Hallo,
das Gravitationsfeld gegen unendlich geht, wird auch die Zeit
zum Mittelpunkt des Loches hin immer langsamer vergehen und im
Zentrum schliesslich stehen bleiben.
Verglichen mit welcher Zeit?
Mit der eines entfernten Beobachters.
da die beiden nicht kommunizieren können, können sie keinen Uhrenvergleich durchführen.
Was passiert, wenn der Kern eines massereichen, kollabierenden
Sterns gerade die kritische Dichte zur Ausbildung eines
Schwarzen Loches überschreitet, während die immernoch im Kollaps
begriffenen äusseren Sternhüllen ausserhalb des sich soeben
herausbildenden Ereignishorizontes liegen.
Tatsächlich ist der leicht dahingesagte Begriff „sich soeben herausbildender Ereignishorizont“ garnicht so einfach. Ein Horizont ist ein globales Phänomen – um zu entscheiden, ob und wo ein Horizont liegt, muss man im allgemeinen die gesamte Raumzeit kennen.
Diese äusseren Sternhüllen würden demnach den Ereignishorizont,
für einen entfernten Beobachter, nie erreichen. Richtig?
Der unendlich ferne Beobachter kommt bei Extrapolation der beobachteten Bewegung zu diesem Schluss. Wie aber bereits angemerkt kann er dies nicht mehr beobachten – es kommt schlicht kein Licht mehr von dort zu ihm.
Was passiert mit dem Sternenkern innerhalb der
Ereignishorizontes? Kollabiert er zusammen mit dem
kontrahierenden Universum in dem er sich nun befindet?
…wobei es sich nicht um einen räumlichen Kollaps handelt derart, als dass alles auf einen Punkt im Raum kollabieren würde.
Allerdings tritt gleichzeitig die Gravitationsrotverschiebung
auf, die am Ereignishorizont auch unendlich wird. Dies führt
dazu, dass schon nach kurzer Zeit praktisch kein Licht mehr
von dem hineinfallenden Beobachter den unendlich fernen
erreicht.
Ok der Entfernte Beobachter sieht also irgendwann praktisch
nichts mehr.
Dieses einschränkende „praktisch“ ist dabei u. U. irreführend – es kann sehr schnell so weit sein, dass bis ans Ende aller Tage noch ziemlich genau ein Photon kommen wird. Klassisch betrachtet, fällt die Lichtintensität exponentiell ab – mit einer Lebensdauer von _~10-5 _s für den Kollaps eines Sterns mit einer Sonnenmasse. Der Stern ist, nachdem das Verdunkeln begonnen hat, innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde schwarz.
Durch die Rotverschiebung ist der Stern aber dennoch nach
endlicher Zeit zu einem schwarzen Loch
zusammenestürzt und ist weniger ein „gefrorener Stern“.
Das verstehe ich jetzt noch nicht ganz, was hat die
Rotverschiebung damit zu tun?
Die Oberfläche ist nicht mehr sichtbar, auch wenn sie formal noch „kurz über dem Horizont“ hängt.
Die ausserhalb des Ereignishorizontes liegenden Sternhüllen
erreichen im Zeitsystem des entfernten Beobachters aber doch
niemals den Ereignishorizont (siehe obige Überlegung) das wäre
für mich schon so etwas wie ein „gefrorener“ oder erstarrter
Stern.
Durch die Rotverschiebung kommt aber kein Licht mehr zum unendlich fernen Beobachter – er sieht keinen „gefrorenen Stern“, sondern ein „schwarzes Loch“. Ab einem gewissen Zeitpunkt ist es etwa auch nicht mehr möglich mit einer Sonde auf dem Stern zu landen und wieder zurückzukehren – auch dies sollte bei einem „gefrorenen Stern“ möglich sein.
Die Hawking-Strahlung folgt aus einer semiklassischen
Betrachtung von Quantenfeldtheorie auf gekrümmten Raumzeiten.
Diese Näherung ist für den Bereich der Singularität nicht
anwendbar - hier bräuchte man eine Quantentheorie der
Gravitation.
Heisst das, dass Schwarze Löcher nicht in endlicher Zeit
„zerstrahlen“?
Auch wenn der Endzustand eines schwarzen Lochs noch nicht endgültig ausdiskutiert ist, geht man schon davon aus, dass diese zerstrahlen. Wie dieser Vorgang aber insbesondere gegen Ende aussieht, ist weniger klar.
Die volle Quantentheorie der Gravitation sollte keine
Singularitäten enthalten.
Wie kann man sich dann ein nicht-rotierendes Schwarzes Loch
vorstellen?
Auch in der vollen Quantentheorie wird es Objekte geben, die für den unendlich fernen Beobachter exakt so aussehen, wie ein Schwarzschlid-Loch. Die Abweichungen sind innen zu erwarten. Es könnten sich im Inneren Baby-Universen entwickeln, die abgetrennt von unserem Universum existieren. Es gibt auch den Ansatz, dass die Geometrie hinter dem Ereignishorizont in chaotischer Weiser verknäuelt – in dieser Vorstellung können wir der Hawking-Strahlung nur deshalb keine Information über die ursprüngliche Materie mehr entnehmen, weil sie in dieser hochkomplexen Geometrie derart durcheinangewürfelt wurde.
–
PHvL