ЧД заместо Луны

[Sergey K]

Вот тут рассмотрен этот забавный вопрос.

https://chtoes.li/black-hole-moon/

И встает другой: а есть ли оценки вероятности нахождения ЧД в зависимости от ее массы? В ходе каких процессов может образоваться ЧД массой с луну-титан-меркурий?

Возможно ли существование солнечной системы, в которой спутник какой-либо планеты будет мини-ЧД?

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Астрономия»
Причина переноса: не указана.

[RUSGR]

Sergey K в сообщении #984035 писал(а):

Вот тут рассмотрен этот забавный вопрос.

https://chtoes.li/black-hole-moon/

И встает другой: а есть ли оценки вероятности нахождения ЧД в зависимости от ее массы? В ходе каких процессов может образоваться ЧД массой с луну-титан-меркурий?

Возможно ли существование солнечной системы, в которой спутник какой-либо планеты будет мини-ЧД?

Если в солнечной системе будет какой-либо объект типа ЧД, то она не то чтобы будет спутником планеты, а просто скушает всю эту систему к чертям!

[Munin]

Sergey K в сообщении #984035 писал(а):

И встает другой: а есть ли оценки вероятности нахождения ЧД в зависимости от ее массы? В ходе каких процессов может образоваться ЧД массой с луну-титан-меркурий?

Тут вот какое дело. Не существует какого-то одного способа образования ЧД. Есть несколько механизмов (некоторые из них весьма уверенные, некоторые - очень гипотетические). Каждый механизм придумывался в своё время для того, чтобы "образовать" ЧД определённого диапазона масс.

Самый мэйнстримный механизм образования ЧД - это в итоге звёздной эволюции: массивная звезда ГП - гигант - коллапс и ЧД. Либо какой-то схожий сценарий в тесной двойной системе: при этом возможны варианты типа НЗ + дополнительная масса -> ЧД. Этот вариант даёт ЧД не ниже предела Оппенгеймера-Волкова. Это примерно $2\text{--}3\,M_\odot.$ Вероятности здесь оценивать очень сложно, поскольку они завязаны на другие вероятности: вероятности образования звёзд разных масс (начальная функция масс), и двойных систем с разными параметрами; вероятности различных сценариев эволюции двойной системы; вероятности коллапсов по различным сценариям - все они высокогипотетические, и некоторые вообще неизвестны даже с точностью до порядка, остаются только на уровне "рукомахательства".

Кроме этого, есть сверхмассивные галактические ЧД. Чтобы их "создать", нужно придумать механизм их возникновения. Эта область известна и понятна намного хуже, чем коллапсы звёзд: хотя в общих чертах ясно, что нужно взять большое количество газа, и сжать его, но как его взять и сжать - эти вопросы упираются в понимание эволюции галактик, да ещё на самых ранних этапах, в понимание межзвёздного (внутригалактического) газа в эпоху первых звёзд или даже до них, - то есть, в очень плохо понятные и сильногипотетические области. Кроме того, считается, что сверхмассивная ЧД не просто возникала, а ещё и поглощала много газа после рождения, "росла и толстела" - и это тоже упирается в кучу неизвестностей. Что тут можно сказать о вероятностях? Да почти ничего.

И это самые хорошо продуманные механизмы, поскольку они нужны астрофизике. Все остальные - вилами по воде, потому что реальных таких объектов мы не видели, и не известно, нужно ли их вообще объяснять.
- Возможны ЧД, сжатые в плотных флуктуациях газа ещё на ранних стадиях Большого Взрыва - первичные ЧД (primordial black holes). Во второй половине 20 века их пытались оценивать как кандидат на недостающую тёмную массу, но оценки оказались слишком низки. Вот такие ЧД могут быть легче $M_\odot.$
- Возможны ЧД "промежуточные" между звёздными и сверхмассивными галактическими. Не исключено, что они образуются в ядрах шаровых звёздных скоплений - промежуточных по масштабу структур между звёздами и галактиками.

Тж. см. ниже.

Sergey K в сообщении #984035 писал(а):

Возможно ли существование солнечной системы, в которой спутник какой-либо планеты будет мини-ЧД?

