Испарение черных дыр

[Geronimo]

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.

[wrest]

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.

[worm2]

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.

[arseniiv]

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.

[Theoristos]

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.

[p'ero]

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?

[rockclimber]

p'ero в сообщении #1298823 писал(а):

Не могли бы дать ссылочку на источник?

На какой источник? Источник реликтового излучения?
В Википедии в статье про черные дыры есть раздел про испарение, в нем есть формулы для расчетов и ссылка на оригинальную статью Хокинга.

[p'ero]

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!

[worm2]

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.

[bondkim137]

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.

[rockclimber]

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.