen Schwarzschild seine Lösung gefunden hat, nicht mehr gegeben, weil der Spannungs-Energie-Tensor weit davon entfernt ist, Null zu sein. Der Ereignishorizont wird wachsen, da er sich dort bildet, wo das Gravitationspotential einen bestimmten Wert erreicht. Indem Sie mehr Masse hinzufügen, vergrößern Sie zwangsläufig das Volumen, in dem das Potenzial den erforderlichen Wert hat, um den Ereignishorizont zu bilden.
Der Fall einer nicht konstanten Masse wird durch die Vaidya-Metrik beschrieben . Mathematisch ist dies auf den Seiten 133-134 dieses Buches beschrieben .
Masse fällt immer noch in ein Schwarzes Loch, nur dass aus Sicht der Masse ihr letzter Moment außerhalb des Lochs unendlich lang ist. Die Masse fällt in das Loch, kann aber einfach nicht wahrnehmen, dass sie es hat.
Wir entdecken Schwarze Löcher, weil sie Röntgenstrahlen aussenden, Akkretionsscheiben haben und ein sehr starkes Gravitationsfeld haben. Wir können die Singularität nicht „sehen“, weil sie hinter dem Ereignishorizont verborgen ist – wir nehmen ihre Anwesenheit nur indirekt wahr.
Das ist eher eine optische Täuschung als alles andere. Es gibt nichts, was physisch verhindern kann, dass die eintretende Masse weiter in das Zentrum des Schwarzen Lochs gelangt, also muss sie das tun.
Theoretisch könnte man den Unterschied zwischen einer echten Singularität mit einer konzentrierten zentralen Masse und einer dünnen Kugel mit all ihrer Masse am Ereignishorizont unterscheiden, aber ich glaube nicht, dass wir das in absehbarer Zeit beweisen werden.
TTFN
J. Manuel
J. Manuel