Có giới hạn khối lượng trên hoặc dưới cho các lỗ đen?

Natarajan & Treister (2008) mô tả giới hạn trên thực tế cho khối lượng lỗ đen ở . Tất cả là do sự tương tác của lỗ đen với vật chất gần đó.$\sim 10^{10} M_\odot$

Tuy nhiên, có giới hạn khối lượng trên lý thuyết cho các lỗ đen trong thuyết tương đối rộng không? Cụ thể hơn, có giải pháp nào lưu ý về điều này? Điều này phụ thuộc vào việc lỗ đen được mô tả là vĩnh cửu hay biến đổi theo thời gian, tĩnh hoặc quay, tích điện hoặc không tích điện, v.v.?

Tương tự, có bất kỳ số liệu nào lưu ý về giới hạn khối lượng thấp hơn? Liệu có thể tồn tại một lỗ đen với khối lượng của một electron (tại bất kỳ thời điểm nào, đặt bức xạ Hawking sang một bên)?

Trong Thuyết tương đối rộng cổ điển, các lỗ đen có thể tồn tại ở bất kỳ kích thước (khối lượng) nào mà không có vấn đề gì. Giới hạn trên được cho bởi khối lượng có sẵn của vũ trụ và không có giới hạn thấp hơn về mặt lý thuyết.

Như đã lưu ý trong câu hỏi, các hiệu ứng lượng tử như bức xạ Hawking thiết lập giới hạn thấp hơn trên các lỗ đen ổn định; những cái có khối lượng quá thấp sẽ phân rã nhanh chóng thành bức xạ.

Việc phát hiện ra TON 618 đã tạo ra một loài mới lỗ đen (đã được lấy dấu vân tay của M87 hoặc thậm chí IC1101 lõi): các lỗ đen ultramassive với khối lượng lớn hơn $10^{10}M_\odot$ . Như đã nói trong câu trả lời trước, trong các cài đặt cổ điển, không có giới hạn trên của khối lỗ đen (tôi không chắc chắn nếu bạn có một lý thuyết vượt ra khỏi Thuyết tương đối rộng ngay cả trong các cài đặt cổ điển).

Có thể, một ngày nào đó chúng ta sẽ học được rằng lực hấp dẫn lượng tử nói lên điều gì đó về điều đó. Thật thú vị, bất kỳ lỗ đen siêu lớn, sao, trung gian và siêu cứng có khối lượng lớn hơn nhiều so với khối lượng Planck, khoảng một microgam. Vấn đề là chúng tôi nghĩ rằng lực hấp dẫn lượng tử chỉ áp dụng cho các vật thể RẤT MASSIVE TINY (rất đậm đặc), chứ không chỉ rất lớn. Thật vậy, bất kỳ người nào có khối lượng lớn hơn khối lượng Planck, nhưng nó không "tập trung". Khi bạn tập trung khối lượng ở các vùng rất nhỏ, chúng tôi không biết làm thế nào để xử lý các dao động và biên độ lượng tử ngoại trừ với lý thuyết siêu dây. Một câu hỏi liên quan khác, là nếu bạn có thể có các lỗ đen của bất kỳ DENSITY nào. Một lần nữa, như đã nói, bạn cần xem xét các quá trình lượng tử như bức xạ Hawking, ... Tuy nhiên, có một điểm tinh tế, được gọi là vấn đề transplanckian. Về nguyên tắc, khi các lỗ đen bay hơi, nó càng ngày càng nhỏ hơn, chẳng hạn như ở kích thước nhất định, bước sóng sẽ nhỏ hơn chiều dài Planck. Chúng ta phải mong đợi một lý thuyết dứt khoát về lực hấp dẫn lượng tử trước khi trả lời số phận cuối cùng của các lỗ đen và do đó, vận mệnh của cả hai: lỗ đen và toàn bộ vũ trụ (thậm chí không thời gian có thể di chuyển và trạng thái tạm thời / chuyển tiếp).

$M_0=10M_\odot$$M_f\sim 10^{10}M_\odot$$10^{10}M_\odot$là không ổn định và đẩy vật liệu. Tất nhiên, trong trường hợp không có bất kỳ đối số nào khác, đối số trên KHÔNG cung cấp giới hạn trên về nguyên tắc. Chỉ những cân nhắc khác liên quan đến chuẩn tinh và máy bay phản lực dường như được áp dụng. Nhưng vấn đề là một chủ đề tranh luận sôi nổi trong vật lý thiên văn. Mặt khác, khối lượng lỗ đen tối thiểu (hoặc nhỏ nhất) cũng là một bí ẩn. Trong vĩ mô, chúng ta KHÔNG tìm thấy lỗ đen nhỏ hơn 3-5 khối lượng mặt trời (lỗ đen sao). Tuy nhiên, các lỗ đen nguyên thủy hoặc lỗ microblack có thể tạo ra một số bit của vật chất tối ẩn trong các cụm và các phần khác của thiên hà. Một lần nữa, gợi ý duy nhất là ý tưởng lạm phát, biện pháp thiên văn và giới hạn thử nghiệm (gần đây, người ta đã phân tích xác suất vật chất tối hoàn toàn là hố đen, nhưng một số bằng chứng cho thấy đó không phải là trường hợp: