Tuổi của một lỗ đen

Có cách nào để xác định tuổi của lỗ đen. Giả sử 100 tỷ năm kể từ bây giờ, nếu hai lỗ đen có cùng khối lượng chính xác (giả sử 30 M☉). Một trong số chúng hình thành 10 tỷ năm kể từ bây giờ và khác hình thành 20 tỷ năm kể từ bây giờ. Tại t = t0 + 100 tỷ năm, nhìn lại quá khứ, chúng ta có thể dự đoán những lỗ đen này bao nhiêu tuổi không? Là tốc độ tiêu tán của bức xạ Hawking có khác nhau đối với họ không?

Từ việc nhìn vào Hố đen một mình, không có khả năng xác định tuổi của nó. Trạng thái của Hố đen được xác định đầy đủ bởi một vài biến số cơ bản (khối lượng, động lượng góc và điện tích). Đây là tuyên bố của dictum nổi tiếng Một lỗ đen không có tóc. Bức xạ Hawking đặc biệt chỉ phụ thuộc vào các biến này.

Bạn có thể xác định tuổi của lỗ đen bằng các biện pháp gián tiếp (ví dụ: bằng cách nhìn vào môi trường xung quanh và xem nó được làm sạch bao nhiêu từ vật chất).

Không, bạn không thể nói bất cứ điều gì về tuổi của họ và vâng, bức xạ Hawking của họ khác ... không phải là bạn có thể phát hiện ra sự khác biệt. Chi tiết hơn:

Nếu hai lỗ đen của bạn bắt đầu có khối lượng giống hệt nhau, nhưng vào những thời điểm khác nhau, lỗ nhỏ hơn sẽ mất ít khối lượng hơn so với bức xạ Hawking khác, với chênh lệch tuổi tác chỉ 10 tỷ năm, chênh lệch khối lượng sẽ không thể đo lường được (với công nghệ hiện tại) .

Nếu tại một thời điểm nào đó trong tương lai xa có thể gặp phải hai BH có khối lượng khác nhau, thì người ta không thể nói chung là họ đã được sinh ra cùng một lúc với các khối lượng khác nhau hay tại các thời điểm khác nhau có cùng khối lượng.

Cường độ của bức xạ Hawking phụ thuộc vào nhiệt độ của lỗ đen và khi BH bốc hơi, nó nóng lên một cách hiệu quả, và khi nó nóng lên, nó phát ra càng nhiều bức xạ Hawking dẫn đến vụ nổ cuối cùng trước khi bất cứ điều gì xảy ra ngay khi kết thúc.

Vì vậy, cũng đúng là lỗ đen cũ hơn, đã mất khối lượng lớn hơn, sẽ ở nhiệt độ cao hơn một chút (nhưng không thể đo lường được).

Tuy nhiên, cho đến nay, tôi đã bỏ qua nhiệt độ của nền vi sóng vũ trụ. Đó là khoảng 2,7 Kelvin và cho đến khi sự giãn nở của vũ trụ hạ thấp nó xuống dưới lỗ đen, lỗ đen thực sự sẽ hấp thụ nhiều năng lượng từ CMB hơn là nó phát ra qua bức xạ Hawking và thực sự sẽ tăng lên (vô cùng) khối lượng.

Đây là lý do tại sao phải mất 10 ^ 100 năm để tất cả các lỗ đen bốc hơi, so với khoảng thời gian 100 tỷ năm danh nghĩa của bạn là một giọt nước trong đại dương (vũ trụ).