В общем, получается так, что гораздо вероятнее, чтобы ЧД замещала звезду, или одну из нескольких кратных звёзд, а не планету или спутник. Из вот этого вот:

Munin в сообщении #974553 писал(а):

Достаточно взять размер области побольше. Например, для обычного вещества известны такие оценки: при заданной плотности $\rho$ масса в шаровом объёме радиуса $R$ равна $\dfrac{4}{3}\pi\rho R^3,$ а гравитационный радиус для этой массы - $r_g=\dfrac{GM}{c^2}=\dfrac{4}{3}\dfrac{\pi G\rho R^3}{c^2}.$ Таким образом, он растёт как куб от радиуса шара, и для любой фиксированной плотности - рано или поздно обгоняет его. То есть, для вещества любой плотности есть такой размер (статического) шара из этого вещества, который сколлапсирует в чёрную дыру. Для звёздных масс необходима высокая плотность, выше плотности нейтронных звёзд; для галактических сверхмассивных чёрных дыр достаточно просто сжатого галактического газа.

вытекает, что чем меньше масса ЧД, тем её создать труднее - сильнее надо сжать вещество: $\rho_\text{крит}\sim 1/M^2.$ Так что на ЧД малых масс, ниже предела Оппенгеймера-Волкова, практически нет надежд: этот предел соответствует ядерной плотности вещества, а плотнее вещество можно сжать только в ускорителях.

-- 01.03.2015 13:24:29 --

RUSGR в сообщении #984085 писал(а):

Если в солнечной системе будет какой-либо объект типа ЧД, то она не то чтобы будет спутником планеты, а просто скушает всю эту систему к чертям!

Это бред из серии ненаучных страшилок. Такому бреду не место на научном форуме.

[Sergey K]

Цитата:

И это самые хорошо продуманные механизмы, поскольку они нужны астрофизике. Все остальные - вилами по воде, потому что реальных таких объектов мы не видели, и не известно, нужно ли их вообще объяснять.

Спасибо. что-то подобное я и ожидал... а интересно было бы посмотреть как бы выкручивалась средневековая астрономия/религия наблюдая вспышки от аккреции

[Munin]

Вот уж с выкручиванием религия никогда не испытывала трудностей :-) Вспомните, сколько вообще есть интересных явлений (в основном атмосферных): молнии и радуги, болиды, северные сияния, гало. Кометы.

[RUSGR]

Sergey K в сообщении #984213 писал(а):

Цитата:

И это самые хорошо продуманные механизмы, поскольку они нужны астрофизике. Все остальные - вилами по воде, потому что реальных таких объектов мы не видели, и не известно, нужно ли их вообще объяснять.

Спасибо. что-то подобное я и ожидал... а интересно было бы посмотреть как бы выкручивалась средневековая астрономия/религия наблюдая вспышки от аккреции

Лет эдак через 300, современные научные взгляды возможно будут также насмешливы как средневековые.

[Sergey K]

Цитата:

Лет эдак через 300, современные научные взгляды возможно будут также насмешливы как средневековые.

возможно. но они будут оставаться научными. не значит правильными, но собранными в рамках научного метода. а средневековью, это увы, не грозит.

[bondkim137]

Sergey K в сообщении #984583 писал(а):

возможно. но они будут оставаться научными. не значит правильными, но собранными в рамках научного метода. а средневековью, это увы, не грозит.

Тут вопрос в определении научности и средневековья )

Насчет прорыва через 300 лет - есть сомнения, т.к. мощности ускорителей и телескопов с геометрической скоростью, как это было до этого, мы наращивать не можем - и с большой вероятностью ждет нас уныние и масса теоретических фантазий, обреченных никогда не быть проверенными.

-- 07.03.2015, 02:21 --

Munin в сообщении #984086 писал(а):

Это бред из серии ненаучных страшилок. Такому бреду не место на научном форуме.

Это конечно бред, но доля правды в нем есть - во-первых, любая коллизия с другим астрономическим телом приведет к поглощению как минимум, части этого тела и будет значительно более жутким событием, чем просто астрономические коллизии. Во-вторых, вследствие трения о межпланетный газ и гравитационного излучения, коллизии в изолированной гравитацинно связанной системе - это вопрос времени - хотя и невероятно большого.

