Fragen zu schwarzen Löchern

[seeker]

Hallo zusammen!

Ich trage schon seit einiger Zeit einige Fragen mit mir herum, bei denen mein eigener Einblick in die Physik/Astronomie und Mathematik nicht ausreicht.
Auch meine Physiker-Kollegen bei der Arbeit konnten mir leider noch keine befriedigenden Antworten geben (ist für Nicht-Astronomen halt im Endeffekt fachfremd). Aber vielleicht haben die Experten hier die eine oder andere Antwort?

Falls meine Fragen hier schon lange beantwortet wurden, dann tut es mir Leid – ich hatte leider noch keine Gelegenheit, das komplette Forum durchzuackern.



Nun zu den Dingen, die ich bei schwarzen Löchern noch nicht verstehe:


1. Wie kann etwas in ein schwarzes Loch (von außen gesehen) in endlicher Zeit hineinfallen? Müsste es nicht aufgrund der Zeitdehnung am Ereignishorizont „kleben“ bleiben?
Die Folge daraus wäre doch, dass das eigentliche Loch nicht wachsen kann?
… oder kann das Loch vielleicht ausschließlich Strahlung aufnehmen und wächst daher allein durch die Zerstrahlung der Materie – die aber doch auch durch Rotverschiebung ihre ganze Energie verlieren müsste?

Und wenn ich weiter darüber nachdenke: Wenn ein Stern kollabiert und zu einem schwarzen Loch wird, ist der Vorgang der Kontraktion zu einer Singularität in endlicher Zeit überhaupt abgeschlossen (wieder von außen gesehen)? Falls nein, dann gäbe es keine Singularitäten? Was sagen da die Gleichungen? (An reale Singularitäten glaube ich sowieso nicht, eher an Punkte, wo die Theorie zusammenbricht. Aber nehmen wir mal an es gäbe sie.)



2. Wie kommt die Gravitation aus einem schwarzen Loch heraus? Na gut, vielleicht könnte man sagen, dass sie nicht aus dem Loch herauskommen muss, sondern dass sie ja schon da ist (als geometrische Eigenschaft der Raumzeit)? Aber: Dann kann es so etwas wie Gravitonen als Kraftüberträgerteilchen der Gravitation doch wohl nicht geben (sie müssten überlichtschnell sein) – oder?

Was würde -als Gedankenexperiment- passieren, wenn eine große Masse in einem schwarzen Loch kontrahieren würde oder sonstige dynamische Effekte in ihm zu Gravitationswellen führen müssten? Würden die Gravitationswellen das Loch verlassen können? Oder wenn es Drehimpuls oder Masse gewinnen oder verlieren würde (von mir aus durch Masseverlust in ein anderes Universum), müsste sich das nicht außerhalb bemerkbar machen? Falls ja, dann wäre doch Information aus dem Loch entwichen…



3. Hätte das Universum kurz nach dem Urknall nicht sofort wieder in einem schwarzen Loch verschwinden müssen? Genug Massekonzentration war ja wohl gegeben…
Hm, wenn das passieren würde, dann wäre kein Universum außerhalb des Loches mehr da. Sind wir sozusagen im Inneren eines ehemaligen schwarzen Loches?
Überhaupt: Warum expandiert der Raum? Was trieb und treibt ihn auseinander?
Ich meine, ich könnte mir auch eine Materiebewegung in einem stationären, geschlossenen Raum vorstellen, die den Raum bei ihrer Bewegung „umrundet“. Insofern kann es die Materiebewegung nicht sein, die neuen Raum erschafft?



Ich weiß, die nächste Frage gehört eigentlich in einen anderen Themenbereich. Bitte seht es mir nach – ich wollte meine Fragen hier nicht splitten:



4. Die Hintergrundstrahlung kommt sehr gleichmäßig aus allen Richtungen. Muss der Raum daher dreidimensional gesehen (also nicht als Raumzeit) nicht geschlossen sein? Also z.B. eine Art vierdimensionale Kugel oder besser Sphäre mit dreidimensionaler Oberfläche. Wie kann es sein, dass bei Messungen herauskommt, der Raum wäre flach?


So, das war's erstmal. Ich hoffe, ich habe nicht zu viele Fragen für mein erstes Posting gestellt...


Viele Grüße
seeker

[gravi]

Hallo seeker,

zunächst mal recht herzlich willkommen hier im Forum!

Wenn hier Fragen doppelt gestellt werden, so macht das gar nichts. Das Forum wurde ja deshalb eingerichtet, damit jeder auf seine Fragen auch Antworten bekommt. Ansonsten: Du kannst auch gerne einmal die Suchfunktion des Forums benutzen, die liefert meist schon einige Ergebnisse.

Dann steige ich schon mal mit ein paar einfachen Antworten ein - unsere Experten werden sicherlich noch ihren fachlichen Senf hinzufügen!

Zu 1.:
Wenn etwas in ein SL fällt, so zählt für den Gegenstand lediglich seine Eigenzeit. Das verhält sich exakt so wie bei einem Flug mit deutlichen Bruchteilen der Lichtgeschwindigkeit. Für den Astronauten in der Rakete vergeht die Zeit völlig normal, er spürt keinen Unterschied. Ein außenstehender, ruhender Beobachter aber würde seine Zeit immer gedehnter sehen.
Wenn der Astronaut nun also in das SL hüpft, so vergeht seine Zeit völlig unverändert. Ein außerhalb befindlicher Beobachter aber würde dessen Zeit immer langsamer vergehen sehen, bis sie bei Erreichen des Ereignishorizontes völlig stehen bleibt.

Insofern sind die Effekte bei großer Gravitation und bei großen Geschwindigkeiten identisch.

Zu 2.:
Die Physiker gehen davon aus, dass die Gravitation durch Botenteilchen, Gravitonen, übertragen wird.
Diese wechselwirken aber nicht mit sich selbst, so dass die Gravitation auch aus dem Loch herausragt.
Ein Äquivalent zu den Gravitonen wären z.B. die Photonen, welche die elektromagnetischen Felder überträgt. Sie wechselwirken auch nicht untereinander, sonst könnte beispielsweise auch kein Licht aus der Sonne kommen.

Zu 3.:
Das Universum war zu Beginn eine extrem große Energieansammlung auf kleinstem Raum. Irgendeine Kraft, über die wir heute noch rätseln, ließ diesen Energieklumpen sehr rasch expandieren. Das Uruniversum würde ich deshalb nicht als Schwarzes Loch sehen.

