Lichtgeschwindigkeit

Wenn die Geschwindigkeit des Licht etwas absolutes nicht veränderbares ist. Wie kann es dann sein, daß kein Licht aus den schwarzen Löchern dringt. Bewegen sich dann alles eingefangene Licht innerhalb des schwarzen Loches auf Kreisbahnen weiter mit Lichtgeschwindigkeit? Oder werden die Photonen wenn sie sich dem schwarzen Loch nähern schlagartig von 300.000 auf 0 abgebremst und sind dann kein Licht mehr? Oder ist die Lichtgeschwindigkeit doch eine veränderbare Größe?

Da Licht aus Photonen besteht, die auch eine gewisse Masse haben, werden die Photonen von der Gravitation des schwarzen Loches "festgehalten".

Auch würde die Fluchtgeschwindigkeit von Teilchen um aus dem Graviationsfeld eines schwarzen Loches zu entkommen so hoch sein, daß Lichtgeschwindigkeit dafür nicht ausreicht.

Was dann genau im inneren eines schwarzen Loches vor sich geht, kann soweit ich weiß, bisher noch Niemand genau erläutern.

Die Lichtgeschwindigkeit ist eine festgelegte Größe. Sie ist immer gleich.

Die Frage, ob etwas schneller als das Licht sein kann, wird derzeit im CERN erforscht.

Joek schrieb:Bewegen sich dann alles eingefangene Licht innerhalb des schwarzen Loches auf Kreisbahnen weiter mit Lichtgeschwindigkeit?

Ich tippe mal dass da die Zeitdiletation mit eine Rolle spielt. Die Zeit hinter dem Schwarzschildradius steht nahezu still, dementsprechend "langsam" wäre dann die Lichtgeschwindigkeit für einen außenstehenden Beobachter mit ungebremsten Zeitablauf.

bennamucki schrieb:Die Frage, ob etwas schneller als das Licht sein kann, wird derzeit im CERN erforscht.

Wenn nichts schneller als das Licht wäre, dann gibt es auch keine Hawking Strahlung.
Die Fluchtgeschwindigkeit am EH enspricht ja der Lichtgeschwindigkeit.
Bei der Teilchenpaarung könne sehr wohl eines der partner kurzfristig höhere Geschwindigkeiten erreichen. Zumindest Theoretisch.

@fritzchen1
Kannst du das näher erläutern?

Das ist jetzt nicht satirisch o.Ä. gemeint, aber nach meinem Wissensstand ist die Hawking-Strahlung völlig unabhängig von der Lichtgeschwindigkeit.

Ganz kurz gefasst: Ein Teilchenpaar entsteht direkt an der "Grenze" des Ereignishorizonts, eins der Teilchen überschreitet ihn gerade so und wird "verschluckt", das andere entkommt. Falls dabei die LG doch eine Rolle, wäre ich für eine kurze Erklärung dankbar (wenn überhaupt in Kürze möglich), weil ich das Thema ziemlich interessant finde und auch gerne Wissenslücken schliesse.

HauRUck schrieb:Ein Teilchenpaar entsteht direkt an der "Grenze" des Ereignishorizonts, eins der Teilchen überschreitet ihn

Aber nur wenn ein Partner kurzfristig überlicht schnell ist.

@fritzchen1
Da frage ich mich ja gerade weshalb, eins der beiden Teilchen war ja nie über den EH hinaus und bräuchte somit eigentlich keine Überlichtgeschwindigkeit um zu entkommen?

fritzchen1 schrieb:Aber nur wenn ein Partner kurzfristig überlicht schnell ist.

Das ist eine arg mechanistische Vorstellung. Es gibt ja auch so nette Effekte wie "durchtunneln der Potentialbariere".

HauRUck schrieb:Da frage ich mich ja gerade weshalb, eins der beiden Teilchen war ja nie über den EH hinaus und bräuchte somit eigentlich keine Überlichtgeschwindigkeit um zu entkommen?

Ein Partner Überschreitet den Horizont und eines fällt zurück ins loch. Wenn nicht dann ja wieder
Annihilation und dann kein Reales Teilchen. So würde das SL ja dann das Energieniviau beibehalten.

@fritzchen1

fritzchen1 schrieb:Ein Partner Überschreitet den Horizont und eines fällt zurück ins loch.

Das ist falsch herum gedacht das Teilchen das den EH überschreitet fällt ins schwarze Loch. Die beiden virtuellen Teilchen entstehen außerhalb des EH.

@mojorisin
Jau, davon ging ich aus. Und dabei ist ja nun keine Über-LG benötigt.

mojorisin schrieb:Das ist falsch herum gedacht das Teilchen das den EH überschreitet fällt ins schwarze Loch. Die beiden virtuellen Teilchen entstehen außerhalb des EH.

Dann müsste es ja permanent anwachsen und würde niemals Zerstrahlen. Tut es doch, oder etwa nicht?

Wie auch immer. Zumindest hat Hawking ja extra noch erwähnt, das die Quantenphysik es nicht verbiete und bezog sich dabei auf die Paarung.