[Pphantom]

bondkim137 в сообщении #986803 писал(а):

любая коллизия с другим астрономическим телом приведет к поглощению как минимум, части этого тела

Вопрос в том, какой.

bondkim137 в сообщении #986803 писал(а):

и будет значительно более жутким событием, чем просто астрономические коллизии.

А почему, собственно?

bondkim137 в сообщении #986803 писал(а):

это вопрос времени - хотя и невероятно большого.

В частности, превышающего время эволюции Солнца.

Кстати, а зачем Вы называете столкновения "коллизиями"?

[ex-math]

(Оффтоп)

Очевидно, англицизм от collision.

[Pphantom]

(Оффтоп)

ex-math в сообщении #986871 писал(а):

Очевидно, англицизм от collision.

Тогда уж сразу латинизм. Это понятно, вопрос в том, зачем заменять стандартное для русского языка слово (являющееся в данном случае еще и стандартным термином) чем-то другим.

[Munin]

(Оффтоп)

Pphantom в сообщении #986878 писал(а):

Это понятно, вопрос в том, зачем заменять стандартное для русского языка слово (являющееся в данном случае еще и стандартным термином) чем-то другим.

Это может быть ненамеренно, если русский язык не родной.

[bondkim137]

Pphantom в сообщении #986868 писал(а):

bondkim137 в сообщении #986803 писал(а):

и будет значительно более жутким событием, чем просто астрономические коллизии.

А почему, собственно?

Во-первых, при аккреции вещества на черную дыру будет выделяться значительно больше энергии, чем на обычное астрономическое тело, если падение будет не прямым - а прямым оно практически никогда не будет - ЧД очень маленькие, это маловероятно. На практике оно превышает энерговыделение при аккреции на нейтронные звезды, а это больше 10%. При падении метеорита на Землю энерговыделение - сотые процента, 'всего лишь' в несколько раз больше, чем хранит в себе тротил, термоядерные бомбы - около процента. В общем, вспышки будут хорошие, Земле только от них хорошо достанется.

Во-вторых, ничего 'полезного' из в-ва, угодившего в дыру, уже не получится в ближайшие тцать миллиардов миллиардов лет. А осколки обычных тел и поврежденные тела могут снова образовывать мирные и полезные объекты - например, Луну.

Pphantom в сообщении #986868 писал(а):

bondkim137 в сообщении #986803 писал(а):

это вопрос времени - хотя и невероятно большого.

В частности, превышающего время эволюции Солнца.
Кстати, а зачем Вы называете столкновения "коллизиями"?

Я думал, это синонимы Так называют космические столкновения в англоязычной литературе - collisions. От collide - сталкиваться. Собственно, в русском языке, как минимум, прижился Адронный Коллайдер, не слышал, что б его называли Сталкиватель.
Спасибо, что поправили, буду писать столкновения.

[Pphantom]

bondkim137 в сообщении #986940 писал(а):

Во-первых, при аккреции вещества на черную дыру будет выделяться значительно больше энергии, чем на обычное астрономическое тело, если падение будет не прямым - а прямым оно практически никогда не будет - ЧД очень маленькие, это маловероятно. На практике оно превышает энерговыделение при аккреции на нейтронные звезды, а это больше 10%

Да, но Вы забываете про одну мелочь - эддингтоновский предел. Для тела с массой порядка масс крупных спутников планет максимально возможная светимость получится где-то в районе $10^{-3} L_\odot$. Но на самом деле и этого не будет - для аккреции нужен источник вещества, которое не будет облетать ЧД по гиперболе и улетать восвоясии, а в Солнечной системе с этим проблемы.

bondkim137 в сообщении #986940 писал(а):

'всего лишь' в несколько раз больше, чем хранит в себе тротил,

У тротила на несколько порядков меньше.

bondkim137 в сообщении #986940 писал(а):

Так называют космические столкновения в англоязычной литературе - collisions.

Да, но мы-то общаемся на русском языке. Собственно, слово "collision" буквально переводится с английского как "столкновение".