Kann man den Ereignishorizont überhaupt erreichen?
Mir kam gestern ein Gedankenexperiment in den Kopf welches sich falsch anfühlt, wobei ich aber meinen Fehler nicht finde. Vlt könnt ihr mir ja helfen :)
Es sieht folgendermaßen aus.
Wir beobachten einen Freund, der sich auf ein (extrem Massives) schwarzes Loch zu bewegt. Aufgrund der Zeitdilatation in der Nähe großer Massen wird er immer langsamer und wirkt kurz vor dem Ereignishorizont wie eingefroren. Soweit so gut.
Das Schwarze Loch verliert aufgrund der Hawking Strahlung sehr sehr langsam an Masse, und wird (solang keine Neue Masse hineinfällt, wovon wir hier mal ausgehen) langsam kleiner.
Nun beobachtet man diesen Freund von außen über einen extrem langen Zeitraum.
Man könnte beobachten dass das schwarze Loch kleiner wird, der Freund aber nie den Ereignishorizont erreicht. Aus der Sicht des Freundes müsste es doch so sein, als würde das schwarze Loch immer schneller kleiner werden und Quasi vor ihm zurückweichen. Er könnte es also nie erreichen. Ergo wäre keine Masse wirklich in der Lage den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs zu passieren, sofern es nicht über diese Masse hinweg wächst.
Ich habe nur ein geringes Verständnis der Physik hinter dem Thema und bin mir sicher dass es so nicht richtig ist. Aber ich finde nichts im Internet noch komme ich auf meinen Fehler.
6 Antworten
Zu einem ähnlichen Schluss bin ich schon vor langer Zeig gekommen. Da ich aber das Gefühl habe, dass nicht jeder der Beantworter der Frage die Sichtweise voll erfasst haben - und viele vom Ergebnis ausgehen (und nicht vom Problem) möchte ich das etwas umformulieren.
Wir nehmen ein inaktives schwarzes Loch an (es fällt keine Materie außer unserem Beobachter hinein). Von AUßEN betrachtet erreicht er den Ereignishorizont nie (wegen der Zeitdillation). Alles gesagte stimmt, wenn das schwarze Loch ewig existiert.
Wenn wie von Hawking gezeigt ein schwarzes Loch mit der Zeit Energie und Masse verliert (wenn auch bei den 'normalen' schwarzen Löchern in einem sehr langen Zeitraum) dann wird das schwarze Loch eben auch von dem Betrachter von AUßEN immer kleiner.
Bringt man das zusammen, dann benötigt das schwarze Loch also extrem lange um zu zerstrahlen, der Hineinfallende aber ewig (wenn der Ereignishorizont nicht zurückweichen würde). Und ewig ist halt länger als jede noch so lange endliche Zeit. All das ausschließlich von AUßEN betrachtet.
Der äußere Betrachter (der dafür extrem(!) alt werden müsste) muss also sehen, dass der hineinfallende Betrachter den Ereignishorizont nie erreicht. Das schwarze Loch ist aber irgendwann weg (der äußere Betrachter muss wirklich seeeehr alt werden(!)) und da der hineinfallende den Ereignishorizont nach dieser Zeit nicht erreicht hat (eben nie erreichen kann) hat er den Ereignishorizont auch zu dem Zeitpunkt nicht erreicht, wenn es diesen schon gar nicht mehr gibt.
Nach diesen Milliarden Jahren könnten sich die beiden also treffen und der hineinfallende sagt: Das schwarze Loch war plötzlich weg (und: meine Güte bist Du alt geworden)
Was auch immer der innere Betrachter sieht: Wenn er durch den Ereignishorizont gefallen wäre, wäre er in seiner Realität zwar durch den Schwarzschildradius fallen, in der Realität des Außenstehenden aber definitiv nicht. Da dies als Paradoxon nicht auftreten kann (Schrödingers Katze greift hier nicht, dass ist ein anderer Fall) muss der Hineinfallende etwas ähnliches sehen, wie Du es beschrieben hast.
