Pytanie:
Czy istnieje ograniczenie rozmiaru czarnej dziury?
Marijn
2016-03-10 01:25:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Masa gwiazdy ograniczona jest do około kilkuset mas Słońca. Szybkość fuzji skaluje się silnie wraz z gęstością (dlatego też najbardziej masywne gwiazdy mają niezwykle krótkie okresy życia), więc jeśli gwiazda byłaby wystarczająco masywna (powyżej granicy Eddingtona), wówczas ciśnienie promieniowania ją rozsadziło.

Teraz Czarna dziura również ma promieniowanie, ale z definicji nie jest w stanie uciec z powodu grawitacji. Ale czy w jakiś sposób istnieje ograniczenie rozmiaru. Wyobraź sobie, że cała materia we wszechświecie utworzyła czarną dziurę. Czy powinno to być możliwe, czy też istnieje prawo zabraniające jego tworzenia?

„Wyobraź sobie, że cała materia we wszechświecie utworzyła czarną dziurę…” Czy to nie jest opis wszechświata sprzed Wielkiego Wybuchu? (Przynajmniej według popularnych modeli)
Trzy odpowiedzi:
James K
2016-03-10 01:35:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ogólna teoria względności nie ogranicza rozmiaru czarnej dziury i mamy dobre (pośrednie) obserwacje czarnych dziur o masie ponad miliarda słońc.

Czarne dziury nie są obiektami, które są trzymane razem przez grawitację, które mogłyby zostać rozerwane, gdyby siły przeciwstawne tej grawitacji zostały zwiększone. Są to (w GR) osobliwości: całkowity upadek sprawy do punktu. Wewnątrz czarnej dziury nie ma „obiektu”, który mógłby emitować promieniowanie.

Otóż, gdyby cała materia we wszechświecie była czarną dziurą, to osobliwość byłaby we wszystkich naszych przyszłościach. Nie widzielibyśmy tej osobliwości, ponieważ jest ona w przyszłości, nigdy w przeszłości. W rzeczywistości wszechświat, w którym znajduje się jedna czarna dziura, mógłby wyglądać raczej jak ten, w którym żyjemy.

Dlaczego w BH nie może być żadnego promieniowania? Czy w promieniu Schwarzschilda nie ma wystarczająco dużo miejsca?
Wewnątrz czarnej dziury może znajdować się promieniowanie, ale nie zmierza ono nigdzie poza osobliwością. Kiedy coś przekroczy horyzont zdarzeń, osobliwość jest w jego przyszłości i jest pewne, że osiągnie ją w skończonym czasie. Nie może być żadnego promieniowania pochodzącego z osobliwości, ponieważ osobliwość nigdy nie należy do przeszłości. (Czas w czarnej dziurze jest dziwny, ale spójrz na „diagram penrose'a”)
userLTK
2016-03-10 11:37:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie ma teoretycznego limitu. Gdybyś miał wystarczająco dużo energii, aby poruszać gwiazdy lub galaktyki, teoretycznie mógłbyś zasilać czarną dziurę, aż stałaby się ogromnie duża, większa nawet niż na przykład Droga Mleczna. Istnieją jednak praktyczne granice, po przekroczeniu których jest mało prawdopodobne, aby czarne dziury się rozwijały.

Dwie przyczyny są takie, że 1) czarne dziury nie są skuteczne w przyswajaniu materii. Mogą wypluć do 90% energii z materii, która do nich wpadnie, a 2) gdy osiągną określony rozmiar, czarne dziury są zbyt duże, aby utworzyć dyski akrecyjne, więc materia ma tendencję do krążenia wokół nich, a nie do lejka w nich.

Źródło i Źródło.

Jeśli chodzi o Twoje drugie pytanie

Wyobraź sobie, że wszystko materia we wszechświecie utworzyła czarną dziurę. Czy powinno to być możliwe, czy też istnieje prawo zabraniające jego tworzenia?

Sam się nad tym zastanawiałem i nie mam pojęcia, na co odpowiedzieć. Czy istnieje rozmiar, powyżej którego Ciemna Energia pokonałaby grawitację? Ciemna energia działająca wewnątrz czarnej dziury może pokonać grawitację powyżej pewnego rozmiaru, ale to tylko moje początkowe spekulacje i myślę, że czarna dziura musiałaby mieć rozmiary miliardów lat świetlnych, aby tak się stało.

Nie znam odpowiedzi na to. Byłbym ciekawy, czy ktoś to robi.

Robusto
2020-06-23 05:14:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Według artykułu w NewScientist, istnieje naturalny limit wielkości:

Kiedy czarne dziury w sercach galaktyk puchną do 50 miliardów mas naszego Słońca, mogą stracić dyski gazu, których używają jako kosmiczne źródła energii.

W większości galaktyk w centrum znajduje się supermasywna czarna dziura. Wokół tego znajduje się obszar przestrzeni, w którym gaz osadza się na krążącym na orbicie dysku. Gaz może stracić energię i spaść do środka, zasilając czarną dziurę. Wiadomo jednak, że dyski te są niestabilne i podatne na rozpadanie się w gwiazdy.

Ale były wskazówki obserwacyjne, że taka granica powinna istnieć. W 2008 roku niezależna grupa kierowana przez Priyę Natarajan z Yale University i Ezequiel Treister z University of Concepcion w Chile zastanawiała się, ile czarnych dziur bawiło się we wczesnym Wszechświecie i ile wolnego gazu można było połknąć w ostatnim czasie.

Argumentowali, że biorąc pod uwagę, ile czarnych dziur zjadły od zarania Wszechświata, te najbardziej chciwe mogły osiągnąć rozmiary około 50 miliardów mas Słońca.

Więc to naprawdę sprowadza się do argumentu semantycznego. Górna granica nie byłaby limitem pirotechnicznym - gdyby można było w jakiś sposób zebrać razem dwa z tych 50-miliardowych behemotów, połączyłyby się, tworząc jedną ze 100 miliardów mas Słońca - ale jedną z tego, co nazywam „okazją do jedzenia”. W końcu czarna dziura pochłonie cały gaz w dostępnej odległości i nie będzie już mogła się rozwijać.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...