Diese Frage wurde vor einiger Zeit in einer Astronomy Cast-Episode gestellt. Es bietet ein interessantes Gedankenexperiment, obwohl eine einigermaßen endgültige Antwort auf die Frage gefunden werden kann.
Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem ein Raumschiff relativistische Masse gewinnt, wenn es sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, während gleichzeitig sein Volumen durch relativistische Längenkontraktion verringert wird. Wenn diese Änderungen in Richtung unendlicher Werte fortgesetzt werden können (was sie können), haben Sie anscheinend das perfekte Rezept für ein Schwarzes Loch.
Das Schlüsselwort hier ist natürlich relativistisch. Zurück auf der Erde kann es den Anschein haben, dass ein Raumschiff, das sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, tatsächlich sowohl an Masse gewinnt als auch an Volumen schrumpft. Außerdem wird das Licht des Raumfahrzeugs zunehmend rot verschoben - möglicherweise fast schwarz. Dies kann teilweise ein Doppler-Effekt für ein zurückweichendes Raumfahrzeug sein, ist jedoch teilweise auch ein Zeitdilatationseffekt, bei dem die subatomaren Partikel des Raumfahrzeugs langsamer zu schwingen scheinen und daher Licht mit niedrigeren Frequenzen emittieren.
Zurück auf der Erde können laufende Messungen darauf hinweisen, dass das Raumschiff mit zunehmender Geschwindigkeit massereicher, dichter und viel dunkler wird.
Aber das ist natürlich gerade wieder auf der Erde. Wenn wir zwei solcher Raumschiffe aussenden würden, die in Formation fliegen, könnten sie sich gegenseitig ansehen und feststellen, dass alles ganz normal ist. Der Kapitän könnte einen roten Alarm auslösen, wenn er auf die Erde zurückblickt und feststellt, dass sie sich allmählich in ein Schwarzes Loch verwandelt - aber hoffentlich verfügen die zukünftigen Kapitäne unserer Raumschiffe über genügend Kenntnisse der relativistischen Physik, um nicht zu besorgt zu sein.
Eine Antwort auf die Frage der Astronomie-Besetzung lautet also: Ja, ein sehr schnelles Raumschiff kann fast nicht von einem Schwarzen Loch zu unterscheiden sein - von einem bestimmten Referenzrahmen (oder bestimmten Referenzrahmen).
Aber es ist nie so Ja wirklich ein schwarzes Loch.
Mit der speziellen Relativitätstheorie können Sie Transformationen aus Ihrer richtigen Masse (sowie der richtigen Länge, dem richtigen Volumen, der richtigen Dichte usw.) berechnen, wenn sich Ihre Relativgeschwindigkeit ändert. Es ist also durchaus möglich, einen Bezugspunkt zu finden, von dem aus Ihre relativistische Masse (Länge, Volumen, Dichte usw.) die Parameter eines Schwarzen Lochs zu imitieren scheint.
Aber a echt Schwarzes Loch ist eine andere Geschichte. Die richtige Masse und andere Parameter sind bereits die eines Schwarzen Lochs - tatsächlich können Sie keinen Bezugspunkt finden, an dem sie nicht vorhanden sind.
Ein echtes Schwarzes Loch ist ein echtes Schwarzes Loch - aus jedem Bezugsrahmen.
(Ich muss meinen Vater - Professor Graham Nerlich, emeritierter Professor für Philosophie an der Universität von Adelaide und Autor von The Shape of Space - für seine Unterstützung bei der Zusammenstellung anerkennen.)