Für alle die dies zu widerlegen suchen, bitte zeigt das durch die Sichtweise des äußeren Betrachters, denn ohne ein Paradoxon zu erzeugen müsste auch das möglich sein.
Hier muss man bedenken, das sich der Gravitationseffekt ja nicht erst mit der Berührung einstellt. Ein Satellit in der Umlaufbahn der Erde erhöht auch die Masse der Erde für ein weiter entferntes Objekt (ok, nur ein winziges bisschen).
Auch der hineinfallende Beobachter erhöht den Gravitationseffekt des schwarzen Loches, auch wenn er den Ereignishorizont nicht erreicht (ok, auch nur ein winziges bisschen wenn der Beobachter nicht gerade sternengroß ist). Das gilt aber auch für die ganze Materie, die normalerweise um ihn herum in das schwarze Loch fällt - daher meine Annahme eines inaktiven schwarzen Loches.
Wieder vom äußeren Betrachter sehen wir, dass Materie aus größerer Entfernung zum schwarzen Loch sich auf geringere Entfernung annähert. Dadurch erhöht sich die Masse im inneren Bereich (innerhalb und außerhalb des Ereignishorizontes gesehen). Durch den erhöhten Dichtegradienten erweitert sich der Schwarzschildradius - das schwarze Loch wächst. Damit verschluckt das schwarze Loch das was um es herum ist - auch den hineinfallenden Betrachter. Von außen sehen wir, dass das der hineinfallende Beobachter (von außen gesehen) immer langsamer wird. Gleichzeitig wächst das Loch ihm aber entgegen - und wird ihn dann irgendwann verschlucken.
Ein Schwarzes Loch das kleiner wird, wird der hineinfallende Beobachter nie erreichen (bzw. dann wenn es auch aus der eigenen Sicht gerade 'zerstrahlt'). Das müsste aber anders aussehen, wenn der Loch größer wird. Letzteres ist bei fast allen Schwarzen Löchern, die wir kennen so. Denn inaktive Löcher sind natürlich viel schwerer aufzuspüren.
Sollten wir hier Fehler in unseren Gedankengängen haben, bitte ich gerne um fachgerechte und sachliche Korrektur.
Aus der Sicht des Freundes müsste es doch so sein, als würde das schwarze Loch immer schneller kleiner werden und Quasi vor ihm zurückweichen. Er könnte es also nie erreichen.
das ist nicht korrekt.
dein freund erreicht den horizont ohne irgendwelche probleme oder auffälligkeiten in sehr kurzer zeit. das kann man leicht berechnen und da gibt es wirklich nichts "besonderes" daran.
ja, für einen außenstehenden beobachter scheint es unendlich lange zu dauern. aber was irgendwo irgendein weit entfernter typ so sieht ist für deinen freund völlig egal und tut nichts zur sache.
Es gibt hier mehrere Probleme, die die Anschauung erschweren:
- gibt es ab dem Ereignishorizont keine kausale Beziehung mehr zwischen dem einfallenden und dem stationären Beobachter. Dass der stationäre Beobachter niemals sieht, wie der einfallende Beobachter den Horizont überquert, bedeutet nicht, dass dies aus Sicht des Einfallenden auch unendlich lange dauert
- Aus Sicht des einfallenden Beobachters erreicht er die Singularität in endlicher Eigenzeit, und spätestens dann wird er zerrissen. Der stationäre Beobachter wird dieses niemals sehen, aber das heißt nicht, dass es nicht passiert.
Es gibt aber einen interessanten Effekt aus Sicht des einfallenden Beobachters: aus seiner Sicht erreicht er den Ereignishorizont tatsächlich nie, weil dieser vor ihm zurückzuweichen scheint. Das liegt daran, dass durch seine zunehmende Geschwindigkeit (und Zeitdilatation) Photonen sichtbar werden, die kurz vor ihm ins SL geflogen sind, die aber aus Sicht des stationären Beobachters schon unsichtbar sind.
