Photon am Ereignishorizont

[Timm]

Das am Ereignishorizont eines Schwarzen Loches stationäre Licht (sofern man die radial nach außen gerichtete Komponente betrachtet) wurde hier schon einige male erwähnt. Ich möchte die Deutung dieses Effektes nochmal zur Diskussion stellen.

Zunächst ein paar Beiträge dazu:

@Edward R. Harrison, Kosmologie, 1984, S.300

Lichtstrahlen, die sich nach außen von der Schwarzschild-Oberfläche weg bewegen, bleiben am selben Ort; sie bewegen sich lokal mit Lichtgeschwindigkeit und durcheilen den Raum, der mit Lichtgeschwindigkeit ins schwarze Loch hinein fällt.

@G. Beyvers, E. Krusch, Kleines 1x1 der Relativitätstheorie, 2007 S.303

... Dies kann auch dahingehend interpretiert werden, daß am Ereignishorizont der Raum mit Lichtgeschwindigkeit nach innen fließt!

Bei Kip S. Thorne in "Gekrümmter Raum und verbogene Zeit" ist es eine Gummihaut, die mit c einfällt.

@Ed Bertschinger, MIT

Dear Timm,

It is difficult to answer your question, because "why" is a deeper question than science can usually answer. General relativity says "The photon remains at the event horizon because that is the very definition of an event horizon." That is not a very satisfactory answer. GR also says, "The photon moves past any massive particle at the speed of light, so there is no contradiction with relativity." Perhaps better is this: "It is wrong to think of the event horizon as a place in space, because that thought wrongly suggests that a particle may be at rest at that place. No massive particle can be at rest at the event horizon because the event horizon is a null surface, not a spacelike surface."

I doubt that you will find any of these answers fully satisfactory. Remember that science generally answers "what" and "how" not "why." Newton's theory of gravity was strongly criticized because it did not explain "why" the apple falls to the ground, whereas Aristotelian physics did (the apple is made of "earth" and "earth" likes to be with "earth").

I fear that my answer adds more confusion than clarity. But one must beware the limits of intuition in explaining natural phenomena.

Ed Bertschinger

Mit dem Licht "bewegt" sich auch der EH radial mit c nach außen. Der mit c einfallende Raum ist nur ein Bild. Gemäß der ART wird die Raumzeit bei entsprechender Bewegung von Massen zwar tangential mitgezogen (frame dragging), aber nicht radial angesaugt. Schade, denn dann gäbe es kein Verständnis Problem.

Nach dieser Beurteilung von Joachim

@Joachim, Link von Marco Polo erhalten

Der Vergleich mit dem Ereignishorizont passt nicht, denn am Ereignishorizont kann man, wie an jedem anderen Punkt im Gravitationsfeld, ein mitbeschleunigtes Koordinatensystem definieren, das lokal ein Inertialsystem ist. In diesem Koordinatensystem funktioniert die Physik wie wir sie kennen und Zeit vergeht. Das Gedankenexperiment einer Uhr am Ereignishorizont führt zu einer normal tickenden Uhr, für die außerhalb des Gravitationsfeldes die Zeit unendlich schnell geht. Die Uhr tickt noch normal, aber vor außen betrachtet unendlich verlangsamt. Solch eine Betrachtung gibt es für ein Lichtschnelles Koordinatensystem nicht, weil man dort keine anständige Zeitachse definieren kann.

Gruß,
Joachim

scheint nichts dagagen zu sprechen, sich Koordinatensysteme einzurichten. Massen überqueren den EH mit c, weshalb nicht ein mit c einfallendes Koordinatensytem definieren, unabhängig davon, ob es Massen mitführt oder nicht?

Aber gewinne ich damit mehr Verständnis? Das Licht bewegt sich lokal mit c, relativ wozu?

Gruß, Timm