TomS
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Ich denke, zu (1) schaue ich mir zunächst mal den Bonner Beam an, der keinem Laser- sondern einem inkohärenten Lichtstrahl entspricht.M.E. ist das Ergebnis bzgl. der eingangs gestellten Frage etwas ernüchternd. Wie seht ihr das?
Zunächst mal wird ausschließlich in der Näherung einer flachen Raumzeit mit kleinen Störungen gearbeitet. Darüberhinaus wird in dieser Näherung gezeigt, dass Erkenntnisse aus nicht-lichtartigen Energieverteilungen nicht übernommen werden können. Andererseits wissen wir aus den Arbeiten von Hawking und Penrose, dass bei genügend hoher Energiedichte Ereignishorizonte auftreten.
Daraus folgen einige mögliche Alternativen:
- die Näherungen sind für die hier gestellte Frage untauglich
- die Voraussetzungen bei Hawking und Penrose schließen lichtartige Energieverteilungen aus
Ich werde dem mal auf den Grund gehen, vermute jedoch, dass letzteres nicht zutrifft.
The gravitational field of light (projecteuclid.org)
The gravitational field of light
W. B. Bonnor
Comm. Math. Phys. 13 (3): 163–174.
I obtain an exact solution of Einstein's equations representing the gravitational field of a steady beam of light. Another exact solution representing two parallel beams shining in the same sense is also given; they do not interact. From a study of null geodesics I conclude that a uniform beam of light is gravitationally stable. The exact solutions are plane-fronted gravitational waves. It seems that a large class of these waves have as their sources pulses and beams of light.
Zu (2) gilt, dass Penrose das Singularitätentheorem unter den Annahmen
- es liegt eine closed trapped null surface vor
- die null energy condition ist erfüllt
Man kann zeigen, dass für das klassische elektromagnetische Feld der Maxwellschen Theorie sämtliche null, weak und strong energy conditions erfüllt sind.
D.h. für klassische elektromagnetische Felder: wenn eine geschlossene gefangene lichtartige Fläche existiert, dann tritt eine Singularität auf. Offenbar liefern die betrachteten Energieverteilungen jedoch keine geschlossenen gefangenen lichtartigen Flächen. Der Bonnor Beam liefert nicht einmal eine selbst-fokussierende Lösung, d.h. der Strahlquerschnitt ist entlang des Strahls konstant. Dies gilt für beliebige hohe Energiedichten im Strahl.
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