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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 30 Jul 2021 13:27 #88803

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© Dan Wilkins, Kavli Institute for Particle Astrophysics & Cosmology, Stanford University (Ausschnitt)

ART erneut bewiesen: bisher nur theoretisch berechneten Effekt: Lichtstrahlen können tatsächlich um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt werden: Aussage der ART:

Die Raumzeit um SL wird so extrem verzerrt, dass sogar Regionen direkt hinter diesen Objekten sichtbar sein könnnen. Solche sehr stark gravitativ gebeugte Strahlung legt einen längeren Weg zurück und ist durch die Schwerkraft zu höheren Wellenlängen verschoben. Dadurch kommt das von den verschiedenen Bereichen der Akkretionsscheibe reflektierte Röntgenlicht zu unterschiedlichen Zeiten an (Röntgenemissionsecho oder „Nachhall“ )und hat auch unterschiedliche Farben. Letztere lassen sich sehr präzise bei Röntgenlicht einer bestimmten Wellenlänge erkennen, das Eisenatome aussenden, wenn sie von harter Strahlung zum Leuchten angeregt werden.
www.nature.com/articles/s41586-021-03667-0


Das Wellen durch Gravitation energiereicher werden, hätte ich nicht gedacht...? Obwohl, nee...
...ich weiß zwar nicht, ob es eine Korrelation zu dem Beweis, dass Photonen eine geringe Masse haben, darstelllt - Hat Licht ein Gewicht? | Harald Lesch - aber es zeigt den umgekehrten Effekt, verläßt Strahlung die Erde wird es energieärmer, seine Frequenz niedriger...
und umgedreht, wird die Frequenz durch Gravitation größer muss dann DIESE Energiemenge irgendwo anders fehlen... wird das SL leichter?

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 05:40 #88834

wird die Frequenz durch Gravitation größer muss dann DIESE Energiemenge irgendwo anders fehlen... wird das SL leichter?


Nein
Du misst die gravitative Rotverschiebung nur in Gravitationspotenzialen die sich unterscheiden .

Wenn du dich zu einem SL bewegst wird es auch nicht leichter obwohl seine Strahlung Blau verschoben ist .
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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 08:10 #88841

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Harald Lesch - aber es zeigt den umgekehrten Effekt, verläßt Strahlung die Erde wird es energieärmer, seine Frequenz niedriger

Dies ist die übliche Darstellung aus lokaler Sicht. Das ist das, was man misst. Also für den Praktiker die erste Wahl.

Zum Verständnis ist hingegen die globale Sicht besser geeignet:
das Licht (seine Frequenz) ändert sich überhaupt nicht und genau deshalb wird es im starken Potential (Φ ≪ 0) höherfrequent (blauverschoben) gemessen als im schwächeren (Φ ≈ 0) Potential (rotverschoben).

Es ist allerdings richtig, dass sich die Wellenlänge λ = c/f des Lichtes ändert λ > λ' = c'/f. Die Energie E = f·h hängt jedoch nur von der Frequenz f ab. Die Energie bleibt gleich. Sie wird im Potential lediglich höher E > E' = f´·h gemessen, weil die Maßstäbe f´ shapiroverzögert sind und die Originalfrequenz f > f´ größer als lokale Vergleiche (zB Fraunhoferlinie) gemessen wird.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)
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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 22:01 #88874

Wenn Photonen ein SL umrunden, nicht hineinfallen, sondern nur auf einer Hyperberlbahn umrunden, denn werden sie mit Energie aufgeladen.
Ihre Wellenlänge wird also kürzer, die Frequenz höher
Die Energie dafür stammt aus der Rotationsenergie des Schwarzen Lochs.
Das SL dreht sich dadurch etwas langsamer, und das Photon ist beim Wegfliegen etwas energiereicher.
Energieerhaltung Drehimpulserhalung eben.

Thomas
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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 22:10 #88876

Aussage der ART: "Solche sehr stark gravitativ gebeugte Strahlung legt einen längeren Weg zurück und ist durch die Schwerkraft zu höheren Wellenlängen verschoben". Das Wellen durch Gravitation energiereicher werden, hätte ich nicht gedacht...?


Wie du aus der Aussage dass die Wellenlänge höher wird herausliest dass die Energie höher wird ist mir ein Rätsel, normalerweise heißt höhere Wellenlänge niedrigere Energie.

Die Energie dafür stammt aus der Rotationsenergie des Schwarzen Lochs.


Man kann zwar mit dem Penrose Prozess Energie extrahieren, aber hier ist das nicht gemeint, die Fadenerstellerin hat einfach nur die Wellenlänge mit der Frequenz verwechselt..
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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 23:10 #88878

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Das SL dreht sich dadurch etwas langsamer, und das Photon ist beim Wegfliegen etwas energiereicher.
Energieerhaltung Drehimpulserhalung eben.

Ein interessanter Gedanke, doch für ein Photon nicht möglich.
Den Mitführungseffekt gab es bereits vor Einstein, doch er verändert das Photon nicht nachhaltig, genauso wie weder ein Medium noch die Shapiroverzögerung das Photon nachhaltig verändern würden.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)
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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 23:34 #88882

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Aussage der ART: "Solche sehr stark gravitativ gebeugte Strahlung legt einen längeren Weg zurück und ist durch die Schwerkraft zu höheren Wellenlängen verschoben". Das Wellen durch Gravitation energiereicher werden, hätte ich nicht gedacht...?


Wie du aus der Aussage dass die Wellenlänge höher wird herausliest dass die Energie höher wird ist mir ein Rätsel, normalerweise heißt höhere Wellenlänge niedrigere Energie.

Haha, mir auch! So was dummes, tatsächlich wird die Energie und Frequenz des Photons geringer/niedriger wenn es ein Gravitationsfeld verläßt, und langwelliger, grav. Rotverschiebung. Beim SL geht es um den Dopplereffekt und Röntgenblitze... Ich versuche es noch einmal: Während der ursprüngliche Röntgenblitz, ausgelöst durch »Kurzschlüsse« von Magnetfeldlinien im Plasma nahe dem Schwarzen Loch, nachlässt, zeigt die Lichtkurve ein Flackern mehrerer kurzer Nachblitze. Die ersten von ihnen sind durch den Dopplereffekt zum kurzwelligen Bereich des Spektrums verschoben und stammen von jenem Teil der Scheibe, die sich auf den Betrachter zubewegt; korrespondierende Blitze stammen vom sich wegbewegenden Teil. (Echo) Dadurch kommt das von den verschiedenen Bereichen der Akkretionsscheibe reflektierte Röntgenlicht zu unterschiedlichen Zeiten an und hat auch unterschiedliche Farben. Letztere lassen sich sehr präzise bei Röntgenlicht einer bestimmten Wellenlänge erkennen, das Eisenatome aussenden, wenn sie von harter Strahlung zum Leuchten angeregt werden. Die Arbeitsgruppe untersuchte die genaue Struktur dieser Eisen-K-Linie der Röntgenblitze. Während der ursprüngliche Röntgenblitz, ausgelöst durch »Kurzschlüsse« von Magnetfeldlinien im Plasma nahe dem Schwarzen Loch, nachlässt, zeigt die Lichtkurve ein Flackern mehrerer kurzer Nachblitze. Die ersten von ihnen sind durch den Dopplereffekt zum kurzwelligen Bereich des Spektrums verschoben und stammen von jenem Teil der Scheibe, die sich auf den Betrachter zubewegt; korrespondierende Blitze stammen vom sich wegbewegenden Teil. Die Lichtstrahlen vom Teil der Scheibe direkt hinter dem Schwarzen Loch machen sich dadurch bemerkbar, dass die Eisen-K-Linie durch die Gravitationslinse des Schwarzen Lochs plötzlich heller wird und dabei mit der Zeit immer langwelliger. Dieses spezielle Muster sei durch keinen anderen Mechanismus zufrieden stellend zu erklären als eben dadurch, dass die Strahlung gemäß den Vorhersagen der Relativitätstheorie im extremen Gravitationsfeld gekrümmt wird, schreibt das Team.
Original www.nature.com/articles/s41586-021-03667-0
[/u]

Die Energie dafür stammt aus der Rotationsenergie des Schwarzen Lochs.


Man kann zwar mit dem Penrose Prozess Energie extrahieren, aber hier ist das nicht gemeint, die Fadenerstellerin hat einfach nur die Wellenlänge mit der Frequenz verwechselt..

Danke, Pemrod. In der Tat.

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 23:52 #88884

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Das SL dreht sich dadurch etwas langsamer, und das Photon ist beim Wegfliegen etwas energiereicher.
Energieerhaltung Drehimpulserhalung eben.

Ein interessanter Gedanke, doch für ein Photon nicht möglich.
Den Mitführungseffekt gab es bereits vor Einstein, doch er verändert das Photon nicht nachhaltig, genauso wie weder ein Medium noch die Shapiroverzögerung das Photon nachhaltig verändern würden.



OK beim hinfliegen. Dir (und Pemrod) entgeht nichts, siehe meine Antwort auf Pemrods, Sweetie! Hut ab! Tut mir leid, mein Fehler.

Ja, ich habe laaaange Welle/niedrige F/E-arm verwechselt mit kurze Wellen/hoheF/E-reich verwechselt.
Die Aussage von Harald Lesch, dass Licht Gewicht hat, stimmt so nicht, es sagt es wohl nur wegen E=mc2... denn er beweist es mit der Frequenzänderung hin zum roten Licht wenn die G Quelle verlassen wird, so wie die Photonen von vor 12 Mrd. Jahren uns energieärmer errreichen, röter und mit langen Wellen.

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 31 Jul 2021 23:59 #88885

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Die Aussage von Harald Lesch, dass Licht Gewicht hat, stimmt so nicht, es sagt es wohl nur wegen E=mc2.

Naja es ist zwar nur kinetische Energie, aber im SL erhöht es schon die Masse und auch eine Plasmawolke hat Masse.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:14 #88887

Warum sollte es kein Gewicht haben, natürlich kann man den Photonendruck auf einer Waage ablesen wenn sie fein genug oder das Licht stark genug ist. Dass Gewicht nicht das gleiche ist wie Masse lernt man ja schon in der ersten Lektion.

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:18 #88889

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Warum sollte es kein Gewicht haben, natürlich kann man den Photonendruck auf einer Waage ablesen wenn sie fein genug oder das Licht stark genug ist. Dass Gewicht nicht das gleiche ist wie Masse lernt man ja schon in der ersten Lektion.



Naja
Hat Licht ein Gewicht? - ZDFmediathek
www.zdf.de › Doku › Terra X
30.09.2020 — Beeinflusst Licht die Schwerkraft und die Zeit? Harald Lesch erklärt, wie man die Masse des Lichts tatsächlich messen kann.


Photonen haben keine Ruhemasse, das ist klar, sie können sich in keinem System in Ruhe befinden.

Allerdings besitzt jedes Photon eine bestimmte Energie. Nach der Masse-Energie-Äquivalenz E = m c 2 wird deswegen seine dynamische Masse m von Null unterschiedlich sein. Wir setzen E = und E = m c 2 gleich: usw.
www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm...mie/html/PhImpF.html
was nun?

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:21 #88891

Ein interessanter Gedanke, doch für ein Photon nicht möglich. Den Mitführungseffekt gab es bereits vor Einstein, doch er verändert das Photon nicht nachhaltig, genauso wie weder ein Medium noch die Shapiroverzögerung das Photon nachhaltig verändern würden.


Ich glaube damit ist nicht die Shapiroverzögerung sondern eher sowas wie die Superradiant Instability, also so was wie der Penrose Prozess mit Photonen gemeint, aber das ist eigentlich ein ganz anderes Thema das mit dem was hier bisher besprochen wurde nichts zu tun hat.

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:22 #88892

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was nun?

fertig

Superradiant Instability

Gibt es dafür ein konkretes Beispiel? Mit "spin-2 field " kann ich nichts anfangen außer GW, aber nicht Photonen.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:26 #88894

Gibt es dafür ein konkretes Beispiel?


Auf Google findet man ziemlich am Anfang das Beispiel mit der Black Hole Bomb, aber das ist kein Beispiel das man beobachtet hat sondern ein Gedankenexperiment.

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:30 #88895

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Black Hole Bomb... sondern Gedankenexperimente.

Das klingt mir ähnlich phantasievoll wie Wurmlöcher, Zeitreisen, Tachyonen, Brill Wellen ... allein schon diese Zutat:
if the bosonic field has mass
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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:35 #88896

www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm...mie/html/PhImpF.html


Das ist ja ein ziemlicher Laienmurks, wer so was wie

m=hf/c² - Diese Masse bewirkt, dass Photonen von Gravitationsfeldern abgelenkt werden


schreibt hat ganz offensichtlich nicht viel Ahnung von der allgemeinen Relativitätstheorie. Der Teil des Artikels der sich auf die spezielle Relativitätstheorie bezieht ist zwar richtig, aber wenn man so was liest stellen sich einem ja die Haare auf. Was wohl damit gemeint war ist dass Photonen deshalb selber ein Gravitationsfeld erzeugen können das andere Dinge ablenkt, nicht umgekehrt.

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 00:46 #88897

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www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm...mie/html/PhImpF.html


Das ist ja ein ziemlicher Laienmurks, wer so was wie

m=hf/c² - Diese Masse bewirkt, dass Photonen von Gravitationsfeldern abgelenkt werden


schreibt hat ganz offensichtlich nicht viel Ahnung von der allgemeinen Relativitätstheorie. Der Teil des Artikels der sich auf die spezielle Relativitätstheorie bezieht ist zwar richtig, aber wenn man so was liest stellen sich einem ja die Haare auf. Was wohl damit gemeint war ist dass Photonen deshalb selber ein Gravitationsfeld erzeugen können das andere Dinge ablenkt, nicht umgekehrt.



Zusammenfassung
Licht hat keine Masse. Lt. E=mc2 Die Energie, die ein Lichtquant traegt, ist einer bestimmten Masse aequivalent, es HAT diese aber nicht. Es hat Gewicht und Gewichtsverlust/zunahme ist durch Frequenzverringerung/erhöhung feststellbar/messbar, wenn Photonen ein Gravitationsfeld verlassen/begegnen.

Kann ich das so speichern?
Danke, ihr Beiden, schönen Sonntag, Mondlicht

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 03:47 #88900

Das klingt mir ähnlich phantasievoll wie Wurmlöcher, Zeitreisen, Tachyonen, Brill Wellen


Von Brill stammt der "oblate spheroidial harmonic" von dem auf doi:10.1038/238211a0 die Rede ist, der ist also zumindest indirekt daran beteiligt.

allein schon diese Zutat: "if the bosonic field has mass"


Das massive Bosonenfeld ist eh eine sehr exotische Theorie die das No Hair Theorem verletzt und an die ich auch nicht glaube, aber da es auf Youtube ein Video von Kurzgesagt gibt in dem sie dieses Detail unter den Tisch fallen lassen und es so darstellen als ob das allgemeiner Konsens wäre muss die Idee wohl aus der Richtung kommen.

Normalerweise gilt aber dass die Gesamtenergie der Photonen eine Erhaltungsgröße ist und sie genau so aus dem Feld herauskommen wie sie hereingekommen sind, denn für den normalen Penrose Prozess benötigt man ja ein Objekt das sich zweiteilen kann.

Wenn die lokale Lichtfrequenz in der Größenordung der Winkelfrequenz des schwarzen Lochs ist kann sie geteilt und ein Teil von ihr retrograd und ein anderer Teil prograd laufen so dass sie auf sich selbst trifft und sich dabei verstärkt, aber das geht nur bei sehr hohen Wellenlängen.

In den Fällen wo die Wellenläge und der Einfallwinkel genau passen ist der Energiegewinn laut "the maximal amplification is a few ‰ in energy and occurs for low modes and for wave frequencies ω~(0.8 to 1.0)mωhorizon . By itself, a few tenths of a % is unimpressive" aber auch nicht besonders hoch.

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Erster Blick direkt hinter ein Schwarzes Loch 01 Aug 2021 10:30 #88912

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Wenn die lokale Lichtfrequenz in der Größenordung der Winkelfrequenz des schwarzen Lochs ist kann sie geteilt und ein Teil von ihr retrograd und ein anderer Teil prograd laufen so dass sie auf sich selbst trifft und sich dabei verstärkt, aber das geht nur bei sehr hohen Wellenlängen.

Das wäre ein Ansatz, doch was soll sich denn teilen? Halbe Frequenz wäre ja keine Energieerhöhung. Außerdem darf man sich das Photon nicht als gerade laufende Welle vorstellen sondern es ist eine Wellenfront, die entsprechend der Wellenlänge bei einem Hindernis einen Schatten erzeugt (kurze Wellenlänge) oder um das Hindernis herumläuft (große Wellenlänge). Dass sich die geteilte Welle am Ende selbst verstärkt, ist nur eine Frage der Wahrscheinlichkeit und nicht der Intensität. Es ist insoweit dann eine Frage der Intensität, weil ein Lichtstrahl gebündelt wird, doch die Energie stammt von der Lichtquelle und nicht von der Optik.

Wenn überhaupt, dann würde ich aus retrograd und prograd verlaufender Welle eine Interferenz erwarten, also ein Verteilungsmuster aber keinen Energiezuwachs.

Aber ich denke, dass ich jetzt den Gedankengang verstehe:

Wirft man einen Stein prograd, dann wird er leicht gebremst und die Rotation wird verstärkt, ein Impulsübertrag auf das SL, wirft man ihn retrograd, dann wird er auch gebremst, doch das SL wird nun gebremst, ein Impulsübertrag vom SL auf den Körper. (Ob er entkommt, ist eine andere Frage). Die dritte Variante ist, dass ein prograd geworfener Körper durch das SL beschleunigt wird, dann wird er aber wohl nicht entkommen.

Ähnlich soll es dann mit Licht gehen, das sich retrograd durch das Gravitationsfeld bewegt. Tatsächlich bewegt sich allerdings nur eine Kugelwelle bzw Wellenfront aus E-Feld und B-Feld gleichmäßig durch das gesamte Gravitationsfeld. Ob das Photon letztlich rechts oder links gemessen werden kann, entscheidet sich erst am Ort der Messung. Dennoch kann man fragen, ob das rechts gemessene Photon eine andere Energie aufweist als ein links gemessenes Photon, auch wenn diese Differenz nicht vom SL stammen würde sondern sich nur gegenseitig ausgleicht.

Tatsächlich ist die Situation vergleichbar mit der shapiroverzögerten Lichtgeschwindigkeit, das Licht bewegt sich langsamer durch den Gravitationstrichter als weiter draußen. Hier wäre die Geschwindigkeit auf einer Seite prograd höher als auf der anderen retrograd. Auf die Energie hat dies letztlich keinen Einfluss sondern nur auf die Wahrscheinlichkeit, weil der Lichtweg dadurch kürzer bzw länger wird. Die Intensität (Dichte) des Lichtstrahls wird zwar größer aber nicht (dauerhaft) die Frequenz.

Im Nahfeld kann man natürlich Unterschiede feststellen, das hängt aber dann schon vom Beobachter (FIDO, ZAMO, FFO) ab. Betrachtet man die Akkretionsscheibe, mag dies durchaus von Interesse sein und zu einem Penrose Prozess durch retrograde Strahlung führen können. Der größte Teil der wirksamen Strahlung wird allerdings ohnehin im SL landen und den Kerrparameter a=J/(c·M) allein durch den Massezuwachs verringern, auch wenn sich die Rotation J gar nicht ändert.
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