Zu 4.:
Ja, das Universum kann man als ein geschlossenes System betrachten. Über seine Topologie ist man sich noch längst nicht einig.
Es gibt ja kleine Schwankungen in der Hintergrundstrahlung, die durch "Schallwellen" im damaligen Plasma des Universums erzeugt wurden. Gebiete mit etwas veränderter Temperatur (entsprechend veränderter Dichte des Plasmas eben durch die Schallwellen) haben eine bestimmte Ausdehnung. Nun kann man durch einfache trigonometrische Bestimmung die Winkelverhältnisse ermitteln die sich ergeben, zieht man je eine gedachte Linie vom einen und anderen Rand des beobachteten Gebietes bis zur Erde.
Ist die Winkelsumme exakt 180 Grad, so ist das Universum flach und entspricht euklidischer Geometrie. Wäre sie größer oder kleiner, hätten wir es mit sphärischer Geometrie zu tun, was aber nicht der Fall ist. Unser Kosmos ist euklidisch.

Soviel für den Anfang - es wird sicherlich noch einiges hinzu kommen...

Schönen Gruß
gravi

[tomS]

Zu 2.:
Die Physiker gehen davon aus, dass die Gravitation durch Botenteilchen, Gravitonen, übertragen wird.
Diese wechselwirken aber nicht mit sich selbst, so dass die Gravitation auch aus dem Loch herausragt.
Ein Äquivalent zu den Gravitonen wären z.B. die Photonen, welche die elektromagnetischen Felder überträgt. Sie wechselwirken auch nicht untereinander, sonst könnte beispielsweise auch kein Licht aus der Sonne kommen.

Hallo gravi,

sorry, dass ich dir da widerspreche, aber die Erklärung zu 2 ist irreführend.

Die Phyiker gehen davon aus, dass die Gravitonen - im Gegensatz zu den Photonen - sehr wohl miteinander wechselwirken, d.h. ein Graviton würde ein anderes Graviton anziehen. Da ein Graviton Energie trägt, und Energie zu Schwerkraft führt, ist es nur logisch, dass zwei Gravitonen weitere Gravitonen austauschen und sich so gegenseitig anziehen.

Im Falle der Schwarzen Löcher ist das Bild der Gravitonen aber irreführend, genauso wie bei einer elektrisch geladenen Kugel das Bild der Photonen. Es ist richtig, dass Photonen die el.-mag. Wechselwirkung übertragen, allerdings kann man in dem Photonenbild alleine das Coulompotential zwischen zwei statischen elektrischen Ladungen nicht wirklich verstehen. Man benötigt dazu eine andere mathematische Formulierung und in der ergibt sich dann sowohl das statische Coulombpotential als auch zusätzliche Photonen, z.B. für die Stralung beschleunigter Ladungen.

Für die Experten hier: man wählt eine dem jeweiligen Problem angepasste Eichung der el.-mag. Wechselwirkung. Eine Eichung "nur mit Photonen", die sogenannte Lorentz- oder Strahlungseichung, ist für statische elektrische Felder extrem unanschaulich; besser ist die Coulombeichung, in der neben den Photonen auch ein statisches Coulombpotential auftritt.

Für das schwarze Loch stellt man sich am besten zunächst den noch nicht kollabierten Stern mit seinem Gravitationsfeld vor. Nun verhält es sich so, dass bei einem exakt symmetrischen Kollaps keine Gravitationswellen entstehen; es ist nämlich egal, wie groß die Massenkugel tatsächlich ist; das Gravitationsfeld wird ausschließlich durch die Masse der (kugelsymmetrischen) Materieverteilung bestimmt. Nach dem Kollaps ist die Masse zwar in der Singularität verschwunden, das zurückbleibende Gravitationsfeld ist aber noch identisch zu dem vor dem Kollaps, d.h. es müssen gar keine Gravitonen aus dem SL entkommen, das Schwerefeld ist praktisch "schon vorher da" (natürlich ist das nur eine Näherung, da es diesen exakt kugelförmigen Kolaps nie geben wird).

Dieses letzte Bild zeigt aber auch, warum man sich in einem Bild ausschließlich mit Gravitonen eben nicht erklären kann, wie das Gravitationsfeld eines schwarzen Lochs entsteht.

@seeker: zunächst mal herzlich willkommen hier im Forum; ich hoffe, die Erklärungen helfen dir weiter, auch wenn wir uns gleich mal wiedersprechen müssen ...a

[seeker]

Hey, das ging ja schnell!

Erstmal danke für eure Antworten!

OK, ich habe mal wieder verstanden, dass man in der Physik eben mit verschiedenen Modellen/Bildern arbeiten muss, die man nicht ohne weiteres zusammenführen kann.

@Tom:
Kann man das mit den elektrischen Feldern wirklich vergleichen? So, wie ich das verstanden habe, können doch bei statischen elektrischen Feldern (auch wenn es unanschaulich ist) zumindest prinzipiell Photonen ausgetauscht werden – bei der Einbahnstraße SL eben prinzipiell nicht?

Also gut: Dann kann man wohl sagen, dass „Gravitonen“ ein hypothetisches Teilchenkonzept ist, um gewisse Gravitationsphänomene beschreiben zu können, dass dieses Konzept aber nicht geeignet ist um schwarze Löcher zu beschreiben. (Ich glaube fast, ich bin schon wieder am gleichen Punkt wie in der QM, wo man dualistische Bilder parallel verwenden muss.)


Zu 1. habe ich noch eventuell zwei mögliche Antworten gefunden:

a) Die Materie tunnelt durch den Ereignishorizont. Aber das wäre doch ein sehr langsamer Vorgang – oder?
b) Eine Masse, die nahe an den Ereignishorizont herankommt hat ja auch ein eigenes Schwerefeld. Durch die Kombination des SL-Feldes und des Feldes der Masse außerhalb müsste sich der Ereignishorizont ein wenig vergrößern und schwups -die Masse wäre drin.

Was meint ihr?

Ansonsten werde ich (bis zur Widerlegung) glauben, dass eine Singularität (rein von der ART betrachtet) in endlicher Zeit (also für das restliche Universum, für uns) nicht entstehen kann. Dass der Vorgang der Kontraktion zu einer Singularität (ich spreche nicht vom Ereignishorizont) dynamisch und niemals beendet ist.
Ich weiß, man kann nicht wissen, wie es „wirklich“ ist, aber man müsste es doch aus den Gleichungen der ART berechnen können?

@gravi:
Danke für die schöne Ausleuchtung der Fragen.

