2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.
 
 Испарение черных дыр
Сообщение20.10.2017, 14:56 


20/10/17
1
Доброго времени суток.
Заинтересовал следующий вопрос, ищу комментарии специалистов.

Есть черные дыры. Они потихоньку испаряются, если не ошибаюсь и теряют массу. Меньше масса - меньше гравитация. Значит ли это, что в теории мы можем найти в космосе такой объект, который будет черной дырой, но вот-вот уже на грани. И в какой-то момент перестанет быть черной дырой? то есть гравитации не хватит чтобы удерживать фотоны. Как это работает, во что тогда превратится такой объект (нейтронная звезда?) и т.д.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение20.10.2017, 15:04 


05/09/16
11468
Geronimo в сообщении #1257173 писал(а):
Как это работает, во что тогда превратится такой объект (нейтронная звезда?) и т.д.

Испаряется со все возрастающей интенсивностью, все время оставаясь при этом черной дырой, а в самом конце практически взрывается вспышкой гамма-лучей, все разлетается, на месте ЧД ничего не остается.

-- 20.10.2017, 15:16 --

Geronimo в сообщении #1257173 писал(а):
Значит ли это, что в теории мы можем найти в космосе такой объект, который будет черной дырой, но вот-вот уже на грани.

Можем, но есть нюанс. "Обычные" черные дыры, который образуются из звезд, имеют верхний предел по массе (Оппенгеймера-Волкова, в районе 3 солнечных масс), менее массивные звезды в ЧД сами не коллапсируют. А время испарения ЧД массы выше этого предела больше чем время существования Вселенной, так что "обычных" ЧД в "предсмертном" состоянии быть не должно.

Однако, есть гипотеза, что существуют "первичные черные дыры", которые родились в момент начального расширения Вселенной из-за флуктуаций и они могли бы быть массой намного меньше 3 солнечных.
Для поиска вспышек гамма-излучения от испарения таких первичных черных дыр используют космический гамма-телескоп Fermi, но пока таких вспышек вроде не найдено.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение20.10.2017, 15:32 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/08/06
3049
Уфа
wrest в сообщении #1257176 писал(а):
время испарения ЧД массы выше этого предела больше чем время существования Вселенной
Кроме того, они даже сейчас, даже чуть-чуть — не испаряются, а наоборот, растут. Потому что интенсивность процессов их испарения на много порядков меньше, чем интенсивность поглощения ими, например, реликтового излучения. Испарение будет преобладать в таком далёком будущем, когда средняя плотность Вселенной будет не 1 частица на кубический метр, как сейчас в гигантских межгалактических пустотах, а, например, 1 частица на кубический парсек.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение20.10.2017, 18:42 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
wrest в сообщении #1257176 писал(а):
на месте ЧД ничего не остается
Да вроде как неизвестно. В самом конце ведь уже нельзя без теории квантовой гравитации. Насколько помню, одной из альтернатив представляют «остаток» массы порядка планковской, далее не распадающийся. Совершенно не в курсе, можно ли как-то без квантовой гравитации склониться к одному из вариантов.

wrest в сообщении #1257176 писал(а):
вспышкой гамма-лучей
Распределение зависит от температуры, и когда излучение достаточно горячее, там будет много разного кроме фотонов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение12.11.2017, 18:07 


24/01/09
1090
Украина, Днепропетровск
Geronimo в сообщении #1257173 писал(а):
Значит ли это, что в теории мы можем найти в космосе такой объект, который будет черной дырой, но вот-вот уже на грани.

Если правильно понял вопрос - то нет. Размер горизонта величиная не постоянная, он "сдувается" вместе с массой. То есть почти до самого конца ЧД должна оставаться ЧД, только всё более маленькой. Вот что в самом конце происходит - пока вопрос.

Плюс, как тут писали, сейчас более-менее массивные ЧД должны не сдуваться, а рости.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение21.03.2018, 17:12 
Аватара пользователя


09/03/14
8
Солнцево
worm2
В теме Испарение черных дыр от 20.10.2017 Вы писали: "Потому что интенсивность процессов их испарения на много порядков меньше, чем интенсивность поглощения ими, например, реликтового излучения." Не могли бы дать ссылочку на источник?

