Czy możemy (teoretycznie) zakręcić czarną dziurę tak silną, że zostanie ona rozerwana przez siłę odśrodkową?

26

Nie wyobrażam sobie sił zaangażowanych w życie czarnych dziur. Więc proszę, pomóż mi dowiedzieć się, czy jest możliwe zniszczenie czarnej dziury w ten konkretny sposób.

black-hole Pavel Voronin
źródło

Nie jestem pewien, ale myślę, że aby skutecznie zwiększyć jego obrót, musisz do niego rzucić, a jeśli to zrobisz, zwiększysz również jego masę; w granicy silnego pola GR odpowiedni wzrost masy zapobiega jej rozerwaniu przez siłę odśrodkową. W najlepszym wypadku staje się czarną dziurą Kerr z asymptotycznie bliską 1. „W czarnych dziurach grawitacja zawsze wygrywa! (jeśli chcesz przyspieszyć bez rzucania rzeczami, będziesz musiał być dość daleko i nie będzie to zbyt wydajne)

Chris

23

Czy możemy (teoretycznie) zakręcić czarną dziurę tak silną, że zostanie ona rozerwana przez siłę odśrodkową?

Dla czarnej dziury Kerr-Newmana (obracającej się, naładowanej, izolowanej) o masie , momencie pędu i ładunku , pole powierzchni horyzontu zdarzeń jest określone przez w którym . Ekstremalna czarna dziura występuje, gdy $M$ $J$ $Q$

ZA = 8 M. [{M.}^{2)} + ({M.}^{2)} - {za}^{2)} - Q^{2)})^{1 / 2)} - Q^{2)} / 2)],

$A = 8M\left[M^2 + (M^2-a^2-Q^2)^{1/2} - Q^2/2\right]\text{,}$

a = J / M

$a = J/M$

. Poza tym, jeśli czarna dziura jest jeszcze bardziej przepełniona lub przeładowana, jest to „nadpobudliwość” czasoprzestrzeni Kerr-Newmana, która tak naprawdę nie byłaby czarną dziurą, a raczej nagą osobliwością.

M^{2} = a^{2} + Q^{2}

$M^2 = a^2 + Q^2$

Tak więc interpretuję twoje pytanie jako pytanie, czy czarną dziurę można obrócić do ekstremalnej granicy i dalej, aby zniszczyć horyzont zdarzeń. Jest bardzo prawdopodobne, że nie da się tego zrobić.

Wald udowodnił w 1974 r., Że gdy jeden z nich rzuca materię w czarną dziurę, próbując zwiększyć jej moment pędu, im bliżej skrajnej czarnej dziury, tym trudniej jest kontynuować ten proces: szybko wirująca czarna dziura odpycha materię, która wziąłby to poza skrajną granicę. Istnieją inne schematy i chociaż nie znam żadnego całkowicie ogólnego dowodu w ramach klasycznej ogólnej teorii względności, ciągła awaria takich schematów jest dobrze motywowana przez połączenie dynamiki czarnej dziury z termodynamiką.

$T_\text{H} = \kappa/2\pi$

κ = \frac{\sqrt{{M.}^{2)} - {za}^{2)} - Q^{2)}}}{2) M. (M. + \sqrt{{M.}^{2)} - {za}^{2)} - Q^{2)}}) - Q^{2)}}

$\kappa = \frac{\sqrt{M^2-a^2-Q^2}}{2M\left(M+\sqrt{M^2-a^2-Q^2}\right)-Q^2}$

Stan Liou
źródło

2

Nie mam całej matematyki na czubku głowy, ale z mojego konceptualnego zrozumienia nie jest to możliwe.

Czarne dziury mają wystarczająco dużą siłę przyciągania grawitacyjnego, że nawet światło nie może uciec nawet daleko poza „powierzchnię” (to znaczy, jeśli czarna dziura ma wystarczająco małą masę, że nadal ma powierzchnię i nie zapadła się w osobliwość). Oznaczałoby to, że musiałby obracać się wystarczająco szybko, aby powierzchnia poruszała się znacznie szybciej niż prędkość światła, aby mieć wystarczający pęd liniowy (często potocznie zwany „siłą odśrodkową” w okrągłej ramce odniesienia), aby uciec, co zgodnie z teoria względności nie jest możliwa.

Promieniowanie Hawkinga jest możliwe tylko dlatego, że promieniowanie elektromagnetyczne przesuwa się bardzo blisko do ortogonalnie na „powierzchnię” czarnej dziury, a światło może być „zgięte” tylko grawitacyjnie, nie można go zatrzymać.

użytkownik1738
źródło

2

Z tą odpowiedzią wiąże się kilka problemów koncepcyjnych. Sugeruje to, że „powierzchnia” jest czymś innym niż horyzont zdarzeń - co to jest? Sugeruje to, że promieniowanie Hawkinga ogranicza się do promieniowania bezmasowego, takiego jak elektromagnetyczne - nieprawda. Sugeruje to, że czarne dziury nie zatrzymują światła - horyzont to powierzchnia przypominająca światło, która to robi.

Stan Liou

1

Czarne dziury mogą wyparować w procesie kwantowym znanym jako promieniowanie Hawkinga i to wszystko.

