Licht im Schwarzen Loch ?

[Marco Polo]

Zitat von Harti

Es wird allgemein gesagt, Licht hat keine Ruhemasse. Wie kommt dann die Tatsache zustande, dass bewegtes Licht doch Masse hat?

Sorry für meine späte Antwort. Hatte wenig Zeit hier reinzuschauen.

Zunächstmal stimme ich dir zu, dass Photonen keine Ruhemasse haben.

Und ja. Sie haben eine bewegte (dynamische) Masse.

Es gilt ja allgemein:

m0=m*sqrt(1-v²/c²)

für v=c erhalten wir m0=0 (Ruhemasse=0)

Jetzt kommen wir zur Energie:

E=mc²=hf

m=hf/c²

Das ist die Masse, die bewirkt, dass Photonen im Gravitationsfeld abgelenkt werden.

Für Photonen vereinfacht sich die Energie-Impuls-Gleichung zu

E=pc

Zitat von Harti

Aus den zuvor genennten Überlegungen bewegt sich Licht immer gleichförmig im Verhältnis zum Koordinatensystem, mit dem man es betrachtet. Das Koordinatensystem kann geradlinig sein oder gekrümmt wie die Raumzeit.

Nö. Hierzu empfehle ich dir nach der Shapiro-Verzögerung zu googeln.

Anders ausgedrückt: Licht bewegt sich am Ereignishorizont nur solange auf einer Geodäte der Raumzeit, bis es durch Kollision mit Materie gebremst wird, aus dem Gleichgewicht gebracht wird und ins Schwarze Loch gerät; wie ein abstürzender Satellit.

Einen stabilen Orbit haben Photonen (nur Photonen) nur in der Photonensphäre bei 1,5 Schwarzschildradien. Dort kehren sie praktisch zur Quelle zurück. Mit anderen Worten: Wenn du dort nach vorne schaust, kannst du deinen Hintern sehen.

[TomS]

Die dynamische oder relativistische Masse M = E/c^2 ist ein überflüssiges und nutzloses Konzept, das bereits von Einstein abgelehnt wurde. Leider hat sich das bis heute irgendwie in den Köpfen, Schulbüchern usw. festgesetzt.

"It is not good to introduce the concept of the mass M of a moving body for which no clear definition can be given. It is better to introduce no other mass concept than the ’rest mass’ m. Instead of introducing M it is better to mention the expression for the momentum and energy of a body in motion."
— Albert Einstein in letter to Lincoln Barnett, 19 June 1948

Zitat von Marco Polo

Es gilt ja allgemein:

m0=m*sqrt(1-v²/c²)

für v=c erhalten wir m0=0 (Ruhemasse=0)

Jetzt kommen wir zur Energie:

E=mc²=hf

m=hf/c²

Das ist die Masse, die bewirkt, dass Photonen im Gravitationsfeld abgelenkt werden.

Der von dir zitierte Zusammenhang zwischen Ruhemasse und relativistischer Masse wird normalerweise umgekehrt formuliert und gilt dann gerade nicht für Photonen.

Die Definition einer "Masse" E/c^2 ist natürlich möglich, aber wozu?

Die Argumentation, diese Masse würde dann die Ablenkung im Gravitationsfeld verursachen, ist ziemlich irreführend: in der Newtonschen Mechanik gibt es diese relativistische Masse nicht. In der SRT gibt es kein Gravitationsfeld. In der ART koppelt das Gravitationsfeld nicht an eine Masse sondern an den Energie-Impuls-Tensor eines Feldes (den ein Punktteilchen nich hat). Berechnet man in der ART die Lichtablenkung, so kommt eine Masse in der Rechnung gar nicht vor, lediglich indirekt eine erhaltene Energie. Verwendet man die relativistische Masse zur Berechnung der Bahn eines Photons im Newtonschen Gravitationsfeld, so ist das Ergebnis um einen Faktor zwei falsch.

[Marco Polo]

Das ist korrekt, auch wenn meine Darstellung, wie du bereits betont hast, so noch in vielen Lehrbüchern zu finden ist.

Es ist wohl besser, nur vom Impuls der Photonen zu sprechen.

p=hf/c bzw. E=pc

[Harti]

Hallo Marco Polo und TomS,

passt die von mir formulierte Ansicht "Licht (elektromagnetische Wellen) kann (können) nicht ruhen" oder besser " Licht kann (darf) nicht ruhend vorgestellt werden" zu den von Euch formulierten Ansichten ?
Die Folge wäre auch, dass Licht nicht als Bezugssystem definiert werden kann; und mit einem senkrecht aufeinander stehenden Koordinatensystem, das Raum und Zeit repräsentiert, verbunden werden kann.

