Размеры черной дыры

16

Насколько большой может стать черная дыра и насколько маленькой может стать черная дыра (минимальные и максимальные размеры черной дыры)

M.Tarun
источник

Ответы:

17

Приморидальные черные дыры могут быть найдены (гипотетически; пока нет экспериментальных данных) любого небольшого размера выше массы Планка. Однако звездные черные дыры не могут иметь массу ниже предела TOV (от 1,5 до 3 солнечных масс)

Кажется, существует верхний предел 1 из 50 миллиардов солнечных масс. Тем не менее, я подозреваю, что 2 это учитывает формирующие ограничения (то есть ограничения, налагаемые на формирование такой ЧД); и не запрещает существование такой черной дыры. В конце концов, метрика Шварцшильда определенно не накладывает ограничений на размер черной дыры.

Обратите внимание, что говорить об ограничении размеров черной дыры немного бессмысленно, поскольку размеры меняются в разных системах отсчета. Гораздо проще говорить о массе черной дыры; радиус может быть рассчитан в различных кадрах из этой информации.

1. Натараджан П. и Трейстер Э. (2009). Существует ли верхний предел масс черной дыры? Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, 393: 838–845. doi: 10.1111 / j.1365-2966.2008.13864.x

2. но пока не могу подтвердить; Я должен буду прочитать газету более тщательно

Manishearth
источник
Изначальные черные дыры "можно найти"? Это запутанный способ сказать это утверждение, так как оно предполагает, что они существуют. И этому нет никаких доказательств.
Стэн Лиу
@ исправлено, спасибо. Хотя есть много теоретических доказательств того, что наша вселенная должна иметь их.
Manishearth
2

теоретически не должно быть максимального размера / массы черной дыры, или вы могли бы сказать, что максимальная масса была бы, если бы она содержала всю массу во вселенной;

хотя минимальный размер черной дыры был бы длиной Планка, минимальная масса устойчивой черной дыры составляет 3 солнечные массы;

черная дыра с массой менее 3 солнечных масс испарится, превратившись в излучение (энергию); чем он меньше, тем быстрее он испаряется; если он достаточно мал, он мгновенно превратится во вспышку жесткого излучения;

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

если вы знаете массу черной дыры, вы можете рассчитать ее радиус, а если вы знаете ее радиус, вы можете рассчитать ее массу; обратите внимание, что любопытно, что в этом уравнении показана черная дыра звездной массы, имеющая высокую плотность, в то время как сверхмассивная черная дыра, плотность которой уменьшается с увеличением массы черной дыры;

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

чтобы вы могли превратить все, что хотите, например, карандаш, в черную дыру, если хотите, и сжать ее до нужного размера, чтобы она стала черной дырой; просто он сразу же превратится (испарится) полностью во вспышку жесткого излучения, потому что карандаш меньше массы стабильной черной дыры (3 солнечных массы);

вот почему эксперимент CERN никогда не мог создать черную дыру для поглощения Земли - субатомная черная дыра, даже с массой всей Земли или Солнца, испарилась бы, прежде чем что-то поглотить; в нашей солнечной системе недостаточно массы, чтобы создать устойчивую (3 солнечную массу) черную дыру;

jmarina
источник
2
Первая часть совершенно неверна. Все (неэкстремальные) черные дыры излучают, и в этом нет абсолютно ничего качественно особенного в трех солнечных массах.
Стэн Лиу
1
Хотя верно, что 3 солнечные массы - это черная дыра минимального размера, которую мы ожидаем образовать в сердце звездного взрыва или от нейтронной звезды, нет никаких причин, по которым маленькая черная дыра не будет стабильной. Проблема в том, чтобы сделать один.
userLTK
0

Чтобы определить размер черной дыры, сначала вам нужно определить ее радиус Шварцшильда, используя эту формулу Rs = (2MG) / (c ^ 2). Чтобы определить его фотосферу, используйте формулу 3Rs / 2 и простирается от поверхности ее Rs, для определения ее аккреционного диска (PNR для вещества) она составляет 5,5Rs и измеряется от поверхности ее порога Rs.

JMC
источник
2
Добро пожаловать в Астрономию. Этот ответ не полностью отвечает на вопрос, который должен был определить самые большие и самые маленькие возможные черные дыры.
Джеймс К
Наибольшее возможное в известной вселенной должно быть легко определить.
JMC
Наибольшее возможное в известной вселенной должно быть легко определить. Все, что нужно знать, это общая масса во вселенной. И это не может быть определено в течение других 12 миллиардов лет, когда процесс материи / энергии проводится. Однако мы могли бы оценить. Наименьший неустойчивый радиус Шарцшильда был бы таким же маленьким, как атом водорода. Ответ на оба вопроса, вероятно, является сингулярностью Большого взрыва.
JMC
1
Максимально возможная ЧД - это не вопрос количества материи во Вселенной, а вопрос о процессах, которые приводят к ее созданию. Как отвечает Manishearth, максимальный размер, кажется, отчасти потому, что они ограничены Эддингтоном. И хотя в принципе вы можете иметь ЧД размером с атом Н, очевидного механизма для его создания не существует, и даже если бы вам это удалось, он, вероятно, немедленно испарился бы из-за излучения Хокинга.
Пела