Wymiary czarnej dziury

17

Jak duża może stać się czarna dziura i jak mała może stać się czarna dziura (minimalne i maksymalne wymiary czarnej dziury)

black-hole M.Tarun
źródło

Odpowiedzi:

17

Pierwotne czarne dziury można znaleźć (hipotetycznie; nie ma jeszcze dowodów eksperymentalnych) o dowolnym małym rozmiarze powyżej masy Plancka. Gwiezdne czarne dziury nie mogą jednak mieć masy poniżej granicy TOV (1,5 do 3 mas Słońca)

Wydaje się, że istnieje górna granica 1 wynosząca 50 miliardów mas Słońca. Podejrzewam jednak 2, że bierze to pod uwagę ograniczenia formacyjne (tj. Ograniczenia związane z tworzeniem takiego BH); i nie zabrania istnienia takiej czarnej dziury. W końcu metryka Schwarzschilda z pewnością nie nakłada ograniczeń na rozmiar czarnej dziury.

Zauważ, że mówienie o ograniczających wymiarach czarnej dziury jest nieco bez znaczenia, ponieważ wymiary zmieniają się w różnych ramkach odniesienia. O wiele łatwiej jest mówić o masie czarnej dziury; na podstawie tych informacji można obliczyć promień w różnych ramkach.

1. Natarajan, P. and Treister, E. (2009), Czy istnieje górna granica mas czarnych dziur ?. Miesięczne zawiadomienia Royal Astronomical Society, 393: 838–845. doi: 10.1111 / j.1365-2966.2008.13864.x

2. ale nie może jeszcze potwierdzić; Będę musiał przeczytać dokładniej artykuł

Manishearth
źródło
Pierwotne czarne dziury „można znaleźć”? Jest to mylący sposób na sformułowanie tego stwierdzenia, ponieważ sugeruje, że one istnieją. I na to nie ma dowodów.
Stan Liou,
@stan naprawiono, dziękuję. Mimo że istnieje wiele teoretycznych dowodów na to, że nasz wszechświat powinien je mieć.
Manishearth,
2

teoretycznie nie powinno być maksymalnej wielkości / masy czarnej dziury, lub można powiedzieć, że maksymalna masa byłaby, gdyby zawierała całą masę we wszechświecie;

chociaż minimalny wymiar czarnej dziury byłby długością Plancka, minimalna masa stabilnej czarnej dziury wynosi 3 masy Słońca;

czarna dziura o masie mniejszej niż 3 masy słoneczne wyparuje, przekształcając się w promieniowanie (energię); im jest mniejszy, tym szybciej odparowuje; jeśli jest wystarczająco mały, natychmiast zamieni się w błysk twardego promieniowania;

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

jeśli znasz masę czarnej dziury, możesz obliczyć jej promień, a jeśli znasz jej promień, możesz obliczyć jej masę; zwróć uwagę, że dziwne w tym równaniu jest to, że pokazuje ono czarną dziurę o masie gwiazdowej o wysokiej gęstości, podczas gdy supermasywna czarna dziura o gęstości, która maleje wraz ze wzrostem masy czarnej dziury;

http://en.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild_radius

więc możesz przekształcić wszystko, co chcesz, na przykład ołówek, w czarną dziurę, jeśli chcesz, i możesz ją skompresować do wymaganego rozmiaru, aby stała się czarną dziurą; po prostu natychmiast całkowicie przekształciłoby się (odparowało) w błysk twardego promieniowania, ponieważ ołówek jest mniejszy niż stabilna masa czarnej dziury (3 masy Słońca);

dlatego eksperyment CERN nigdy nie stworzyłby czarnej dziury, aby połknąć Ziemię - subatomowa czarna dziura, nawet o masie całej Ziemi lub Słońca, wyparowałaby przed połknięciem czegokolwiek; w naszym Układzie Słonecznym nie ma wystarczającej masy, aby stworzyć stabilną czarną dziurę (3 masy słoneczne);

jmarina
źródło
2
Pierwsza część jest całkowicie błędna. Wszystkie (nie-ekstremalne) czarne dziury promieniują i pod tym względem nie ma absolutnie nic jakościowego w trzech masach Słońca.
Stan Liou,
1
Chociaż prawdą jest, że 3 masy Słońca odpowiadają minimalnej wielkości czarnej dziurze, którą spodziewamy się uformować w sercu gwiezdnej eksplozji lub gwiazdy Neutronowej, nie ma powodu, dla którego mniejsza czarna dziura nie byłaby stabilna. Problem polega na zrobieniu jednego.
userLTK
0

Aby określić rozmiar czarnej dziury, musisz najpierw określić jej promień Schwarzschilda, korzystając z tego wzoru Rs = (2MG) / (c ^ 2). Aby wyznaczyć jego fotosferę, użyj wzoru 3Rs / 2 i rozciąga się od powierzchni jej Rs, aby określić jego dysk akrecyjny (PNR dla materii), wynosi on 5,5Rs i jest mierzony od powierzchni jego progu Rs.

JMC
źródło
2
Witamy w Astronomii. Ta odpowiedź nie w pełni odpowiada na pytanie, które miało określić największe i najmniejsze możliwe czarne dziury.
James K
Największy możliwy w znanym wszechświecie powinien być łatwy do ustalenia.
JMC
Największy możliwy w znanym wszechświecie powinien być łatwy do ustalenia. Wszystko, co trzeba wiedzieć, to całkowita masa we wszechświecie. I nie byłoby to możliwe do ustalenia przez kolejne 12 miliardów lat, kiedy proces materii / energii jest zużyty. Możemy jednak oszacować. Najmniejszy nietrwały promień Scharzschilda byłby tak mały jak atom wodoru. Odpowiedzią na oba są prawdopodobnie osobliwość Wielkiego Wybuchu.
JMC
1
Największym możliwym BH nie jest pytanie o to, ile materii jest dostępne we Wszechświecie, ale pytanie o procesy, które powodują jego powstanie. Jak odpowiada Manishearth, wydaje się, że istnieje maksymalny rozmiar, po części dlatego, że są ograniczone przez Eddington. I chociaż w zasadzie możesz mieć BH wielkości atomu H, nie ma oczywistego mechanizmu, aby go stworzyć, a nawet gdybyś to zrobił, prawdopodobnie odparowałby natychmiast przez promieniowanie Hawkinga.
pela