Jeremy
źródło

0

O ile wiemy, nic nie powstrzyma czarnej dziury. Aby to pojęcie miało sens, musisz najpierw spojrzeć na to, co obecnie wiadomo o czarnych dziurach . Kiedy go zrozumiesz, zobaczysz, że dzięki naszemu obecnemu zrozumieniu Kosmosu nic nie możemy zrobić z czarnymi dziurami.

To prawda, że promieniowanie Hawkinga może wpływać na czarną dziurę, ale dotyczy to bardzo bardzo małych czarnych dziur.

Nawiasem mówiąc, w fizyce nie ma siły odśrodkowej - jest to błędne przekonanie wielu ludzi. Istnieje jednak siła dośrodkowa .

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Funkcja R
źródło

2

Obowiązkowy link odrzucony

Ilmari Karonen

3

@IlmariKaronen Dziękuję za głosowanie w dół, jednak zdajesz sobie sprawę, że ta kreskówka nic nie dowodzi? Istnieje różnica między siłą dośrodkową a siłą odśrodkową.

Funkcja

2

Szczerze mówiąc, kreskówka wskazuje, że siła odśrodkowa jest równie bezwładna, co jest prawdą. Prawdopodobnie rozsądne jest interpretowanie sił bezwładności jako „nierealnych”, ale nie jestem pewien, jaki wpływ ma to pytanie, ponieważ siła grawitacji jest również siłą bezwładności.

Stan Liou

Ta „odpowiedź” jest dość niejasna, zawiera wątpliwe stwierdzenia i nie ma rzeczywistego wpływu na pierwotne zapytanie.

Florin Andrei

0

Ciekawy. Ten proces może przede wszystkim wpływać na tworzenie się czarnych dziur. Rozważ obracającą się gwiazdę, która umiera i zaczyna się kurczyć z powodu sił grawitacyjnych. Kiedy się kurczy, cała jego masa będzie coraz bardziej zagęszczana w mniejszym promieniu. Będzie to miało dwie konsekwencje: 1) siła grawitacji działająca na różne części ciała będzie rosła wraz z odwrotnością kwadratu promienia i 2) jego prędkość obrotowa wzrośnie z powodu zachowania momentu pędu i siły rozszerzającej z powodu obrotu, wyrośnie z odwrotnością sześcianu promienia. Oznacza to, że siła rozszerzająca będzie rosła szybciej niż siła kurcząca się, a przynajmniej w opinii Newtona siła rozciągająca się zwycięży. Z tego punktu widzenia wygląda na to, że obracająca się gwiazda nigdy nie utworzyłaby czarnej dziury ...

mmicoski
źródło

Ten artykuł może ci się spodobać. slate.com/blogs/quora/2014/02/10/…

userLTK

-1

Spróbujmy następujących rzeczy:

Zrównaj siły:

\begin{array}{rcl} {fa}_{do} & = & \frac{m v^{2)}}{R} \\ {fa}_{sol} & = & \frac{sol M. m}{R^{2)}} \\ m v^{2)} / R & = & \frac{sol M. m}{R^{2)}} \\ v^{2)} & = & \frac{sol M.}{R} \end{array}

$\begin{eqnarray*} F_c &=& \frac{mv^2}R\\ F_g &=& \frac{GMm}{R^2}\\ \newline mv^2/R &=& \frac{GMm}{R^2}\\ v^2 &=& \frac{GM}R \end{eqnarray*}$

$R_s = 2GM/c^2$

\begin{array}{rcl} v^{2)} & = & \frac{sol M.}{2) sol M. / {do}^{2)}} \\ v & = & \sqrt{{do}^{2)} / 2)} \\ v & = & \frac{do}{\sqrt{2)}} \\ v & = & 0, 707 do \end{array}

$\begin{eqnarray*} v^2 &=& \frac{GM}{2GM/c^2}\\ v &=& \sqrt{c^2/2}\\ v &=& \frac{c}{\sqrt2}\\ v &=& 0,707c \end{eqnarray*}$

$0,707c$ , horyzont zdarzeń nie będzie w stanie utrzymać się na bieżącym promieniu.

Jednak gdy promień się powiększy, obrót zwolni dzięki zachowaniu momentu pędu ... więc nie sądzę, aby się rozerwał ... być może stał się „szarą dziurą”?

Proszę wybacz mi, jeśli popełniono jakiś fundamentalny błąd, jestem nowy w tym wszystkim ...: P.

Matheus Dardenne
źródło

3

To wygląda na Newtona. Czy zastanawiałeś się nad krzywizną czasoprzestrzeni w pobliżu Czarnej Dziury? Zobacz także „Rozwiązanie Kerr” dla czarnych dziur.

Gerald

Podoba mi się termin „szara dziura”.

userLTK

To stara odpowiedź, ale pomyślałem, że upuszczę ją tutaj, ponieważ dotyczy prędkości orbitalnej czarnych dziur. musiałbyś mieć teoretyczną krawędź czarnej dziury na horyzoncie zdarzeń wirującą w C, aby uciec, co jest oczywiście niemożliwe. physics.stackexchange.com/questions/207816/…

userLTK

Czy możemy (teoretycznie) zakręcić czarną dziurę tak silną, że zostanie ona rozerwana przez siłę odśrodkową?

Odpowiedzi: