Черные дыры пожирают ?

[Андрей АK]

Кто мне может объяснить?
Как это вообще возможно?

Неоднократно встречал статьи , что мол по неким современным теориям "черные дыры притягивают звезды и пожирают их".
Ещё встречал статьи типа "обнаружены звезды, пожирающие собственные планеты" (не хочу сейчас искать эти статьи в новостях, но если надо можно найти).

Как это согласуется с законом сохранения момента импульса?

Ведь поглотив звезду, любая черная дыра должна поглотить и её момент импульса, а поскольку плечо рычага при этом уменьшается в миллионы раз ... то поглощенный момент должен сказаться увеличением скорости вращения черной дыры.

Да её должно разорвать центробежными силами - никакое супер гравитационное поле не спасет.

И вообще, чтоб чему-то (звезде, облаку пыли) сжаться ещё больше им необходимо избавиться от лишнего момента импульса - т.е. выбросить вещество , но никак не поглотить.

То ли все эти теории про черные дыры разрабатывают двоешники ... то ли я чего-то не понимаю.

Тут есть какая-то тайна?

Может закон сохранения момента импульса перестаёт работать в релятивистской геометрии?

Или ещё что?

[myhand]

Андрей АK в сообщении #324952 писал(а):

То ли все эти теории про черные дыры разрабатывают двоешники ... то ли я чего-то не понимаю.

2-e.

Андрей АK в сообщении #324952 писал(а):

Тут есть какая-то тайна?

"Не читайте на ночь бульварной прессы". Более вроде нету. Если интересуетесь эффектами общей теории относительности (ОТО) - начинайте с научно-популярных книжек. Хокинг (у него куча книжек), Вайнберг (наверное, "Первые три минуты") - может из форумчан что еще подскажут, мне к сожалению хороший научпоп по ОТО на ум не приходит. Есть еще хорошая (очень старая) книжка Борн "Эйнштейновская теория относительности" (там и элементы ОТО рассматриваются).

Андрей АK в сообщении #324952 писал(а):

Может закон сохранения момента импульса перестаёт работать в релятивистской геометрии?

Работает вполне. Если черная дыра (ЧД) затягивает материю с ненулевым моментом импульса - он сохраняется и момент импульса ЧД может быть из-за этого ненулевым (решение Керра). Кстати, момент импульса ($J$) и масса ($M$) ЧД в таком решении не могут быть произвольными: $J^2 \le M^2$ (в натуральных единицах).

[Андрей АK]

myhand в сообщении #324966 писал(а):

Работает вполне. Если черная дыра (ЧД) затягивает материю с ненулевым моментом импульса - он сохраняется и момент импульса ЧД может быть из-за этого ненулевым (решение Керра). Кстати, момент импульса ($J$) и масса ($M$) ЧД в таком решении не могут быть произвольными: $J^2 \le M^2$ (в натуральных единицах).

А на вопрос вы тем не менее не ответили.
За счет чего звезда может вообще притянуться к черной дыре? (а не облететь её по гиперболе)
Куда при этом исчезнет её момент импульса?
Куда любой "гравитационный пожиратель материи" складирует лишний момент импульса?
(Это если учесть что он и без того должен быть критическим)

[myhand]

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

А на вопрос вы тем не менее не ответили.
За счет чего звезда может вообще притянуться к черной дыре? (а не облететь её по гиперболе)

Из-за того, такие решения есть. Я могу предположить, что Вы "привыкли" из школьного курса или институтского - считать, что в гравитационном поле возможны только три типа решения задачи двух тел (парабола, гипербола и эллипс). Для ньютоновского потенциала это так. Но возьмите какой-нибудь другой вид потенциальной энергии $\propto 1/r^{1 + \alpha}$, $\alpha\ne 0$ - эта радужная картинка изменится. Вот в ОТО это тоже не так: частица, прилетевшая из бесконечности, может быть захвачена ЧД.

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

Куда при этом исчезнет её момент импульса?
Куда любой "гравитационный пожиратель материи" складирует лишний момент импульса?