Am Ende steht aber wie gesagt die Singularität, und die wird in endlicher Eigenzeit erreicht. Der einfallende Beobachter sieht das SL also weder kleiner werden noch verdampfen, dazu lebt er nicht lange genug
eine sehr interessante frage. ich habe selbst dazu recherchiert und eine sehr plausible antwort gefunden: wir wissen es nicht. die relativitätstheorie hat sowieso schon schwierigkeiten, schwarze löcher zu beschreiben. es gibt viele theorien, von denen aber noch nichts bewiesen ist. wir kommen ja auch nur schlecht an schwarze löcher heran, um vll mehr erkenntnisse zu erlangen. folgende seite mit möglichen erklärungen dazu, was mit der information in verdampfenden schwarzen löchern passiert, habe ich gefunden:
https://www.telepolis.de/features/Die-Unsterblichkeit-der-Schwarzen-Loecher-3362294.html
Schon...aber es bekommt keiner von ausserhalb mehr mit...
Du bist dann für denjenigen Betrachter ein eingefrorenes Standbild vor dem Event Horizon, bis dieser Betrachter selbst das Zeitliche segnet.
und wo liegt dann mein Fehler?
warum kann man es denn erreichen wenn es doch (aus der Sicht des Hineinfliegenden) immer schneller kleiner wird?
Mir geht es um eine Betrachtung des Vorgangs (von außen) über mehrere Milliarden Jahre.
Den wirst du nie darein fliegen sehen, weil, wie du schon sagtest, sich die Raumzeit durch die Gravitation zu sehr beugt, sodass der Betrachter im schwarzen Loch ein anderes Maas der Zeit hat, als der außerhalb. Das verändert sich stetig, solange, wie er dem Loch näher kommt, und er sinkt dann, von außen gesehen, immer langsamer und langsamer da rein. Natürlich ist es eine gute Frage: Wann wird er denn das schwarze Loch erreichen? Niemals.
Viele wissenschaftliche Artikel und auch Stephen Hawking selbst schreiben aber dass es kein Problem wäre den Ereignishorizont eines Supermassiven schwarzen Loches sogar Lebendig zu passieren. Bzw es wäre allgemein möglich ihn zu passieren.
das steht aber im Wiederspruch zur genannten Frage.
Und ich denke mal wohl kaum dass sich da noch nie jemand drüber Gedanken gemacht hat
Das ist es ja: Der äußere Betrachter wird niemals sehen, wie der innere Betrachter das Loch erreicht. Dabei ist wichtig zu erwähnen, dass das Loch trotzdem erreicht wird, jedoch wird das nur der innere Beobachter sehen durch die Verschiebung der Zeit, wodurch es ihm noch so vorkommt, als würde dieser die normale Zeitachse verwenden, wobei es eben für einen äußeren Betrachter so aussieht, als würde der innere extrem langsam sein.
Die Hypothese, dass man einen Eintritt in der Lebenszeit eines Menschen von außen sehen wird, halte ich da für falsch, das steht ja auch so in dem Wiki Artikel, den ich verlinkt habe.
ja ein Mensch bzw sonst irgend ein Lebewesen würde den eintritt nicht erleben können.
aber das schwarze loch wird ja kleiner über die Zeit.
wenn man einen Zeitraffer über zig Milliarden Jahre machen würde und sich das ganze ansehen könnte, würde man nie sehen wie der Freund ins schwarze Loch kommt. Das schwarze Loch würde aber kleiner werden und irgendwann verschwinden. Wenn man bis dahin das ganze betrachtet, passiert der Freund ja noch immer nicht den Ereignishorizont.
Aus der Sicht des Freundes wird das schwarze Loch doch also vor ihm immer kleiner und er erreicht es nie.
Vielen Dank
Ich kann mich sehr schlecht ausdrücken
Folgendes Problem stellt sich aber nun: Das müsste ja für jede Masse gelten und nicht nur für besagten Freund. Dementsprechend dürfte ein Schwarzes Loch gar nicht erst wachsen, bzw würde eine Hülle um sich bilden, aber letzten Endes könnte nichts hineinfallen.
Das kann aber nicht sein.
Und hier stellt sich mein Problem bei dem ich nicht mehr weiter weiß