Zu 4. will ich noch mal etwas genauer werden:

Nehmen wir an, dass das Universum räumlich gesehen flach wäre (was deine Winkelsummenbestimmung nahelegt).
Ich stelle mir mal ein punktförmiges oder flächiges Gummituch vor, auf dem ein Punkt ist. Dieser Punkt soll den Urknall darstellen. Jetzt wird das Tuch in alle Richtungen gedehnt (als Entsprechung der Expansion des Universums): Ich erhalte aus dem Punkt eine Kreisförmige Fläche. Dann setze ich die Erde irgendwo in diese Fläche hinein und schaue mich von diesem Punkt aus um. Was sehe ich? Wenn ich mal davon ausgehe, dass ich nicht gerade ausgerechnet in der Mitte gelandet bin (Es muss in diesem Bild eine Mitte geben!), dann muss doch die Strahlungsdichte, die ich sehe, sehr stark von der Raumrichtung, in die ich blicke, abhängen.
Dem ist aber laut unseren Beobachtungen nicht so!

Ergo: Der Raum muss geschlossen sein. Das Gummituch muss eine Kugel sein.

… das kann aber nicht sein, weil die Winkelsummenbestimmung einen flachen Raum ergibt.

Wie kommt man da raus?


Viele Grüße
seeker



P.S.:
Habe mal aus dem A ein F gemacht. Ein paar Formeln können wohl doch nicht schaden…

[tomS]

Ich versuche mich nochmal an einer Erklärung mt den Photonen und Gravitonen.

Zunächst mal zu den Unterschieden:
1) Gravitonen sind hypothetische, noch nicht nachgewiesene Teilchen, die man in Analogie zu bereits nachgewiesenen Teilchen (Photonen, anderen Austauschteilchen anderer Wechselwirkungen wie W- und Z-Bosonen, Gluonen) fordert.
2) Die Einführung der Gravitonen analog zu den o.g. anderen Austauschteilchen ist zwar zunächst naheliegend, führt aber zu mathematischen Schwierigkeiten, die eine völlig analoge Behandlung unmöglich erscheinen lassen.
3) Gravitonen würden im Kontext eine Theorie der Quantengravitation auftreten; aus den o.g.Gründen ist diese heute noch nicht vollständig verstanden, während die Quantenfeldtheorien anderer Wechselwirkungen seit Jahrzehnten zu einem festen Standard geworden sind.

Dann zu den Gemeinsamkeiten (insofern man dies für die hypothetischen Gravitonen sagen kann)
1) Gravitonen währen sozusagen die Quanten der Gravitation und entsprächen soetwas wie elementaren ebenen Wellen, analog z.B. zu Photonen (die sich den Qunaten des el.-mag. Feldes entsprechen)
2) Gravitonen und Photonen sind Konzepte, die eine "schwache" Wechselwirkung voraussetzen; im Falle einer "starken" Wechselwirkung ist ihre Einführung problematisch bzw. man sollte sich nicht mehr einfach "Teilchen" darunter vorstellen
3) Im Falle eines starken Potentials = einer "starken" Wechselwirkung zeigen sich Photonen gewissermaßen in zwei unterschiedlichen Erscheinungsformen:
- zum einen als ein (statisches) Potential wie dem bekannten Coulombpotential
- zum anderen als Fluktuationen des el.-mag. Feldes, die gewissermaßen zusätzlich zu dem Potential auftreten können
Bestes Beispiel dazu ist die sogenannte Lamb-Shift, ein Effekt der Quantenelektrodynamik, der zu geringfügigen Änderungen der Energieniveaus der Elektronen in Atomen führt; bei der Berechnung geht man von den Elektronen in einem Coulombpotential aus und berechnet dann die Korrekturen, die durch den Austausch (virtueller) Photonen zwischen Elektron und dem elektrischen Feld entstehen.

Auch in diesem Fall ist der Begriff Photon mit Vorsicht zu genießen, denn sowohl das virtuelle Photon als auch das statische elektrische Feld haben letztlich die selbe Ursache, allerdings führt die mathematische Beschreibung auf zwei verschiedene Sichtweisen bzw. Aspekte. In diesem Sinne sollten auch Gravitonen sich zum einen als (statisches) Gravitationsfeld, zum anderen als virtuelle Trägerteilchen der Gravitationskraft zeigen; dabei verwendet man das jeweils praktischere Modell zur Berechnung. Die Interpretation ist dabei von dem jeweils gewählten Modell abhängig.

Ich gebe aber zu, dass man gerade am Ereignishorizont eines schwarzen Lochs erwarten kann, dass das o.g. Bild der Gravitonen analog zu dem der Photonen versagt. Man darf eben eine derartige Analogie nicht überstrapazieren.

[gravi]

Die Phyiker gehen davon aus, dass die Gravitonen - im Gegensatz zu den Photonen - sehr wohl miteinander wechselwirken, d.h. ein Graviton würde ein anderes Graviton anziehen. Da ein Graviton Energie trägt, und Energie zu Schwerkraft führt, ist es nur logisch, dass zwei Gravitonen weitere Gravitonen austauschen und sich so gegenseitig anziehen.

Lieber Tom,

da haben wir aber noch nicht das Ende der Fahnenstange erreicht:
In Deiner obigen Aussage sehe ich prinzipiell einen Widerspruch. Wenn ein Graviton ein anderes (gravitativ) anzieht, dann dürfte nach meiner Auffassung keine Gravitation aus dem SL ragen. Das aber war seekers Frage, wieso sie aus dem Ereignishorizont herausragt. Wenn die Gravitonen aber nach Deiner Aussage sich alle gegenseitig anziehen, dann müssten sie sich innerhalb des SL's zusammenballen oder sogar in die Singularität zurückziehen, da hier die Gravitation gegen unendlich geht. Seekers Frage bleibt also bis jetzt unbeantwortet!

In diesem Zusammenhang noch ein weiterer Gesichtspunkt, der geklärt werden muss: Gravitation (und damit Gravitonen) breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Innerhalb des SL's ist die Fluchtgeschwindigkeit allerdings stets größer. Wie können dann trotzdem die Gravitonen raus...?

Ich habe die Gravitonen übrigens deshalb gewählt, weil das vielleicht leichter zu verstehen ist. Eine Erklärung mit Hilfe von LQG oder Stringtheorien erscheint möglicherweise angebrachter zu sein.