Как куда изчезнет - сохранится. Момент импульса системы частица + ЧД - сохраняется. Если частица поглощена ЧД - характеристики ЧД изменятся, т.е. изменится масса, момент импульса, заряд... В соответствии с законами сохранения момента импульса, энергии, заряда...

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

(Это если учесть что он и без того должен быть критическим)

Кому должен и почему? Вовсе нет.

N.B.: Поскольку Вы явно начитались саг из желтой прессы про "гравитационные пожиратели материи" - может имеет смысл продолжить дискуссию, после более адекватного ознакомления с предметом с Вашей стороны? Уверен, что форумчане добавят к списку хорошие научно-популярные книжки.

[PapaKarlo]

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

За счет чего звезда может вообще притянуться к черной дыре? (а не облететь её по гиперболе)

За счет сил гравитационного притяжения. Или по-другому - звезда движется по геодезической (т.е. свободно движется), которая "упирается" в ЧД. Посмотрите, например, Новиков, Фролов "Физика черных дыр", §2.8 "Небесная механика в поле тяготения черной дыры". Не при любых условиях звезда будет поглощена ЧД, может и "сбежать". Не так страшны ЧД, как их малюют.

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

Куда при этом исчезнет её момент импульса?

Никуда не исчезнет. Посмотрите там же, §4.5 "Небесная механика вращающейся черной дыры".

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

Куда любой "гравитационный пожиратель материи" складирует лишний момент импульса?

Туда же, куда и обычный. К тому же, он не лишний - в хозяйстве все пригодится.

Вот летит метеорит, обладает моментом импульса. Вот упал на Землю. Куда делся момент импульса?

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

(Это если учесть что он и без того должен быть критическим)

Почему должен? Вовсе не должен.

(Оффтоп)

P.S. myhand опередил, а изложение почти теми же словами.

[whiterussian]

Андрей АK,
Вам сюда:
http://imagine.gsfc.nasa.gov/Videos/BHcompare.mov
http://imagine.gsfc.nasa.gov/Videos/BlkHoleIntro.mov

Галлактические джеты - именно то, что вы ищите... Фоторгафии нужны?
http://hubblesite.org/newscenter/archiv ... large_web/
http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/imag ... ge_web.jpg

[Васятка]

Андрей АK в сообщении #324952 писал(а):

Как это вообще возможно?

Неоднократно встречал статьи , что мол по неким современным теориям "черные дыры притягивают звезды и пожирают их".

Ведь поглотив звезду, любая черная дыра должна поглотить и её момент импульса, а поскольку плечо рычага при этом уменьшается в миллионы раз ... то поглощенный момент должен сказаться увеличением скорости вращения черной дыры.

Андрей, Вы рассматриваете нашу Вселенную, как замкнутую систему, а она является открытой системой, она связана с подобными и не очень вселенными различными энергетическими каналами. Один из таких каналов начинается той самой чёрной дырой. По этому каналу из нашей Вселенной вещество и иная энергия перекачивается в иные вселенные.
Вот если бы всё оставалось внутри системы, тогда возникал бы вопрос о сохранении импульса, а так эффект унитаза, была звезда, да волной смыло.

[whiterussian]

Васятка
Good one!

[lel0lel]

Васятка в сообщении #325034 писал(а):

Андрей, Вы рассматриваете нашу Вселенную, как замкнутую систему, а она является открытой системой, она связана с подобными и не очень вселенными различными энергетическими каналами. Один из таких каналов начинается той самой чёрной дырой. По этому каналу из нашей Вселенной вещество и иная энергия перекачивается в иные вселенные.
Вот если бы всё оставалось внутри системы, тогда возникал бы вопрос о сохранении импульса, а так эффект унитаза, была звезда, да волной смыло.

Это отличный ответ, особенно понравилось почему-то про унитаз. Интересно, откуда же такие несомненные убеждения? Как-то ваши рассуждения плохо вяжутся с вашей подписью.
А вообще должен признать, что являюсь в этом вопросе скептиком. Можете считать меня невеждой, но моё мнение, что "чёрных дыр" в том смысле, в котором они употребляются в ОТО не существует, к тому же я в этом мнении далеко не одинок. Поэтому рассуждать, что же происходит после падения тел на дыру, придумывать различные теории испарения ЧД просто бессмысленно, так как в уравнениях сингулярность и никакие разумные решения получены быть не могут. Но с тем, что вопрос пока остаётся открытым, я согласен.

[Ринат]

Однозначно, БиБиСи - "Сверхмассивные черные дыры". =)

[Васятка]

(Оффтоп)

Я конечно понимаю, что Эйнштейн гений, но и гениям открывается не всё, а тем более в тех областях знаний, обладание которыми может нарушить стабильность бытия мира. Думаю, что ОТО и СТО безусловно мощные разработки мужского ума Альберта основанного на набросках дамской интуиции его первой жены. Но к сожалению эти теории искажённо отражают действительность, но верное отражение дало бы людям слишком большую мощь в неразумные руки, куда круче ядерного оружия, что крайне опасно. Так что искажение действительности в этих теориях является защитным механизмом, спасающими нас и мир в целом от наших же неразумных действий.
А относительно сознания и интуиции Декарт был не совсем прав, это так к слову.

[lel0lel]

Васятка в сообщении #325072 писал(а):

А относительно сознания и интуиции Декарт был не совсем прав, это так к слову.

Ну хорошо, обменялись комментариями по этому вопросу и будет.

Вы пожалуйста скажите, откуда у вас такая информация? Ведь очевидно, откуда растут ноги и "унитаза", и

Васятка в сообщении #325072 писал(а):

мощных разработок мужского ума Альберта основанного на набросках дамской интуиции его первой жены

Не запрещено читать или смотреть, то что вам интересно, но не нужно выдавать это за действительность, покуда не приведены достаточные основания.

[Андрей АK]

myhand в сообщении #324994 писал(а):

Но возьмите какой-нибудь другой вид потенциальной энергии $\propto 1/r^{1 + \alpha}$, $\alpha\ne 0$ - эта радужная картинка изменится. Вот в ОТО это тоже не так: частица, прилетевшая из бесконечности, может быть захвачена ЧД.

Т.е. сила гравитации черной дыры уже не обратно пропорционален квадрату расстояния (а больше)?
Тогда понятно - вот это я и хотел услышать.

myhand в сообщении #324994 писал(а):

Андрей АK в сообщении #324984 писал(а):

(Это если учесть что он и без того должен быть критическим)

Кому должен и почему? Вовсе нет.

Я исхожу из того, что единственной силой способной остановить "бесконтрольное" гравитационное сжатие в точку - это момент импульса.
Т.е. поскольку пока сила гравитации не придет в равновесие с центробежными силами, радиус черной дыры будет беспрепятственно уменьшаться.
И только достигнув равновесия, сжатие остановится.
Но это я считал, что центробежные силы сильнее гравитационных.

Поскольку момент равен импульсу умножить на радиус, то импульс частицы (перпендикулярный радиусу) возрастает пропорционально радиусу (поскольку момент импульса - константа)
И кроме того, центробежная сила равна импульсу тела умножить на его скорость и делить на радиус.
Т.е. центробежная сила пропорциональна скорости тела делить на квадрат радиуса, а скорость ещё возрастает при уменьшении радиуса орбиты.
Итого центробежная сила возрастает сильнее чем гравитационная и никакая другая сила, убывающая слабее, чем квадрат расстояния не сможет пересилить центробежной силы, которая возрастает ещё сильнее.
Но поскольку у черных дыр (как вы сказали) потенциал гравитационного поля сильнее Ньютоновского, тогда у меня вопросов больше нет.

[PapaKarlo]

Андрей АK в сообщении #325105 писал(а):

Т.е. сила гравитации черной дыры уже не обратно пропорционален квадрату расстояния (а больше)?

Обратная пропорциональность квадрату расстояния - это т.н. ньютоновский предел, справедливый для слабых гравитационных полей. ЧД - это в определенном смысле антипод, гравитационное поле очень сильное.

Андрей АK в сообщении #325105 писал(а):

Но это я считал, что центробежные силы сильнее гравитационных.

Нет, это одно и то же.