MfG
Harti

[TomS]

Zitat von Harti

... passt die von mir formulierte Ansicht "Licht kann nicht ruhen" oder besser " Licht kann (darf) nicht ruhend vorgestellt werden" zu den von Euch formulierten Ansichten ?

Ja.

Zitat von Harti

Die Folge wäre auch, dass Licht nicht als Bezugssystem definiert werden kann;

Ja.

[Marco Polo]

Zitat von Harti

passt die von mir formulierte Ansicht "Licht (elektromagnetische Wellen) kann (können) nicht ruhen" oder besser " Licht kann (darf) nicht ruhend vorgestellt werden" zu den von Euch formulierten Ansichten ?

Einstein hatte sich damals versucht vorzustellen, was ein Beobachter wahrnimmt, der auf einem Photon reitet. Er würde das Licht als stehendes, räumlich oszillierendes Feld wahrnehmen. Er war der Meinung, dass dies den Maxwellschen Gleichungen widerspricht.

Licht kann/darf demnach nicht als ruhend vorgestellt werden. Zumindest nicht in der SRT.

Die Folge wäre auch, dass Licht nicht als Bezugssystem definiert werden kann; und mit einem senkrecht aufeinander stehenden Koordinatensystem, das Raum und Zeit repräsentiert, verbunden werden kann.

Genau.

[TomS]

Zitat von Marco Polo

Einstein hatte sich damals versucht vorzustellen, was ein Beobachter wahrnimmt, der auf einem Photon reitet. Er würde das Licht als stehendes, räumlich oszillierendes Feld wahrnehmen. Er war der Meinung, dass dies den Maxwellschen Gleichungen widerspricht.

Licht kann/darf demnach nicht als ruhend vorgestellt werden. Zumindest nicht in der SRT.

Der wesentliche Punkt ist, dass die Lorentztransformation ins "Ruhesystem eines Photons" oder in das entsprechende Bezugsystem eine rel.-mag. Welle singulär ist. D.h. man kann die el.-mag. Welle in einen anderen Bezugsystem gem. der Maxwellschen Gleichungen berechnen, man kann jedoch das, was sich Einstein versucht hat vorzustellen, gem. seiner eigenen Gleichungen nicht berechnen.

[inside]

Alles, was den EH überschreitet existiert in der realen, physikalischen Welt nicht mehr.
Das ist per Definition so. Es kann keine Aussage darüber getroffen werden, was hinter dem Ereignishorizont passiert, so es denn überhaupt passiert.
Theoretisiert wurde mal eine hypothetische Rakete, die eine relativ grosse Schubkraft aufwendet, um tatsächlich in der Nähe des Ereignishorizontes bleiben zu können.
Ein Aussenstehender Beobachter würde dieses Schiff stehen sehen. Unendlich lange. Sollte das Raumschiff den EH überschreiten, sieht der aussenstehende Beboachter das Schiff unendlich lange, still auf der Stelle, wo es den EH überschritten hat. Das ist das letzte, was annähernd ein Rest des Raumschiffs darstellen kann, der noch in die reale physikalische Welt passen kann. Also, nun zum Photon:
Verdreht das SL den Raum so, dass sich alles um es herum auf spiralartigen Bahnen hinein bewegt ? So sieht es aus, die Akkretionssheibe ist ein Hinweis darauf, das SL's Achsen haben, welche so ausgerichtet sind wie die hochenergetischen Jets, die sie aussenden. Demnach rotiert ein SL genau so, wie andere Himmelskörper es auch tun. Dabei wird die Raumzeit "mitgezogen", verzerrt,sehr stark sogar, weil SL's nun mal eine grosse Raumkrümmung bewirken. Ich würde mal sagen: Ja, in der Nähe eines SL, auch wenn man gerade darauf zufliegt, würde sich ein Raumschiff dennoch mit der Rotationsrichtung der Akkretionsscheibe seitlich wegbewegen, ( sagen wir jetzt mal, wir flögen auf den Äquator eines SL's geradewegs zu) solange es nicht den EH passiert. Ein Photon würde diese Kraft ebenfalls spüren. Aber in geringerer Zeit und damit in kleinerer Auswirkung.

[Eyk van Bommel]

Kurzer Einwurf (passt aber nicht zu inside)
– hoffe ist nicht zu weit weg

Bin gerade etwas verwirt.

Weit entfernter Beobachter:
Photon wird langsamer - Uhren gehen langsamer is klar.

Aber ein „Objekt mit Ruhemasse“ wird doch nicht irgendwann wieder langsamer? Es wird (unter Berücksichtigung der rel. Effekte /SRT) immer schneller und nähert sich dabei c an. Nur weil die Uhr langsamer tickt wird die Uhr selbst ja nicht langsamer.

Einwurf Ende.

[Eyk van Bommel]

Blödsinn? Natürlich wird das Objekt langsamer -aber ab welchem Radius?