Quanten.de Diskussionsforum

Quanten.de Diskussionsforum (http://www.quanten.de/forum/index.php5)
-   Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. (http://www.quanten.de/forum/forumdisplay.php5?f=3)
-   -   Licht im Schwarzen Loch ? (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=2848)

Harti 27.11.15 08:34

Licht im Schwarzen Loch ?
 
Hallo zusammen,
ich stelle mir vor, dass elektromagnetische Strahlen am Rand eines Schwarzen Lochs (Schwarzschild-Radius) durch die Gravitationswirkung so stark abgelenkt werden, dass sie sich im freien Fall (auf einer Geodäte der Raumzeit) im Kreis um das Schwarze Loch bewegen. Sie können mit anderen Worten nicht in das Schwarze Loch eindringen. Vergleichbar ist dies z.B. mit einem Satelliten, der sich im Orbit um die Erde bewegt.
Ist diese Vorstellung zutreffend ?

Wenn ja, welche Wellenlänge/Frequenz und entsprechend Energie haben diese um das Schwarze Loch kreisenden elektromagnetischen Wellen ?
MfG
Harti

P.S. Philosophisch gefragt: Verlieren Raum und Zeit in diesem (idealisierten) Bereich ihren Unterschied ?
Ich habe diese Frage angehängt, weil sie möglicherweise physikalisch nicht zu beantworten ist und ich auch keine Antwort erwarte.

TomS 27.11.15 08:57

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Zitat:

Zitat von Harti (Beitrag 79510)
ich stelle mir vor, dass elektromagnetische Strahlen am Rand eines Schwarzen Lochs (Schwarzschild-Radius) durch die Gravitationswirkung so stark abgelenkt werden, dass sie sich im freien Fall (auf einer Geodäte der Raumzeit) im Kreis um das Schwarze Loch bewegen. Sie können mit anderen Worten nicht in das Schwarze Loch eindringen ... Ist diese Vorstellung zutreffend ?

Diese Vorstellung ist nicht zutreffend.

Der Ereignishorizont (EH) ist sozusagen der geometrische Ort, an dem exakt radial auslaufende Lichtsrahlen bei festem räumlichen Abstand (Radius) eingefroren sind. Außerhalb des EHs laufen radial auslaufende Lichtsrahlen tatsächlich nach außen = der Abstand nimmt zu. Innerhalb des EHs laufen radial "auslaufende" Lichtsrahlen nach innen = der Abstand nimmt ab; d.h. innerhalb des EHs existiert geometrisch keine Richtung "nach außen".

Nun zu den tangential laufenden Lichtstrahlen: am sogenannten Photonenradius werden tangentiale Lichtstrahlen zu geschlossenen Kreisbahnen. Im Falle der sphärisch symmetriaschen Schwarzschildgeometrie für nicht-rotioerende Schwarze Löcher liegt dieser Photonenradius beim 3/2-fachen des Schwarzschild-Radius, also außerhalb desselben.

Generell sind Lichtstrahlen (geometrisch: lichtartige Geodäten) unabhängig von der Energie bzw. Frequenz, d.h. Photonen unterschiedlicher Energie (Frequenz) bewegen sich auf den selben Geodäten.

JoAx 27.11.15 13:01

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Zitat:

Zitat von Harti (Beitrag 79510)
Ist diese Vorstellung zutreffend ?

Nein. Deine Vorstellungen über SL sind nicht zutreffend.

Hermes 27.11.15 20:49

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Zitat:

Zitat von TomS (Beitrag 79511)
d.h. innerhalb des EHs existiert geometrisch keine Richtung "nach außen".

Ist das der gleiche Sachverhalt wie "Es müßte unendliche Energie aufgewendet werden, um der Schwerkraft innerhalb des Ereignishorizonts zu entkommen?"
Bzw: Ist das falsch? Ungenau? Was anderes? Oder schlicht der physikalische Ausdruck dieser Geometrie?

Ist über die Geometrie innerhalb des EHs überhaupt etwas bekannt?!

Hermes 27.11.15 20:53

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Zitat:

Zitat von TomS (Beitrag 79511)
Nun zu den tangential laufenden Lichtstrahlen: am sogenannten Photonenradius werden tangentiale Lichtstrahlen zu geschlossenen Kreisbahnen.

Heißt das das Licht bewegt sich 'ewig' auf der gleichen Kreisbahn?
Wenn es aus einer langfristigen Lichtquelle stammt müßte es dann nicht irgendwie ... immer 'stärker' werden? Es kommt ja immer mehr dazu in diesen Kreislauf. (?!)

Marco Polo 27.11.15 22:48

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Zitat:

Zitat von Harti (Beitrag 79510)
ich stelle mir vor, dass elektromagnetische Strahlen am Rand eines Schwarzen Lochs (Schwarzschild-Radius) durch die Gravitationswirkung so stark abgelenkt werden, dass sie sich im freien Fall (auf einer Geodäte der Raumzeit) im Kreis um das Schwarze Loch bewegen. Sie können mit anderen Worten nicht in das Schwarze Loch eindringen. Vergleichbar ist dies z.B. mit einem Satelliten, der sich im Orbit um die Erde bewegt.
Ist diese Vorstellung zutreffend ?

Hallo Harti,

der Ereignishorizont ist definiert über den Weg eines Photons, das an ihm entsteht.
Der EH ist die Fläche von der Photonen gerade nicht mehr entkommen können.
So ähnlich habe ich zumindest mal gelesen. Weiss nicht mehr wo.

Marco Polo 27.11.15 22:50

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Zitat:

Zitat von Hermes (Beitrag 79522)
Ist das der gleiche Sachverhalt wie "Es müßte unendliche Energie aufgewendet werden, um der Schwerkraft innerhalb des Ereignishorizonts zu entkommen?"
Bzw: Ist das falsch? Ungenau? Was anderes? Oder schlicht der physikalische Ausdruck dieser Geometrie?

Es ist nicht eine Frage der Energie oder der Geschwindigkeit. Es ist eine Frage der Geometrie der Raumzeit.

Marco Polo 28.11.15 10:01

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 79525)
So ähnlich habe ich zumindest mal gelesen. Weiss nicht mehr wo.

Jetzt weiss ich wo ich es her habe. Joachim aus unserem Nachbarforum hatte es so ausgedrückt. :rolleyes:

TomS 28.11.15 10:10

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Stimmt. Und ich habe es oben auch so geschrieben.

Timm 28.11.15 10:52

AW: Licht im Schwarzen Loch ?
 
Etwas anschaulicher: Das Photon auf dem Ereignishorizont R = 2GM entkommt nicht, weil hier die Fluchtgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit c ist. Daraus folgt, daß es bei R > 2GM entkommt und bei R < 2GM in die Singularität "fällt". Wo es auch ist, lokal bewegt sich das Photon mit c.


Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 00:36 Uhr.

Powered by vBulletin® Version 3.8.8 (Deutsch)
Copyright ©2000 - 2024, vBulletin Solutions, Inc.
ScienceUp - Dr. Günter Sturm