Có một kích thước tối đa cho một lỗ đen?

Theo như tôi hiểu thì các lỗ đen phát ra bức xạ Hawking và có lẽ là sóng trọng lực , theo thời gian khiến chúng mất khối lượng và cuối cùng bốc hơi sau một khoảng thời gian gần như không thể tưởng tượng được. Tôi cũng đã đọc rằng các lỗ đen cuối cùng gặp khó khăn trong việc tăng kích thước sau một thời điểm nhất định vì lực hấp dẫn làm việc trong đĩa công nhận của lỗ đen cuối cùng có thể bắt đầu đẩy vật chất rơi xuống trước khi nó có thể được hấp thụ.

Mặc dù tôi biết rằng các lỗ đen có thể trở nên khá lớn, điều đó khiến tôi tự hỏi liệu các lỗ đen có kích thước tối đa có thể, nơi chúng sẽ bắt đầu tỏa ra ngay lập tức bất kỳ khối lượng bổ sung nào được thêm vào nó. Hoặc một lỗ đen có thể mở rộng hiệu quả mãi mãi miễn là nguồn cung cấp vật chất lớn hơn ảnh hưởng của bức xạ và phóng ra?

Có hiệu quả giới hạn kích thước cho các lỗ đen?

$M^{-2}$$M^3$

$\dot{M}_{\rm max}\propto M$

Nếu quá trình bồi tụ diễn ra ở giới hạn Eddington thì khối lỗ đen tăng theo cấp số nhân theo thời gian và với thời gian nhân đôi đặc trưng khoảng 50 triệu năm (không phụ thuộc vào khối lượng ban đầu - xem trang Vật lý SE này để biết một số chi tiết toán học).

$10^{80}$

$10^{10}$$10^{12}$

Tương lai là đầu cơ. Nếu tốc độ mở rộng vũ trụ tiếp tục tăng tốc, thì các vụ sáp nhập thiên hà sẽ ngày càng trở nên không phổ biến và cơ hội phát triển lỗ đen tiếp theo sẽ bị hạn chế.

Có một kích thước tối đa cho một lỗ đen?

Không.

Theo như tôi hiểu thì lỗ đen tỏa ra bức xạ Hawking

Đó là những gì mọi người nói, nhưng chúng tôi không có bằng chứng thực tế về bức xạ Hawking. Tuy nhiên, ngay cả khi Hawking đã đúng 100%, như Rob nói, bức xạ Hawking ngày càng ít ảnh hưởng hơn khi lỗ đen ngày càng lớn hơn.

và có lẽ sóng trọng lực

Một lỗ đen tự nó sẽ không phát ra bất kỳ.

theo thời gian khiến chúng mất khối lượng và cuối cùng bốc hơi sau những khoảng thời gian gần như không thể tưởng tượng nổi.

Không có bằng chứng khoa học nào cho thấy một lỗ đen sẽ biến mất. Tuy nhiên, có bằng chứng khoa học cho thấy lỗ đen tồn tại. Chắc chắn có một cái gì đó rất nhỏ và rất lớn ở trung tâm thiên hà của chúng ta :

Tôi cũng đã đọc rằng các lỗ đen cuối cùng gặp khó khăn trong việc tăng kích thước sau một thời điểm nhất định vì lực hấp dẫn làm việc trong đĩa công nhận lỗ đen cuối cùng có thể bắt đầu đẩy vật chất rơi xuống trước khi nó có thể được hấp thụ.

Vâng, lỗ đen được cho là "nghẹt thở" nếu chúng cố gắng ăn nhiều cùng một lúc. Xem bài viết về thế giới vật lý Siêu lỗ đen đấu tranh để nuốt Ngân hà . Có những vấn đề khác liên quan đến những kẻ ăn cắp tia gamma có nghĩa là lỗ đen là những kẻ ăn uống bừa bộn, nhưng chúng vẫn "ăn" như vậy.

Mặc dù tôi biết rằng các lỗ đen có thể trở nên khá lớn, điều đó khiến tôi tự hỏi liệu các lỗ đen có kích thước tối đa có thể, nơi chúng sẽ bắt đầu tỏa ra ngay lập tức bất kỳ khối lượng bổ sung nào được thêm vào nó. Hoặc một lỗ đen có thể mở rộng hiệu quả mãi mãi miễn là nguồn cung cấp vật chất lớn hơn ảnh hưởng của bức xạ và phóng ra?

Đó là cái sau. Hãy tưởng tượng bạn đang ở gần một hố đen siêu lớn. Nó lớn đến mức bất kỳ bức xạ Hawking nào cũng không đáng kể. Nó không có đĩa bồi tụ vì nó ăn mọi thứ hoặc thổi bay nó đi. Chuyện gì xảy ra tiếp theo? Bạn rơi vào. Vì vậy, lỗ đen ngày càng lớn.

Có hiệu quả giới hạn kích thước cho các lỗ đen?

Không. Nếu có, và lỗ đen trong kịch bản trên đã chạm tới nó, bạn sẽ không rơi vào.

Không có kích thước lý thuyết tối đa ngắn bằng kích thước của vũ trụ. Nhưng trong tự nhiên không có cách nào mà Hố đen lớn có thể hình thành.

Thú vị hơn, có lẽ, là các BH hình thành một cách tự nhiên. Các BH tự nhiên lớn nhất mà chúng ta biết về các BH siêu lớn trong các trung tâm thiên hà. Có một mối quan hệ rất thú vị mà chúng tôi đã quan sát thấy: Khối lượng BH thiên hà không bao giờ nhiều hơn khoảng 0,001 khối lượng của khối phồng trung tâm của thiên hà nhà họ .

Chúng tôi không hiểu - tuy nhiên - trong bất kỳ chi tiết nào tại sao lại như vậy, nhưng người ta nghi ngờ mạnh mẽ rằng một thiên hà phình ra một BH trung tâm của nó phát triển cùng một lúc và cũng ngừng phát triển cùng nhau. Công việc mô hình hóa đã được thực hiện khiến điều này trở nên hợp lý, nhưng theo tôi biết không ai có một lý thuyết hoàn toàn thỏa đáng giải thích nguồn gốc và sự phát triển của họ.

Các BH siêu lớn đôi khi hợp nhất sau khi các thiên hà chủ của chúng hợp nhất, mặc dù trong hầu hết các trường hợp có lẽ không có đủ thời gian để điều đó xảy ra. (Chúng ta biết các thiên hà có nhiều SMBH trong đó.)

Đặt tất cả những thứ này lại với nhau, các BH lớn nhất được tìm thấy trong tự nhiên sẽ nhiều hơn 0,001 lần khối lượng của các phình thiên hà lớn nhất và sẽ được hình thành khi một số thiên hà đặc biệt lớn hợp nhất và SMBH của chúng cuối cùng cũng hợp nhất.