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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 27.11.15, 08:34
Harti Harti ist offline
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Registriert seit: 06.09.2010
Beiträge: 238
Standard 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.
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  #2  
Alt 27.11.15, 08:57
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Ort: Nürnberg
Beiträge: 2.102
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Zitat:
Zitat von Harti Beitrag anzeigen
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.
__________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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  #3  
Alt 27.11.15, 13:01
Benutzerbild von JoAx
JoAx JoAx ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 05.03.2009
Beiträge: 4.320
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Zitat:
Zitat von Harti Beitrag anzeigen
Ist diese Vorstellung zutreffend ?
Nein. Deine Vorstellungen über SL sind nicht zutreffend.
__________________
Gruß, Johann
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Eine korrekt gestellte Frage beinhaltet zu 2/3 die Antwort.
------------------------------------------------------------

E0 = mc²
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  #4  
Alt 27.11.15, 20:49
Hermes Hermes ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 16.07.2007
Beiträge: 1.138
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
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?!
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  #5  
Alt 27.11.15, 20:53
Hermes Hermes ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 16.07.2007
Beiträge: 1.138
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
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. (?!)
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  #6  
Alt 27.11.15, 22:48
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.968
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Zitat:
Zitat von Harti Beitrag anzeigen
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.
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  #7  
Alt 27.11.15, 22:50
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.968
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Zitat:
Zitat von Hermes Beitrag anzeigen
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.
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  #8  
Alt 28.11.15, 10:01
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.968
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
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.
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  #9  
Alt 28.11.15, 10:10
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Ort: Nürnberg
Beiträge: 2.102
Standard AW: Licht im Schwarzen Loch ?

Stimmt. Und ich habe es oben auch so geschrieben.
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  #10  
Alt 28.11.15, 10:52
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.634
Standard 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.
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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