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение21.03.2018, 17:22 
Заслуженный участник


06/07/11
5627
кран.набрать.грамота
p'ero в сообщении #1298823 писал(а):
Не могли бы дать ссылочку на источник?
На какой источник? Источник реликтового излучения? :mrgreen:
В Википедии в статье про черные дыры есть раздел про испарение, в нем есть формулы для расчетов и ссылка на оригинальную статью Хокинга.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение21.03.2018, 19:22 
Аватара пользователя


09/03/14
8
Солнцево
rockclimber
Простите, мой вопрос касался "на много порядков меньше".
В каком источнике дан расчет, на сколько конкретно порядков больше поглощение реликтового излучения по сравнению с испарением?
В Википедии ссылок на источник нет, да и Хокинг нигде об этом не говорит!

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение21.03.2018, 19:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/08/06
3049
Уфа
Этот расчёт можно проделать самостоятельно.
Отправил его в личном сообщении.

-- Ср мар 21, 2018 21:32:16 --

Копирую сюда, вдруг кому-то не лень будет поискать в нём вопиющие ошибки.

В статье "Сингулярный реактор" в Википедии можно найти формулу для мощности испарения ЧД:
$$L=\frac{P_P m_P^2}{15360\pi M^2},$$ где все используемые константы можно найти по ссылкам в той же статье ниже, а массу можно взять из статьи в Википедии про Чёрную дыру:
Цитата:
Различные модели дают нижнюю оценку массы чёрной дыры, получающейся в результате гравитационного коллапса, от 2,5 до 5,6 массы Солнца.

Возьмём минимум, 2.5 массы Солнца ($5\cdot 10^{30}$ кг) и подставим в формулу, получим полную мощность излучения ЧД массой в 2.5 солнечных около $1.4\cdot 10^{-29}$ Вт.

Мощность реликтового излучения я нашёл вот здесь: http://cosmologiya.narod.ru/scott/email_gen.html:
Цитата:
существует около 400 реликтовых фотонов на кубический сантиметр Вселенной, все они движутся со скоростью света, и создают поток в $3.14 \cdot 10^{-6}\,\text{Вт}/\text{м}^2$.

Умножив на площадь горизонта ЧД (утащил с нашего форума), равную $4\pi(2GM/c^2 )^2$, оцениваем мощность реликтового излучения, поглощаемого чёрной дырой, примерно в 2 киловатта, что на 32 порядка больше, чем мощность её же излучения Хокинга.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение22.03.2018, 16:29 
Аватара пользователя


07/02/12
1403
Питер
А планковская масса - это ведь совсем не маленькая величина - аж сотые доли миллиграмма - вполне себе макроскопический объект. При этом, такая дыра будет иметь невероятно малый размер. Если такая дыра сможет оставаться стабильной - будет очень любопытная частица.

Не представляю, смогла бы она вообще что-либо поглощать (и можно ли в нее чем-либо так точно "прицелиться"), но если бы смогла - сразу бы переварила и выплюнула лишнюю массу назад. Причем, судя по характерной температуре, плевалась бы она далеко не только фотонами, но и тяжелыми частицами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Испарение черных дыр
Сообщение22.03.2018, 17:21 
Заслуженный участник


06/07/11
5627
кран.набрать.грамота
p'ero в сообщении #1298864 писал(а):
Простите, мой вопрос касался "на много порядков меньше".
И в чем проблема? Считаем по формуле в Википедии температуру черной дыры, вспоминаем, что излучение абсолютно черного тела пропорционально четвертой степени температуры, вспоминаем, что реликтовое излучение соответствует температуре 2,7 К. Задача для школьников.

p'ero в сообщении #1298864 писал(а):
В каком источнике дан расчет, на сколько конкретно порядков больше поглощение реликтового излучения по сравнению с испарением?
Именно расчет (точнее, результаты расчетов на пальцах), подозреваю, дается только в научно-популярной литературе. Физик, который может прочитать статью Хокинга в научном журнале, не нуждается в таких расчетах, потому что расчет довольно простой, и его можно без труда проделать по заранее написанной формуле.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 11 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, Jnrty, Aer, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group