@seeker:

Zu 4.:
Du musst Dir den Strahlungshintergrund einmal so vorstellen: Bis das Universum "durchsichtig" wurde, war es strahlungsdominiert. D.h. neben den Teilchen war es komplett erfüllt mit Strahlung, also hochenergetischen Photonen, die an den Teilchen streuten.
Bei der weiteren Expansion verdünnte sich die Strahlung immer mehr, sprich die Wellenlänge nahm zu, sprich die Strahlung wurde energieärmer, sprich die Temperatur sank. Die Photonen erfüllen heute immer noch den gesamten Kosmos, sind also überall zugegen, nur eben nicht mehr in der Dichte wie damals. Du kannst sie sogar sehen: Im Bilderrauschen eines Fernsehers ohne Sender ist etwa 1% des "Schneegestöbers" die kosmische Hintergrundstrahlung.

Gruß
gravi

[tomS]

@gravi: ich habe doch oben versucht zu erklären, dass das Gravitationsfeld grundsäzlich in zwei Anteile zerfällt: einen statischen Anteil, der bereits vor der Bildung eines Schwarzen Lochs existiert und sich auch durch den Kollaps nicht ändert, und einen dynamischen, durch "gewöhnliche Gravitonen" vermittelten Anteil.

[seeker]

So wie ich das verstanden habe, läuft es auf folgendes heraus:

Konzepte wie „Feld“ oder „Teilchen“ sind mathematische Beschreibungen bzw. nützliche Näherungen an eine Realität, von der wir nicht wissen können was sie ist, sondern nur beschreiben können wie sie ist. D.h. so etwas wie ein Graviton oder ein Feld existiert nicht wirklich „da draußen“. Es sind nur nützliche Modellvorstellungen – nicht mehr und nicht weniger. Und wenn die eine Modellvorstellung versagt (hier das Graviton), dann nimmt man eben die andere (hier das Feld). Das mag zwar nicht gänzlich befriedigend sein, aber mehr kann die Wissenschaft eben aktuell nicht sagen. Insofern bin ich mit der Antwort von tomS zufrieden:

Das Feldmodell kann mir vorerst ausreichend erklären, wie die Gravitation aus dem SL „herauskommt“: Sie muss nicht herauskommen, sie war schon vorher da... und bei statischen Feldern macht uns die Lichtgeschwindigkeitsgrenze keine Probleme.
Beim Gravitonmodell muss ich halt akzeptieren, dass es in diesem Szenario versagt.
Schöner wäre da natürlich ein zukünftiges Modell, dass beide Modellvorstellungen konsistent zusammenfasst…

Dass ich ein solches Denken nicht nur bei der QM akzeptieren muss, sondern auch bei SL war mir bisher so nicht klar. Insofern habe ich dazugelernt.

P.S.:
Ich hoffe immer noch auf eine Antwort zur Frage wie ein SL bzw. sein Ereignishorizont wachsen kann. Ist mein Vorschlag b) vernünftig?

Beste Grüße
seeker

[tomS]

Ich gebe mal eine kurze Formel zur Quantenelektrodynamik (QED) an: die Wechselwirkung in Coulombeichung lautet symbolisch



Man sieht im Zähler die Ladungsdichten, die miteinander wechselwirken; das Potential im Nenner ist das Coulombpotential; es wird über alle Orte integriert. Weitere Terme spare ich mir hier, da wir nur das Grundrinzip verstehen müssen.

Das Coulomb-Potential ist dabei die sogenannte Greensfunktion G zum 3-dim. Laplace-Operator, also



mit



Damit kann man die Wechselwirkung symbolisch umschreiben zu



Es sieht so aus, als ob man keine Photonen mehr hätte, sondern nur noch ein rein statisches Potential. Es gibt allerdings noch weitere WW-Terme in denne das Photon drinsteckt; außerdem gibt es noch einen Term für die kinetische Energie des Photons.

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Ich zeige jetzt aber etwas anderes in der QCD: hier kann man die Wechselwirkung wiederum symbolisch umschreiben zu



Der Unterschied ist die winzige Änderung nach G[A]; dies resultiert aus der Tatsache, dass man nun



betrachten muss, wobei jetzt die kovariante Ableitung



auftritt. Das A ist das Gluonfeld, das hier sogar eine 3*3 Farb-Matrix ist; Terme ohne A sind als 3*3 Einheitsmatrix "1" zu verstehen, die Quark-Ladungsdichten sind als Farb-Vektoren zu verstehen Das G kann leider nicht mehr explizit angegeben werden, denn es hängt ja von A ab. D.h. man hat jetzt statt dem statischen ein dynamisches eichfeld-abhängiges Farb-Coulomb-Potential

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Aufgrund ähnlicher Strukturen zwischen QCD und ART -- in der Ashtekar-Formulierung tritt eine SU(3) bzw. SU(2) Eichsymmetrie auf, die o.g. WW "entsteht" über die Implementierung des Gauss-Gesetzes -- tritt nach der Eichfixierung aber vor der Implementierung der restlichen Constraints eine ähnliche Struktur auf, d.h. man hat eine Mischung aus dynamischen Gravitonen und statischem Potential. Im Detail ergeben sich natürlich Abweichungen aufgrund der zusätzlichen Constraints in der ART.

Diese Betrachtung ist zwar im Rahmen der QCD entwickelt worden, kann allerdings auch für klassische Feldtheorien, also auch die klassische ART angewandt werden. Die Schlussfolgerung, dass das Gravitationsfeld als Mischung aus "Potentialterm" und "Gravitonen" wirkt, bleibt auf dieser Ebene also sicher gültig.

[gravi]

@Tom:
Danke für Deine Ausführungen!
Bezüglich der Gravitonen, wie ich es eingangs schilderte, muss ich Dir natürlich Recht geben.
Deine Erläuterung, dass bei einem Stern vor dem Kollaps bereits das gleiche Gravitationsfeld existiert wie nach dem Kollaps, es also völlig unverändert bleibt, ist am einfachsten verständlich. Halten wir das mal so fest

@ Seeker:
Nochmals zu Deiner Frage unter b):
Du liegst schon völlig richtig, dass beim Wachstum eines SL's durch Aufnahme von Materie sich der Horizont vergrößern muss.
Und zwar je größer die Masse, umso mehr vergrößert sich der Horizont. Karl Schwarzschild hat als Erster berechnet, wie das für nichtrotierende SL's funktioniert. Wenn Du selbst mal damit experimentieren möchtest, ich habe dazu ein kleines Programm auf der Homepage:

http://abenteuer-universum.de/stersterne/bl3.html#rs

Bei rotierenden SL's ist die Sachlage ähnlich, aber deutlich verzwickter und man muss sich der Kerr- Lösung bedienen.

Gruß
gravi

[tomS]

Hallo seeker, sind deine Frage einigermaßen beantwortet?

[seeker]

Hi Tom! Hi gravi!