@fritzchen1

Dann müsste es ja permanent anwachsen und würde niemals Zerstrahlen. Tut es doch aber, oder etwa nicht?

Nein es ist so das Teilchen mit "negativer" Energie ins SL fallen. Sie entziehen durch das reinfallen dem Loch Energie es verliert somit an Masse.
Wikipedia: Hawking-Strahlung

Ich verstehe aber nicht genau wie das funktioniert mit der "negativen" Energie bzw. was genau die virtuellen Teilchen sind. Ich denke immer das die Vakuumfluktuation gleichwertig sein müsste, d.h. genau so viel Teilchen mit positiver Energie wie mit negativer Energie in das Loch fallen müssten. Aber irgendwie funktioniert es ja doch (Zumindestens mathematisch).

mojorisin schrieb:Ich verstehe aber nicht genau wie das funktioniert mit der "negativen" Energie bzw. was genau die virtuellen Teilchen sind.

"wie z. B. im Falle der Annihilation von Elektronen und Positronen, die in diesem Falle 2 um 180 Grad versetzte Gamma-Quanten mit je 511 keV abgeben. Auf diese Weise entsteht ein Netto-Energiestrom vom Schwarzen Loch weg, sodass insgesamt Masse bzw. Energie aus dem Schwarzen Loch in den freien Raum „verdampft“."

Welches Teilchen in das SL fällt, ist ja irrelevant. Es wird der Energieerhaltungssatz verletzt, weil das entkommende Teilchen ja "real" wird und so quasi "aus dem Nichts" enstanden ist, da es mit dem verschlucktem Teilchen nicht wieder zusammen zurück zu Vakuumenergie fusionieren kann, oder wie auch immer man das nennen soll.

So entsteht dann ein "Loch" in der Vakuumenergie (klingt beknackt, aber es ist wirklich schwer sich hier ordentlich auszudrücken), die sich die verlorene Energie dann vom SL "zurückholt".

Das kann logischerweise nur in Form von verdampfender/zerstrahlender/wasauchimmer Masse stattfinden, oder welche andere Art Energie besitzt ein SL?

Alles ohne Gewähr, aber so habe ich das Ganze bis jetzt verstanden.

@fritzchen1
@HauRUck
@mojorisin
@UffTaTa

Ja, da kann ich nichts weiter zu sagen.

Das geht über meinen Verständnishorizont. *pfeif*

Nun, bei schwarzen Löchern ist die ganze Physik derart extrem und verwurschtelt, da kann man nicht mehr so einfach mit Alltagsphysik argumentieren. Mir fallen spontan mehrere Gründe ein, warum das so sein könnte (welcher genau jetzt richtig ist, weiß ich auch nicht).

- Lichtgeschwindigkeit bezieht sich auf den Raum, den das Licht durchquert. Innerhalb eines SL ist der Raum selbst aber schonmal eine äußerst merkwürdige Angelegenheit, vielleicht ist die zurückzulegende Strecke einfach unendlich lang.
- Die Zeitdilitation könnte dafür sorgen, dass das was im inneren Lichtgeschwindigkeit ist, von außen betrachtet Stillstand ist.
- Licht verliert an Energie (in Form von Frequenz), wenn es im Gravitationsfelt aufsteigt. Bei einem SL verliert es möglicherweise seine komplette Energie und es kommt nix raus.
- Licht fliegt zwar mit der üblichen Lichtgeschwindigkeit, jedoch nicht auf einer geraden Strecke, sondern wird durch den komisch gekrümmten Raum wieder auf eine nach innen gekrümmte Bahn gezwungen.
- Der Raum selbst dehnt sich im Inneren immer weiter, und zwar mit Überlichtgeschwindigkeit (Der Raum selbst ist an diese Geschwindigkeitsbegrenzung nicht gebunden). Somit befindet sich das Licht auf einem Fliesband, das schneller rückwärts fährt als es vorwärts fliegen kann.

Nur ein paar Überlegungspunkte. Keine Ahnung was davon wirklich stimmt, aber da SLs derart exotisch sind könnte es wohl so ziemlich alles davon sein...

@mojorisin
Müssten nicht statistisch genauso viel Antimaterie ins schwarze Loch fallen wie Materie, oder gibt es bei diesem Effekt der Paarerzeugung eine Vorzugsrichtung für Materie bzw. Antimaterie?

@Zotteltier

Ich kann es leider nicht erklären weil das ja genau meine Frage auch war. Aber @HauRUck finde ich hat es ganz anschaulich erklärt, für mich macht es Sinn:

HauRUck schrieb:Welches Teilchen in das SL fällt, ist ja irrelevant. Es wird der Energieerhaltungssatz verletzt, weil das entkommende Teilchen ja "real" wird und so quasi "aus dem Nichts" enstanden ist, da es mit dem verschlucktem Teilchen nicht wieder zusammen zurück zu Vakuumenergie fusionieren kann, oder wie auch immer man das nennen soll.

Interessant wäre jetzt wie man das mathematisch beschreibt, aber das ist leider nicht in ein paar einfachen Formeln zu erklären; man muss sich dafür richtig in ART und Quantenmechanik einarbeiten :(