Wieso wird Licht von einem Schwarzen Loch angezogen?
Über dieses Thema habe ich mich mit meinen Leuten beim Zocken unterhalten^^ Wir sind bisher soweit gekommen:
Man benötigt um ein Objekt mit einer Masse auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen eine unendlich große Energie. Demnach hätte Licht keine Masse, zumindest keine Ruhemasse, haben, da es sich ja mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt.
Andererseits wird es jedoch vom schwarzen Loch aufgrund seiner enormen Gravitation angezogen.
Meine Fragen sind nun woran es liegen könnte:
liegt es an der extremen Raum-Zeit-Krümmung, ausgelöst durch die Masse des schwarzen Loches? also, dass das Licht dadurch in das Loch abgelenkt wird.
oder liegt es daran, dass Licht sowohl als Teilchen, als auch als Wellen beschrieben werden kann und so verschiedene Eigenschaften hat? Dass z.B. doch ein Gravitationspotenzial vorhanden ist.
5 Antworten
liegt es an der extremen Raum-Zeit-Krümmung, ausgelöst durch die Masse des schwarzen Loches? also, dass das Licht dadurch in das Loch abgelenkt wird.
Genau daran liegt das. Allerdings wird Licht nicht angezogen von schwarzen Löchern. Wenn ein schwarzes Loch aber auf dem Weg des Lichtes liegt, fällt es zwangsweise hinein. Das liegt daran... Mit dem Urknall vor 13,75 Milliarden Jahren, sind die drei Raumdimensionen fest mit der Zeitlichen verschmolzen. Das nennt man die Raumzeit. Diese Raumzeitstruktur füllt das gesamte Universum. Alles was sich im Universum bewegt, ob Masse los wie Photonen oder Masse reich wie Planeten, Sterne oder Asteroiden... alle Objekte verlaufen auf dieser Raumzeitstruktur wie auf Schienen.
Da ist es auch egal ob ein Objekt Masse besitzt oder nicht. Wenn es sich in unserem Universum aufhält, ist es gezwungen sich an die Struktur der Raumzeit anzupassen. Licht(Photonen) verlaufen von der Quelle ausgehend immer geradlinig, bis es auf ein Objekt trifft und absorbiert oder wieder reflektiert wird und dabei Energie frei setzt. Die Raumzeitstruktur verläuft aber nicht gerade im Universum. Jedes Objekt was eine Masse besitzt, krümmt diese Struktur. Kleine Objekte wenig und große und Masse reiche, stark. Ein Planet hinterlässt also eine kleine Delle in der Raumzeit. Ein Stern, eine viel größere Delle und ein schwarzes Loch hat so eine gewaltige Schwerkraft das es die Struktur nicht nur etwas ein-dellt, sondern quasi eine Fallgrube formt.
Diese Fallgrube hat wenn du so willst, so steile Wände das wenn ein Objekt dort hinein gefallen ist, nicht mehr die Wände hoch kommen kann. Es verbleibt also in der Fallgrube des schwarzen Lochs. Anhand von Sonnenfinsternissen kann man diesen Effekt gut belegen, was auch schon oft passierte. Steht ein Stern etwas versetzt hinter der Sonne, können wir den Stern bei einer Sonnenfinsternis, dennoch sehen. Durch die Kule in der Raumzeit ist das Licht des Sternes, abgelenkt worden. Wir sehen den dahinter liegenden Stern, also geringfügig versetzt an einer anderen Stelle. Das ist der Beweis für diesen Prozess.
Nun stell dir die Raumzeit wie Schienen vor. Das Licht ist der Zug. Das Licht verläuft auf den Schienen also, so lange weiter, bis die Schienen unter Ihm in eine andere Richtung gelenkt werden. (Ist also ein Hügel oder ein Tal unter den Schienen, nimmt der Zug, zwangsweise den Weg den die Schienen haben und wird über den Hügel oder über das Tal gelenkt.) Ist ein Schwarzes Loch im Weg, verläuft das Licht also geradewegs in die Fallgrube in der Raumzeit und kann nicht mehr hoch gelangen. Es verbleibt für immer im Loch.
Man kann sich die Krümmung der Lichtbahnen leider nicht mit der Newtonschen Gravitation plausibilisieren. Das Licht bewegt sich auf Geodäten, das sind die kürzesten Verbindungsstrecken zwischen zwei Punkten. Auf einer Ebene sind das Geraden, aber auf einer Kugeloberfläche sind es schon keine Geraden mehr, sondern Großkreisbögen.