Nochmal danke für die anregende Diskussion.

Ich weiß, dass ich hier keine einfachen Fragen gestellt habe. Frage 2 und 3 sind daher für mich erstmal einigermaßen beantwortet. Über Frage 4 muss ich noch nachdenken. Mein Denken ist sehr stark optisch ausgeprägt – da bin ich auch gut drin. D.h. ich muss mir immer eine bildliche Vorstellung eines Problems konstruieren um das Gefühl zu haben es „verstanden“ zu haben.

Zu Frage 1:

Da beiße ich mich fest! Das will ich jetzt wissen! …und es muss da auch eine Antwort -zumindest von der Standardtheorie her geben, obgleich es mir sehr verzwickt zu sein scheint.

Ich habe zur Zeit u.a. auch das Buch von Andreas Müller, SL in Arbeit. Auf S.12 schreibt er „Schwarze Löcher und deren Ereignishorizonte liegen in unserer Zukunft“ und auf S.35 schreibt er unten „Die Theorie Schwarzer Löcher besagt, dass in direkter (radialer) Richtung auf das Loch die Materie immer mit exakt der Vakuumlichtgeschwindigkeit den Ereignishorizont passiert.“ Ihr wisst, was das für Folgen hat… und welche logischen Abgründe sich da auftun!
Ich habe auch noch im Hinterkopf, dass in dem Buch von Bojowald zur LQG ähnliche Aussagen gemacht wurden.

Die eigentliche Frage lautet doch:

Kann ein SL oder auch nur ein Ereignishorizont in endlicher Zeit entstehen?

Habe nur ich damit ein Problem?

Der Verdacht, den ich da habe, verdichtet sich immer mehr. Wenn ich darüber nachdenke, dann läuft es ja auf folgendes heraus:

Es muss superkompakte Objekte im Weltraum geben. Die ART besagt, dass wenn ein massives Objekt eine bestimmte Masse überschreitet, dass es dann keine bekannte Kraft mehr gibt, die den Kollaps aufhalten kann. Bei zunehmender Kontraktion werden aber zunehmend relativistische Effekte wichtig – bis die Zeit bzw. alle Bewegung (von außen gesehen) am Ereignishorizont vollständig stehenbleibt. Wenn wir uns diesen Vorgang vorstellen, dann dürfen wir an diesem Punkt auf keinen Fall unser Bezugssystem wechseln! D.h. wir sind und bleiben entfernte Beobachter, die den Kollaps aus einer nahezu flachen Raumzeit in einem 13,7 Milliarden Jahre alten Universum beobachten.

Was sehen wir?

Der Stern wird immer kleiner, immer dunkler und immer rötlicher. Wir sehen aber niemals, dass er ganz schwarz wird. Wir sehen vielmehr, dass sich die Materie immer langsamer bewegt, bis sie am (berechenbaren) Ereignishorizont vollständig zur Ruhe kommen würde.

Die logische Folgerung ist doch diese:

Wenn es unendlich lange dauert, bis Materie den EH erreicht, das Universum aber nur 13,7 Milliarden Jahre alt ist, dann hat noch überhaupt keine Materie den EH passiert. Und wenn Materie den EH doch passiert hätte, dann wäre sie aufgrund der Hawking-Strahlung schneller wieder entwichen, wie sie hineingekommen wäre.

Das würde aber bedeuten, dass es keine SL geben kann!
Das, was wir SL nennen, wäre vielmehr ein dynamischer, nie beendeter Vorgang der Kontraktion von Materie in Richtung Ereignishorizont und niemals ein Endzustand.

Wenn dem so ist, dann ist die komplette Darstellung eines SL in den Medien und den meisten Büchern falsch, bzw. wird etwas essentiell Wichtiges unterschlagen! Dann macht es auch wenig Sinn Singularitäten, Einstein-Rose-Brücken o.ä. berechnen zu wollen (es sei denn aus rein theoretischen Überlegungen zur Konsistenz der Theorie). Man darf bei der Theoriebildung den zeitlichen Aspekt und die Möglichkeit einer realen Entstehung (als Prozess) aber doch nicht einfach ignorieren! Da macht man doch sonst etwas Essentielles falsch?! Es gibt keine Singularitäten, es wird sie nie geben, weil niemals unendlich viel Zeit zur Verfügung stehen kann (zwischen „Unendlich“ und einer „sehr großen Zahl“ gibt es einen kategorischen Unterschied) . Es gibt auch nichts hinter dem EH. Es gibt nur den Ereignishorizont – und nicht einmal den: Er ist gerade am Entstehen und seine Entstehung wird niemals abgeschlossen sein…
So langsam beginne ich auch zu verstehen, was Harald Lesch gemeint hat, als er in einer Sendung einen kurzen Film über das Innere eines SL zeigte: Man sah ca. eine Minute lang einen schwarzen Bildschirm… gefolgt von der Aussage: „Da ist nichts! Überhaupt nichts!“


Habe ich recht oder liege ich völlig falsch? Seht ihr das Problem?

Beste Grüße
seeker

[seeker]

Ein einfallender Beobachter überschreitet nach seiner Uhr in endlicher Zeit den Ereignishorizont und erreicht auch in endlicher Zeit die Singularität. Für ihn liegt das Schwarze Loch selbst nicht in der Zukunft aber für einen Außenbeobachter.

OK, wechseln wir halt das Bezugssystem:

Der einfallende Beobachter sieht aber auch, dass im restlichen Universum eine unendliche Zeitspanne vergeht, während er sich dem EH nähert. Er würde das Universum komplett vergehen sehen... und ob das SL dann noch existierte ist mehr als ungewiss. Wenn Unendlichkeiten postuliert werden müssen, dann ist das normalerweise ein deutlicher Hinweis darauf, dass etwas an der Theorie nicht stimmt.

So kommen wir aus dem Paradoxon nicht heraus.
Es macht keinen Sinn ein Bezugssystem zu wählen, dass für das restliche Universum sinnlos ist.

Dass der Horizont eines Lochs wächst, könnte man messen.

Das ist die Frage! Wie soll es in unserem Bezugssystem wachsen können? Ist mein früherer Vorschlag b) (Addition der Gravitationsfelder vor dem Erreichen des Ereignishorizonts)eine Möglichkeit?

Meine Fragen stehen:

Habe ich recht oder liege ich völlig falsch? Seht ihr das Problem?

