Есть ли максимальный размер для черной дыры?

Насколько я понимаю, черные дыры излучают излучение Хокинга и, возможно, гравитационные волны , которые со временем заставляют их терять массу и в конечном итоге испаряться через почти непостижимое количество времени. Я также читал, что черные дыры в конечном итоге испытывают трудности с увеличением размера после определенной точки, потому что гравитационные силы, работающие на аккредитационном диске черной дыры, могут в конечном итоге начать выбрасывать падающее вещество, прежде чем оно сможет быть поглощено.

Хотя я знаю, что черные дыры могут стать довольно массивными, это заставляет меня задаться вопросом, имеют ли черные дыры максимально возможный размер, когда они начнут немедленно излучать любую дополнительную массу, которая добавляется к ней. Или может черная дыра эффективно расширяться вечно, пока запас вещества больше, чем эффекты излучения и выброса?

Есть ли ограничение по размеру для черных дыр?

$M^{-2}$$M^3$

$\dot{M}_{\rm max}\propto M$

Если аккреция происходит на границе Эддингтона, тогда масса черной дыры растет экспоненциально со временем и с характерным временным масштабом удвоения около 50 миллионов лет (независимо от исходной массы - см. Эту страницу Physics SE для некоторых математических деталей).

$10^{80}$

$10^{10}$$10^{12}$

Будущее - это спекуляция. Если скорость космического расширения продолжит ускоряться, то слияния галактик будут становиться все более редкими, и возможности для дальнейшего роста черной дыры будут ограничены.

Есть ли максимальный размер для черной дыры?

Нет.

Насколько я понимаю, черные дыры излучают излучение Хокинга

Это то, что говорят люди, но у нас нет реальных доказательств радиации Хокинга. Однако, даже если Хокинг был на 100% прав, как сказал Роб, излучение Хокинга имеет все меньше и меньше эффекта, поскольку черная дыра становится все больше и больше.

и, вероятно, гравитационные волны

Черная дыра сама по себе не будет излучать.

что со временем заставляет их терять массу и в конечном итоге испаряется через почти непостижимое количество времени.

Нет научных доказательств того, что черная дыра исчезнет. Однако есть научные доказательства того, что черные дыры существуют. В центре нашей галактики определенно есть что-то очень маленькое и очень массивное :

Я также читал, что черные дыры в конечном итоге испытывают трудности с увеличением размера после определенной точки, потому что гравитационные силы, работающие на аккредитационном диске с черными дырами, могут в конечном итоге начать выбрасывать падающее вещество, прежде чем оно сможет быть поглощено.

Да, говорят, что черные дыры «задыхаются», если они пытаются есть много одновременно. См. Статью по физике. Сверхмассивная черная дыра изо всех сил пытается проглотить Млечный путь . Есть и другие проблемы, связанные с гамма-излучателями: черные дыры - это грязные едоки, но они все еще «едят».

Хотя я знаю, что черные дыры могут стать довольно массивными, это заставляет меня задаться вопросом, имеют ли черные дыры максимально возможный размер, когда они начнут немедленно излучать любую дополнительную массу, которая добавляется к ней. Или может черная дыра эффективно расширяться вечно, пока запас вещества больше, чем эффекты излучения и выброса?

Это последнее. Представьте, что вы возле сверхмассивной черной дыры. Он настолько массивный, что любое излучение Хокинга ничтожно мало. У него нет аккреционного диска, потому что он все съел или сдул. Что произойдет дальше? Вы падаете внутрь. Так что черная дыра становится больше.

Есть ли ограничение по размеру для черных дыр?

Нет. Если бы было, и черная дыра в вышеупомянутом сценарии достигла этого, вы не упали бы.

Там нет максимального теоретического размера, за исключением размера вселенной. Но в природе нет такой возможности, чтобы такая большая черная дыра могла образоваться.

Более интересными, пожалуй, являются ЧД, которые образовались естественным путем. Самые большие естественные ЧД, которые мы знаем о сверхмассивных ЧД в галактических центрах. Мы наблюдали очень интересную связь: масса Галактических ЧД никогда не превышает 0,001 массы центральной выпуклости их родной галактики .

Мы не понимаем - пока - ни в какой детали, почему это так, но есть серьезные основания полагать, что галактическая выпуклость и ее центральная ЧД растут одновременно и также перестают расти вместе. Была проведена работа по моделированию, которая делает это правдоподобным, но, насколько я знаю, ни у кого нет полностью удовлетворительной теории, объясняющей их происхождение и рост.

Сверхмассивные ЧД иногда сливаются после слияния их галактик, хотя в большинстве случаев, вероятно, не было достаточно времени для этого. (Мы знаем о галактиках с несколькими SMBH в них.)

Сложив все это вместе, самые большие ЧД, найденные в природе, будут в несколько раз превышать 0,001 массы самых больших галактических выпуклостей и будут образовываться, когда несколько особенно крупных галактик сливаются и их SMBH в конечном итоге также сливаются.