Ich habe gehört, dass "Licht einem Schwarzen Loch nicht entkommen kann" auf verschiedene Weise erklärt wurde. Zum einen verliert ein Photon innerhalb des Ereignishorizonts, wenn es versucht, einem Schwarzen Loch zu entkommen, Energie an die Schwerkraft . Wenn es Energie verliert, wird seine Wellenlänge immer länger, bis seine Energie Null ist.
Wohin geht diese Energie und wie wird sie transportiert?
Das ist ganz gewöhnliche potentielle Energie aus dem ersten Semester der Physik – wenn das Photon in der Nähe des Schwarzen Lochs ist, ist es tief im Potentialtopf. Wenn es sich vom Schwarzen Loch entfernt, nimmt es potentielle Gravitationsenergie auf, also muss es kinetische Energie verlieren. Für ein Photon ist die kinetische Energie durch die Planck-Formel gegeben , so dass das Photon rotverschoben wird, bis seine Frequenz Null ist.
Da es aufgrund der Gravitationszeitdilatation ewig dauert, bis etwas aus der Perspektive eines äußeren Beobachters in ein Schwarzes Loch fällt, ist noch nichts darin , was herauskommen könnte.
Das Licht, das von außerhalb des Horizonts emittiert wird, erreicht einen äußeren Beobachter, aber da es noch nicht hineingefallen ist, entweicht es technisch gesehen nicht aus dem Inneren des Schwarzen Lochs, weil es immer außerhalb war.
Die Energie bleibt erhalten, nur die Leistung des Lichts wird reduziert, aber dafür ist die Dauer des empfangenen Signals länger. Da Energie = Leistung x Zeit ist, gibt es kein Energieproblem.
Werfen Sie keine Photonen, sondern Steine, bleibt auch die Summe aus kinetischer und potentieller Energie erhalten: wenn Sie es hochwerfen und es kommt zurück oder jemand fängt es auf und wirft es mit dem gleichen Impuls zurück, mit dem er es empfangen hat, der Aufprall Wenn es zurückkommt, hat es die gleiche kinetische Energie wie der Start. Dasselbe gilt für Photonen, wenn Sie den Steinwerfer durch einen Spiegel ersetzen.
Ein Photon, das aus der Nachbarschaft des Schwarzen Lochs entkommt, arbeitet am Schwarzen Loch. Das Photon bewirkt, dass sich das Schwarze Loch nicht lange in der Gravitation des Photons befindet, nachdem das Photon entkommen ist. Mit anderen Worten, das Photon erhöht die potenzielle Energie des Schwarzen Lochs.
Der folgende Absatz ist vielleicht keine Wissenschaft, ich möchte nur etwas Vernünftiges sagen, im Gegensatz zu "Photon, das versucht zu entkommen, verliert Energie":
Ein Photon, das zu entkommen versucht, versucht all die Dinge zu tun, die ein entkommendes Photon tut: es versucht zu entkommen, es versucht rot zu verschieben, es versucht, am Schwarzen Loch zu arbeiten, es tut diese Dinge nicht, es versucht es .
Was macht ein nach oben gerichtetes Photon genau am Ereignishorizont? Nun, es bleibt am Ereignishorizont, also passiert keine Änderung der potentiellen Energie des Photons und keine Rotverschiebung des Photons.
Zeug
Jerry Schirmer