[tomS]

Tja, die Relativitätstheorie spielt uns so manchen Streich. Der Beobachter sieht nicht "das gesamte Universum vergehen" während / bis er den Ereignishorizont überschreitet. Wählt man ein Bezugssystem, das gerade am Ereignishorizont relativ zu diesem in Ruhe ist, so wird man von diesem aus sehen, dass alles, was ins schwarze Loch fällt, den Ereignishorizont mit exakt Lichtgeschwindigkeit überquert! D.h. dass der fallende Beobachter von nichts eingeholt / überholt werden kann.

[seeker]

Jetzt haben wir schon drei verschiedene Bezugssysteme!

Wechseln wir also noch einmal. Der unbewegte Beobachter genau am EH:

Er sieht einen vorbeifliegenden Probekörper mit exakt Lichtgeschwindigkeit den EH passieren.

Dieser Körper hat dann aber eine unendliche Masse:
Schon wieder eine Unendlichkeit -und damit ein nicht sinnvolles Bezugssystem!
Außerdem: Würde dieser Beobachter nicht auch das Universum in einem Moment vergehen sehen?
Ich behaupte immer noch, dass das bisher einzig sinnvolle Bezugssystem das 1. ist (entfernter Beobachter)
Da kommt statt unendlich dann Null heraus... und es gibt keine SL oder EH als Endzustand.


Aber nochmal zum Bezugssystem des im freien Fall in den EH stürzenden Beobachters:

D.h. dass der fallende Beobachter von nichts eingeholt / überholt werden kann.

Ich meine, wir sollten den Grenzfall direkt am EH zunächst mal weglassen - dort bricht die Theorie zusammen.

Was ist aber kurz bevor unser Beobachter den EH erreicht?
Es gilt immer noch die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit! Der Beobachter wird hier sehr wohl noch vom Licht aus dem Universum "eingeholt". Er hat außerdem schon eine relativistische Geschwindigkeit und befindet sich in einem starken Gravitationsfeld. Daraus folgt, dass alle Beobachtungen (zu Vorgängen) zurück ins Universum für ihn stark beschleunigt erscheinen. Für ihn vergeht eine Sekunde, für das Universum eine Milliarde Jahre, für ihn vergeht eine Millisekunde, für das Universum eine weitere Milliarde Jahre, usw.
Daraus folgt, dass bei seinem Erreichen des EH für das restliche Universum eine unendliche Zeitspanne vergangen sein wird.

P.S.:
Ich habe mitbekommen, dass Andreas Müller hier im Forum schon einmal aktiv war. Er müsste doch am besten Bescheid wissen.
Könnte man nicht versuchen ihn zu "reaktivieren"? Das wäre toll!


Beste Grüße
seeker

[gravi]

Der einfallende Beobachter sieht aber auch, dass im restlichen Universum eine unendliche Zeitspanne vergeht, während er sich dem EH nähert. Er würde das Universum komplett vergehen sehen... und ob das SL dann noch existierte ist mehr als ungewiss. Wenn Unendlichkeiten postuliert werden müssen, dann ist das normalerweise ein deutlicher Hinweis darauf, dass etwas an der Theorie nicht stimmt.

Ich verstehe Dein Problem. Aber das mit dem "Sehen" sieh mal nicht so eng
Wenn sich nämlich der "unkaputtbare" Beobachter dem Horizont nähert, so kommen so einige relativistische Effekte zum Tragen. So ist es z.B. möglich, dass von außen kommende Lichtstrahlen mehrmals um das Loch herum kreisen können. Im Endeffekt führt es dazu, dass sich der Sichtbarkeitshorizont immer weiter verkleinert. Je näher Du dem Ereignishorizont kommst, umso mehr schließt sich das Schwarze Loch um Dich. Du bist noch nicht eingetaucht, dann schließt sich die Schwärze des Lochs komplett um Dich und Du siehst nüscht mehr vom Universum. Ende mit "Universum komplett vergehen sehen"...

Ich empfehle Dir einmal den Besuch bei "Tempolimit Lichtgeschwindigkeit", und dort die Visualisierung der Reise zu einem SL:

http://www.tempolimit-lichtgeschwindigk ... ionsl.html

Das wird Dir sicher mehr sagen als viele Worte...

Gruß
gravi

[seeker]

@tensor

Wenn es denn möglich wäre, so würde man aufgrund der Krümmung der Raumzeit, die den Weg der Photonen bestimmt, eine völlige Schwärze beobachten.

Ich berichtige mich. Du hast recht, wenn man genau den Grenzfall betrachtet.

Welche Schlussfolgerungen ergeben sich daraus, wenn man genau auf dem EH eine völlige Schwärze beobachten würde?
Bedeutet eine völlige Schwärze nicht, dass man von keiner Strahlung oder Materie erreicht wird?


@gravi
Danke. Fantastische Bilder!

Beste Grüße
seeker

[tomS]

Schreibt Ray nicht irgendwo über einen derartigen Beobachter in Ruhe? Natürlich ist das nur ein theoretisches Konstrukt, das ist mir schon klar.

[tomS]

Bardeen führte den ZAMO durch folgendes Gedankenexperiment ein: Auf einem Kreis mit konstantem Radius und konstantem Poloidalwinkel, den man sich um die rotierende Gravitationsquelle vorstelle (Symmetrieachse des Systems senkrecht auf Kreisfläche), seien ein Beobachter und viele Spiegel lokalisiert

. Hervorhebung von mir. Das ergibt doch im Grenzfall J=0 (d.h. Kerr => Schwarzschild) den von mir genannten Beobachter, oder?

[tomS]

Ja, aber der FFO fällt natürlich gleich schnell wie allen anderen FFOs, nämlich mit c.

[Ray Light]

Hallo zusammen

Vorweg möchte ich nochmal betonen, dass ein Schwarzschild-Loch nur eine Eigenschaft hat: Masse.

Die Schwarzschild-Lösung ist statisch, d.h. diese Lösung kann kein wachsendes Schwarzes Loch beschreiben, weil diese Raumzeit statisch ist. Man kann sich aber näherungsweise vorstellen, dass ein reales, wachsendes Schwarzes Loch eine Masse habe, die sozusagen schrittweise zunehme, das Loch also durch Schwarzschild-Lösungen mit Massen M1, M2, etc. beschrieben werde. Das ist wohl der Grund weshalb Astrophysiker kein Problem mit der Schwarzschild-Lösung haben, wenn sie ihre kosmischen, realen, wachsenden (Kandidaten für) Schwarzen Löcher damit beschreiben.