Wenn nun eine Masse (die kein Schwarzes Loch zu sein braucht, unsere Sonne ist vollkommen ausreichend - an ihr wurde der Effekt zum ersten Mal gemessen) die Raumzeit krümmt, krümmen sich auch die Geodäten und damit auch die Lichtbahnen. Mit der Anziehung zweier Massen ist das leider nicht zu erklären.
hallo LostMemory,
also ein Schwarzes Loch ist ja kein richtiges Loch sondern nur extrem viel Masse auf einem Punkt.
Licht besteht aus Teilchen (in diesem Fall, wie du ja schon gesagt hast kann es auch als Welle beschrieben werden), die keine Ruhemasse haben. Allerdings haben sie dennoch eine geringe Masse (soweit ich weis) während sie sich bewegen. Treffen sie auf, so wird laut der Formel von Einstein E=m*c² die Ganze Masse in Energie umgewandelt.
Außerdem gibt es noch das Gravitationsgesetz, also ziehen sich Körper mit Masse gegenseitig an. Also zieht das Schwarze Loch das Lichtphoton an und das Lichtphoton das Schwarze Loch, allerdins so gering, dass es keinen Unterschied macht.
Also hast du schon Recht, das Schwarze Loch zieht das Licht an, deshalb ist dort auch kein Licht das reflektiert werden kann und somit entsteht der Eindruck des schwarzen Lichts.
Wenn irgendetwas falsch ist, einfach schreiben :) Bin auch (noch) kein Physikprofessor :D
MfG miile2
Achso, die Raum-Zeit Krümmung entsteht soweit ich weis durch diese extrem Große Masse und somit extrem große Gravitation. Du kennst ja bestimmt diese Bilder (http://www.thur.de/philo/project/raum/raum9.gif), das Schwarze Loch macht eine sehr große "Kuhle" in dieses Gefüge und dort "rollen" die Lichtteilchen dann rein.
Bei Photonen ist es so, dass sie eigentlich keine Ruhemasse haben. Sie haben nur ein Massenäquivalent in Form von Energie.
Licht wird deshalb vom Schwarzen Loch "angezogen", weil die Raumzeit in der Nähe eines Schwarzen Lochs so sehr gekrümmt wird, dass selbst Licht nicht mehr aus dessen Ereignishorizont entkommen kann. In gewisser Hinsicht findet also ein Linseneffekt bis hin zur Totalreflektion statt.
nagut, einige Sachen hatte ich als Grundwissen vor raus gesetzt, welche du dann doch noch erklärt hast :D Beispielsweise, dass das Loch kein richtiges Loch ist, oder das Gravitationsgesetz.
Also sind beide Fälle im Groben richtig. Also, dass Licht sowohl eine Masse haben kann, als auch, dass das Licht abgelenkt wird "es "rollt" in das Loch"
Ganz genau kenne ich mich leider auch nicht aus. Bin derzeitig auf der Oberstufe. Erstes Jahr :D
Andererseits wird es jedoch vom schwarzen Loch aufgrund seiner enormen Gravitation angezogen.
Das Licht wird von allen Massen angezogen bzw der Raum gekrümt.
Bei einen Schwarzen Loch ist es allerdings so, das innerhalb des Ereignishorizonts die Fluchtgeschwindigkeit größer ist als die Lichtgeschwindigkeit, d.h. das Licht das Schwarze nicht mehr verlassen kann.
Dass z.B. doch ein Gravitationspotenzial vorhanden ist.
Licht unterliegt der Graviation. Die Gravitation ist eine Grundkraft, d.h. man kann sie (derzeit) nicht weiter begründen. Das Problem bei der Erfoschung der Gravitation ist, das die Gravitation relativ schwach ist, wenn man kleine Massen verwendet. Sie ist daher nur sehr schwer unter Laborbedinungen nachzuvollziehen.
Ich stimme dir natürlich weitgehend zu. Und, dass die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit im Ereignishorizont sein muss, ist natürlich auch logisch, da das Licht, wie du bereits erklärt hast, das schwarze Loch nicht mehr verlassen kann.
Das mit dem Gravitationspotenzial ist eine Hypothese von mir. Weil, wenn keines vorhanden wäre, könnten die Photonen, (soweit ich weiß), nicht vom schwarzen Loch angezogen werden.
eigenartig über was ihr beim zocken redet ich bevorzuge da eher ein astronomietreffen
das ist eine gute frage!
ich denke das erste aber das ist nur meine theory ich schau mir grad ne doku an vielleicht findest du da was raus hier bitte: