Kann ein Schwarzes Loch existieren?

1939 kamen Robert Oppenheimer und andere zu dem Schluss, dass bestimmte Neutronensterne zu Schwarzen Löchern zusammenbrechen könnten und kein bekanntes physikalisches Gesetz eingreifen würde. Soweit ich das beurteilen kann, gibt es keine Beobachtungsdaten, die belegen, dass ein Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs existiert.

Unter der Annahme, dass ein Schwarzes Loch mit einem Ereignishorizont existiert, gibt es alle Arten von Mathematik, die erklären, was extern beobachtet wird und sich dem Ereignishorizont nähert. Es kann erklärt werden, was ein unfehlbarer Beobachter sieht, wenn er sich dem Ereignishorizont nähert. Was jedoch passiert, wenn ein unfehlbarer Beobachter den Ereignishorizont passiert, ist das Ergebnis eine mathematische Absurdität, da der Beobachter das Universum außerhalb des Ereignishorizonts als jenseits des "Endes der Zeit" beobachten würde.

Es scheint, dass das Durchlaufen eines Ereignishorizonts mathematisch so absurd ist wie ein Objekt mit einer Masse ungleich Null, das die Lichtgeschwindigkeit erreicht und übertrifft, da es in letzterem mehr als unendlich viel Energie oder mehr als unendlich viel Zeit erfordern würde im früheren.

Kann ein Ereignishorizont also überhaupt erst "existieren", wenn "existieren" innerhalb der Grenzen eines Augenblicks nach dem Urknall und vor einer unendlichen Zeitspanne von jedem Punkt innerhalb des Universums bedeutet?

Es scheint, dass die Existenz von Schwarzen Löchern gut akzeptiert zu sein scheint, jedoch schneller als Lichtreisen unter dem gegenwärtigen Verständnis der Relativitätsphysik.

Es gibt Hinweise darauf, dass sowohl Schwarze Löcher als auch ihre Ereignishorizonte existieren.

Der Hauptbeweis für Schwarze Löcher mit Sternmasse ergibt sich aus Beobachtungen der Dynamik binärer Systeme. Für mindestens 20 binäre Systeme wurde festgestellt, dass der optisch sichtbare Stern einen dunklen Begleiter hat, der normalerweise massereicher und massereicher ist, als dies möglicherweise als Neutronenstern oder eine andere entartete Konfiguration ( und meistens - siehe Narayan & McClintock (2014) für eine ausgezeichnete, zugängliche Übersicht). > 5 M $>3M_{\odot}$$>5M_{\odot}$

Supermassive Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien können auch mithilfe der Dynamik von Gas "gewogen" werden oder im Fall unserer Galaxie die Sterne beobachten, die etwas umkreisen, das eine Masse von , ist jedoch bemerkenswert kompakt und emittiert wenig oder keine Strahlung.$4.4\times10^{6}M_{\odot}$

Die Beweise für Ereignishorizonte sind eher umständlich, aber nicht abwesend. In jedem Fall wäre das Fehlen von Beweisen kein Beweis für das Fehlen - Ereignishorizonte sind schwer zu beweisen; Sie sind klein und weit weg, mit schwer fassbaren Beobachtungssignaturen. Das Fehlen eines Ereignishorizonts konnte nur durch die Erfindung von etwas noch Seltsamerem als einem Schwarzen Loch ausgeglichen werden.

Das überzeugendste Argument für einen Ereignishorizont findet sich in Quellen, die aus ihrer Umgebung stammen, entweder in einem binären System oder in den Zentren von Galaxien (siehe Narayan & McClintock 2008; siehe insbesondere Abschnitt 4) . Unter bestimmten Umständen kann der Akkretionsfluss strahlungsineffizient (dunkel) werden. In diesem Fall erwartet man, dass der Akkretionsfluss, wenn er eine "Oberfläche" erreicht, seine kinetische Energie stark ausstrahlt, wenn er beim Aufprall thermisch wird. Andererseits kann ein Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs solche Strömungen spurlos verschlucken. Die Vorhersage ist, dass transiente Schwarzloch-Akkretoren in ihren niedrigen Zuständen viel weniger leuchtend sind als ihre Neutronenstern-Gegenstücke, und dies wird gefunden (um den Faktor 100).

Ein weiterer Beweis ist, dass ruhende Neutronenstern-Binärdateien eine heiße Wärmeabgabe aufweisen, die vermutlich von der Neutronensternoberfläche stammt. Von den Binärdateien des Schwarzen Lochs wurde keine gesehen. Röntgenbursts vom Typ I werden in Neutronenstern-Binärdateien beobachtet, die durch eine Ansammlung von Materie und anschließende Kernzündung auf ihrer Oberfläche verursacht werden. Die Kandidaten für das Schwarze Loch zeigen diese Ausbrüche nicht. Die Akkretionsrate auf dem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie sollte Wärmestrahlung an jeder "Oberfläche" erzeugen, die im infraroten Teil des Spektrums gut sichtbar wäre. Eine solche Erkennung wurde nicht vorgenommen.

Alle diese Beobachtungen lassen sich am besten erklären, wenn das Schwarze Loch keine Oberfläche hat und die akkumulierte Energie einfach innerhalb seines Ereignishorizonts "verschwinden" kann. Narayan & McClintock kommen zu dem Schluss, dass diese Beweislinien "undurchlässig für Gegenargumente sind, die starke Schwerkraft oder exotische Sterne hervorrufen".

Seit diese Frage gestellt wurde, haben wir den Schatten eines Schwarzen Lochs und seiner Akkretionsscheibe beobachtet und es verhält sich so , wie es unsere Modelle vorhergesagt haben .

Als solches scheint es, dass Schwarze Löcher und ihre Ereignishorizonte existieren.