Was ist der Unterschied zwischen dem Ereignishorizont und der Photonensphäre?
Schon ab der Photonensphäre bewegt sich Licht auf einer Kreisbahn. Kommt es nur minimal unter diese Grenze gibt es kein zurück mehr. Wieso also noch ein Ereignishorizont? Was macht diese Grenze aus und was liegt zwischen Photonensphäre und Ereignishorizont?
3 Antworten
Hallo Jonas220,
manchmal sagt ein Bild vielleicht mehr als 1000 Worte?
Guck mal hier auf das Bild in der Mitte des Artikels links und die Bildunterschrift:
https://www.mpifr-bonn.mpg.de/482661/2001_1
Von rechts kommen da Photonen in die Nähe eines Schwarzen Loches praktisch auf einem Photonenorbit. (Die "Photonensphäre" ist nichts anderes als die Summe aller Photonenorbits)
Das Bild veranschaulicht, dass so ein Photonenorbit ein instabiles Gleichgewicht ist... rein rechnerisch kann ein Photon auf dem Photonenorbit unendlich lang bleiben; jede minimale Abweichung führt aber eben dazu, dass es entweder weiter ins Schwarze Loch hineinfällt oder wieder rausgeschleudert wird.
Im Bild werden 2 der 4 eingeschossenen Photonen nach außen geschleudert, 2 fallen nach innen... auf den Ereignishorizont.
Ich zitiere von dort:
je näher ein Photon am Schwarzen Loch abgestrahlt wird, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es im Ereignishorizont verschwindet. Die Wahrscheinlichkeit dafür nimmt drastisch zu, sobald ein Photon innerhalb des »Photonenorbits« entsteht. Der Photonenorbit ist eine theoretische Bahn, auf der Licht unendlich oft um das Schwarze Loch kreisen kann. In der Realität bedeutet dies, dass Photonen, die sich auf Tangentialbahnen innerhalb des Photonenorbits befinden, früher oder später in das Loch hinein fallen, während Photonen auf ferneren Bahnen entkommen und entdeckt werden können (siehe Abbildung 1).
Daran sieht man also schon mal ganz allgemein, dass das nicht dasselbe ist. Erst ab dem Ereignishorizont kann das Photon wirklich nicht mehr entkommen,
Die Formel für den Photonenorbit findest Du hier
https://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_p04.html#phorb
Ich zitiere:
Wie in der Allgemeinen Relativitätstheorie üblich, wurden geometrisierte Einheiten (G = c = 1) verwendet, so dass der Photonenorbit in Einheiten der Masse M angegeben wird.
Es ist leicht nachzurechnen, dass der Photonenorbit für die Schwarzschild-Lösung (a = 0) bei 3 Gravitationsradien (oder 1.5 Schwarzschildradien) liegt. Für den maximalen Kerr-Fall (a = M) ist der Photonenorbit identisch mit dem Ereignishorizont und liegt bei nur einem Gravitationsradius.
Der Photonenorbit liegt also bei realen Schwarzen Löchern außerhalb des Ereignishorizontes.
Grüße
Hallo uteausmuenchen,
danke für deine hilfreiche Antwort.
Allerdings hätte ich da trotzdem nochmal eine Frage.
Ist es dann nicht so, dass Licht sobald es ab dem Photonenorbit minimal in Richtung des Schwarzen Loches abgelenkt wird nicht mehr für uns wahrzunehmen ist, da es ja nicht noch schneller beschleunigen kann um wieder zu entkommen? Was passiert also dann am Ereignishorizont obwohl ja eigentlich schon minimal hinter dem Photonenorbit der "point of no return" liegt?
Grüße
Kommt es nur minimal unter diese Grenze gibt es kein zurück mehr.
das stimmt nicht.
von innerhalb der photonsphäre kommst du schon noch raus. du musst halt entsprechend beschleunigen.
von innerhalb des ereignishorizonts kommts du wirklich nicht mehr raus, egal was du machst.
Wikipedia schreibt:
Der Ereignishorizont gibt an, wie weit ein Objekt heute maximal von uns entfernt sein darf, sodass uns sein Licht in einem theoretischen Grenzwert in der unendlichen Zukunft gerade noch prinzipiell erreichen kann.
spectrum.de schreibt:
PhotonensphäreAls Photonensphäre bezeichnet man dementsprechend die Fläche um ein Schwarzes Loch, auf der alle instabilen Photonenorbits liegen.
Ich sage: Zwei Namen für den gleichen Effekt auf unterschieliche Orte, einmal die Erde, andermal ein schwarzes Loch, wobei "Fläche um ein schwarzes Loch" ja schon irgendwie komisch ist - Sollte das nicht Raum um ein schwarzes Loch heißen ?
Der Ereignishorizont gibt an, wie weit ein Objekt heute maximal von uns entfernt sein darf, sodass uns sein Licht in einem theoretischen Grenzwert in der unendlichen Zukunft gerade noch prinzipiell erreichen kann.
das ist der kosmische ereignishorizont..
der Fragesteller bezieht sich aber auf den ereignishorizonts eines schwarzen lochs.