Die Schwarzschild-Lösung ist eine Vakuumraumzeit, d.h. strenggenommen beschreibt sie reale, akkretierende Schwarze Löcher nicht, denn aller Raum ist bei einer Schwarzschild-Raumzeit ja nicht mit Materie angefüllt, also leer. In der relativistischen Beschreibung spiegelt sich das darin wider, dass der Energie-Impuls-Tensor überall verschwindet. Dennoch ist die Schwarzschild-Lösung in vielen Fällen eine gute Beschreibung der Natur, nämlich dann, wenn die Lochmasse viel größer ist, als die akkretierte Masse; sogar die Gravitation unserer Sonne lässt sich sehr gut mit der Schwarzschild-Lösung relativistisch beschreiben, obwohl die Sonne sogar rotiert (allerdings rechts langsam, so dass man nicht die Kerr-Lösung bemühen muss ).

Zu seekers Schlüsselfrage „Kann ein SL oder auch nur ein Ereignishorizont in endlicher Zeit entstehen?“

Die Antwort lautet ja - ansonsten wäre das ja ein simples Totschlagargument für die Existenz klassischer Schwarzer Löcher – aber so einfach ist die Argumentation nicht. Es ist richtig, dass in populärwissenschaftlichen Darstellungen über Schwarze Löcher gerne darauf verzichtet wird, die Relativität der Zeit (gravitative Zeitdilatation) zu beschreiben, wie sie beim Vergleich von Außenbeobachter und auf das Loch einfallenden Beobachter zutage tritt. Da gibt es oft Verständnisprobleme, und es kursieren leider viele Missverständnisse. Es war mir daher wichtig, das in meinem Buch „Schwarze Löcher – Die dunklen Fallen der Raumzeit“ zu erklären. Die wesentlichen Textstellen zum Zeitaspekt sind zum einen auf S.12, wie seeker herausdeutete, nämlich die wichtige Konsequenz, dass Schwarze Löcher in unserer Zukunft liegen. Eine andere Aussage befindet sich auf S.132, die die beiden Beobachtungserfahrungen von Außenbeobachter und auf das Loch einfallenden Beobachter gegenüberstellt. Im Bezugssystem des mit einfallenden Beobachters fallen Objekte in endlicher Zeit in das Loch - wie es gravi eingangs und später tensor schon völlig richtig darlegten.

Für Experten: Nachrechnen kann man das nicht mit der ursprünglichen Form der Schwarzschild-Metrik (die eine Koordinatensingularität enthält), sondern mit neuen Koordinaten, den sog. Eddington-Finkelstein-Koordinaten. Siehe dazu:
http://www.wissenschaft-online.de/astro ... e.html#efk

Dass Schwarze Löcher (präzise gesagt Ereignishorizonte) in unserer Zukunft liegen erkennt man daran, wenn man Raum-Zeit-Diagramme für ein Schwarzschild-Loch skizziert und hier Linien konstanter Zeit einträgt. Man erkennt hierbei, dass es keine derartigen Linien gibt, auf denen Außenbeobachter und Horizont gleichermaßen liegen.

Für einen äußeren Beobachter bleiben auf das Loch einfallende Objekte am Ereignishorizont nicht nur stehen; er wird das außerdem nicht beobachten können, weil die Objekte am Horizont auch absolut schwarz sein werden. In der Praxis werden sie schon vor Erreichen des Horizonts verschwinden, weil die elektromagnetischen Beobachtungsdetektoren bereits das nahezu verdunkelte Objekt nicht mehr ausmachen können werden. Die Radioastronomen hoffen, diesen schwarzen Fleck um ein Loch bald auflösen und fotografieren zu können (Kap. 4.6 in meinem Buch).

Anschaulich bedeutet das hinsichtlich seekers Frage: Sobald eine kollabierende Masse ihren Schwarzschild-Radius unterschreitet, bildet sich - in endlicher Zeit - ein Ereignishorizont, der das Innere verhüllt.

Wir werden also weiterhin über die Natur des Zentrums eines realen Schwarzen Lochs rätseln können. Mir fällt da eine wunderbare Ähnlichkeit zu Platons Höhlengleichnis auf: Wir sind die Außenbeobachter (im Höhlengleichnis: die Gefangenen in der Höhle)und wir können nur ein Abbild des Loches sehen, nämlich seinen Ereignishorizont bzw. dessen dunkle Umgebung (im Höhlengleichnis: die Schatten der Gegenstände an der Höhlenwand). Aber wir werden nie ins Innere des Lochs schauen können (im Höhlengleichnis: die Gegenstände selbst, die die Gefangenen nicht sehen), auf das, was den Ereignishorizont erzeugt. Diese Wahrheit bleibt uns verborgen.

Beste Grüße,
Ray

p.s. @seeker: Das Auftreten von Unendlichkeiten muss nicht bedeuten, dass gleich eine ganze Theorie (hier die ART) nicht stimmt; aber es kann bedeuten, dass das Modell innerhalb der Theorie (hier: klassische Schwarze Löcher) unzureichend ist oder dass die unendlich gewordene Größe (hier: eine Krümmungsinvariante) oder das Koordinatensystem (hier: Boyer-Lindquist-Koordinaten) ungeschickt definiert wurde.

p.p.s. @tensor und tom: Ruhende Beobachter kann es in der ART nicht mehr geben, weil – im Gegensatz zu SRT – die Lorentz-Invarianz nur noch lokal, aber nicht mehr global gilt. Zur Erinnerung: http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 06.html#lv
tensor hat also Recht. Außerdem möchte ich an die marginal stabile Bahn in der Theorie Schwarzer Löcher erinnern (http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 2.html#rms ), bei deren Unterschreitung Testkörper entweder ins Loch fallen müssen oder das Loch auf einer ungebundenen Bahn verlassen müssen. Einen ruhenden oder auch nur einen stationären Beobachter auf dem Ereignishorizont kann man damit vergessen (abgesehen vom Spezialfall a = M, der extremen Kerr-Lösung, wo Ereignishorizont und marginal stabile Bahn zusammenfallen, aber auch eine nackte Singularität vorliegt).

p.p.p.s.: Lesenswerte Pressemitteilung vom AEI von 1999 zum Thema „Simulation kollidierender Schwarzer Löcher und Verschmelzung der Horizonte“: http://jean-luc.aei.mpg.de/Press/BH1999/

[tomS]

Hallo Ray,

wäre ein am EH fixierter Beobachter vergleichbar der Einführung von Lichtkegelkoordinaten?

[seeker]

@Ray:
Vielen Dank für den Beitrag!

So langsam komme ich voran...

Ich feile immer noch an meiner Vorstellung über das Wachstum des EH/SL:

Gehen wir noch einmal in das Bezugssystem des entfernten, ruhenden Beobachters.

(Die anderen Bezugssysteme sind mir -wie ich glaube- soweit klar, wenn auch noch nicht vollständig, wie man sie zusammenbekommt. Ich grüble noch ein wenig über den Begriff "Gleichzeitigkeit". Was heißt in diesem Zusammnehang "Es liegt in der Zukunft"? Heißt das nicht schlicht und ergreifend: In meinem Bezugssystem nicht existent?)

Unser Beobachter soll in diesem Gedankenexperiment "Röntgenaugen" haben, mit denen er in die Materie hineinsehen kann und alles sehen kann, was die ART noch erlaubt. Er soll auch beliebig kleine, von Null verschiedene Strahlungsintensitäten noch wahrnehmen können.

Beim Vorgang eines kollabierendem Sterns:

Würde er (da die Masse für ihn durchsichtig wäre), zunächst in der der Mitte der Kugel eine punktförmige, nach außen hin heller werdende, völlige Schwärze entstehen sehen, die dann anwächst und schließlich über den gleichzeitig kleiner und dunkler werdenden Stern hinauswächst oder würde die Dunkelheit von Anfang an ihre endgültige Größe haben und eben immer dunkler werden bis sie vollständig schwarz würde?


Beim Vorgang des Sturzes von Materie in einen bestehenden EH:

Unser Beobachter würde doch wohl sehen, dass die Materie nach einiger Zeit (seine Eigenzeit) schon sehr nahe an den EH herangekommen ist und sich dort fast bewegungslos ansammelt . Müsste er nicht sehen, dass der EH langsam über diesen Materiering hinauswächst? (Ich weiß, sie wird gleichzeitig immer röter und dunkler, aber unser Beobachter soll sie bis zuletzt trotzdem noch sehen können.)

Worauf ich hinaus will:

Nehmen wir mal an ich habe einen großen, dichten Massering sehr nahe an einem EH. Damit habe ich in endlicher Beobachtungszeit keine Probleme. Dann ist es ja so, dass diese Masse selbst ein Schwerefeld hat. Dieses Schwerefeld reicht (unendlich weit) über die Masse hinaus und ist nahe oder in der Masse maximal. Daraus folgt, dass sich das Feld des SL und das Feld des Masserings schon vorher "sehen". Je dichter der Ring wird (und das muss er von außen gesehen), desto größer wird die von ihm verursachte Raumzeitkrümmung. Kann man dann sagen, dass die Kombination der beiden Felder sehr nahe am EH dafür sorgt, dass die Raumzeitkrümmung direkt am EH noch ein bisschen größer werden muss, was zur Folge hätte, dass der EH etwas anwächst - und zwar gerade über die nahe Masse hinaus. In diesem Bild würde die Masse gewissermaßen sehr nahe am EH diesen nicht nur erreichen, weil sie hineinfällt, sondern weil sie durch das Wachstum des EH verschluckt würde. Die Masse würde sich also nicht nur auf den EH zubewegen, sondern auch der EH auf die Masse zu. Im Grunde wäre der Vorgang des Verschwindens der Masse im EH eine Kombination von beidem.

Also: Die Geschwindigkeit der Masse ginge beliebig nahe am EH gegen Null, die Wachstumsgeschwindigkeit des EH würde aber größer Null werden (so klein sie auch wäre). Im Grenzfall des EH käme eine Gesamtgeschwindigkeit V > 0 heraus.

Kann man das so sehen?
Dann wäre nämlich mein Problem mit V(m)=0 (BS entfernter Beobachter) am EH gelöst...

Beste Grüße
seeker

[gravi]

Ich sehe das so:

Der EH kann nur dann anwachsen, wenn Materie in das Loch gefallen ist, also bereits den EH passiert hat. Ich glaube nicht, dass er von einem äußeren Gravitationsfeld (z.B. dem einer Akkretionsscheibe) verformt werden kann. Verformt wird er nur durch die Eigenrotation.

Wenn Materie ins Loch fällt, so hat sie direkt am EH immer exakt Lichtgeschwindigkeit, also nicht V = 0, sondern V = c. Hinter dem Horizont geht's mit Überlicht weiter!

Veiielcht solltest Du Dir die Ansicht des außenstehenden Beobachters einmal aus Sicht der Rotverschiebung verdeutlichen. Photonen, ohne die ja keine Beobachtung möglich wäre, spüren die Gravitation. Je näher etwas an den EH heran kommt, umso mehr müssen die Photonen gegen die Gravitation ankämpfen. Dadurch werden sie immer energieärmer. Anders ausgedrückt: Die Wellenlänge der von einem Objekt emittierten Strahlung wird immer größer, rotverschobener. Direkt am Horizont wird die Rotverschiebung dann unendlich, die Wellenlänge ist unendlich. Eine unendlich große Welle aber ist nicht mehr sichtbar, bzw. unendlich rotverschobenes Licht. Deshalb ist ein SL schwarz.

Man könnte das auch aus Sicht der Zeit beschreiben, die ebenfalls von der Gravitation beeinflusst wird. Je näher etwas dem EH kommt, umso langsamer wird die Zeit (nur für den außenstehenden Beobachter!), direkt am EH bleibt sie dann völlig stehen. Man kann also nicht sehen, wenn ein Astronaut ins Loch steigt. Und wenn man nichts sehen kann, ja dann ist es eben schwarz.

Das, wie gesagt, erscheint dem außenstehenden Beobachter. Die Photonen selbst und alles andere auch fällt am Horizont aber mit c ins Loch, und zwar in ganz normal vergehender Eigenzeit.

Gruß
gravi

[Skeltek]

Was natürlich der Grund dafür war, dass ich bereits seit geraumer Zeit davon überzeugt bin, dass alle Teilchen, die ins schwarze Loch fallen streng geordnet innerhalb bleiben. Ein Teilchen, dass zuerst in den Ereignisshorizont eindringt wird immer näher am Mittelpunkt sein; kein Teilchen, dass danach ins SL fällt kann es überholen. Wenn man selbst ins SL fällt, bewegen sich Teilchen, die vorher ins SL gefallen sind mit c von einem weg Richtung Singularität. Wenn man da drinnen etwas sehen könnte, würden die Nervenimpulse niemals den Weg von den Augen(vorne) ins Gehirn(hinten) schaffen.

Oder sehe ich da etwas falsch?

Radiale Abstandsordnung bleibt innerhalb des SL erhalten, was nach dem Auftreffen auf die Singularität passiert jedoch keine Ahnung. Vermutlich ist die radiale Abstandsinformation das einzige, was von der verschlungenen Masse danach in der Singularität codiert erhalten bleibt.