Андрей АK в сообщении #324952 писал(а):

Может закон сохранения момента импульса перестаёт работать в релятивистской геометрии?

Нет, просто "релятивистская" геометрия сильно отличается от евклидовой, с которой мы привыкли иметь дело со школы, в том числе и в школьной физике. Поэтому частный случай выражения для привычных в классической физике величин оказывается неработающим в ОТО, тем более в случае сильных гравитационных полей.

lel0lel в сообщении #325046 писал(а):

А вообще должен признать, что являюсь в этом вопросе скептиком. Можете считать меня невеждой, но моё мнение, что "чёрных дыр" в том смысле, в котором они употребляются в ОТО не существует, к тому же я в этом мнении далеко не одинок. Поэтому рассуждать, что же происходит после падения тел на дыру, придумывать различные теории испарения ЧД просто бессмысленно, так как в уравнениях сингулярность и никакие разумные решения получены быть не могут. Но с тем, что вопрос пока остаётся открытым, я согласен.

lel0lel, судя по Вашим сообщениям, считать Вас невеждой было бы странно.

Но я никак не могу понять Вашей позиции в обсуждении (не в отношении к ЧД - здесь Вы высказались вполне определенно; впрочем, см. ниже). Аналогичный случай был в другой теме. Поясню свое недоумение: обсуждаются вопросы теории. Например, Андрей АK задал вопрос о том, не противоречат ли закону сохранения момента импульса выводы ОТО о коллапсе больших масс. Речь о наличии/отсутствии противоречий в теории, а не в опытном подтверждении существования ЧД. В конце концов, рассуждаем же мы о механике материальной точки, о гармонических колебаниях и прочих идеализациях (однако я вовсе не хочу этим сказать, что считаю ЧД абстракцией, речь не об этом). То, что в реальности их не существует, не вызывает ли у Вас аналогичного скептицизма? Не будете же Вы говорить о бессмысленности этих разделов теории?

И все же вопрос о "существовании ЧД в том смысле, в котором они употребляются в ОТО" - Вы считаете выводы ОТО о возможности коллапса ошибочными? Или нереализующимися в природе?

[lel0lel]

PapaKarlo в сообщении #325108 писал(а):

И все же вопрос о "существовании ЧД в том смысле, в котором они употребляются в ОТО" - Вы считаете выводы ОТО о возможности коллапса ошибочными? Или нереализующимися в природе?

Не считаю ошибочными, а коллапс и подавно. И пока вещество не сколлапсировало под сферу Шварцшильда или элипсоид, в случае ненулевого момента, все законы сохранения замечательно работают. Это всё область относительно не очень сильных полей, в этом случае мы можем с успехом пользоваться ОТО. Но что касается коллапса дальнейшего, то тут возникает целый ряд вопросов, поскольку дальнейшее сжатие вещества за конечное время достигнет центра сферы, т.е. сингулярности, ну или локализации с линейными размерами порядка планковской длины, то здесь использовать существующую физику мы не можем, поскольку нельзя сказать что либо конкретное о бесконечных силах и бесконечных плотностях. Тем самым, и вопрос топикстартёра тоже следует оставить без ответа. На уровне интуиции можно заметить, что если бы существовала некая сила, которая препятствовала бы переходу через сферу Шварцшильда, то всё было бы спасено. Для нас такие объекты были бы схожи с теми "чёрными дырами", которые обнаружены в многочисленных астрономических исследованиях. Что же касается силы, которая предотвращает бесконечное сжатие, то, к сожалению, здесь существует несколько ответов, а выбрать какой-то окончательный можно лишь экспериментально. Уравнения Эйнштейна существенно нелинейны, и любая малая добавка к левой части, в области сильных полей, исключает чёрные дыры. Ясно, что эта добавка будет существенна лишь в очень больших гравитационных полях, и её проявление, к примеру, в расчёте смещения перигелия будет пренебрежимо мало. Во многих альтернативных теориях гравитации чёрных дыр нет (например РТГ), но я здесь согласен, что это ещё не является основанием для замены предшествующей теории, а эксперимент, будь то косвенный или же прямой)), думается, будет поставлен ещё не скоро, если вообще будет поставлен.