Về mặt lý thuyết, chúng ta có thể quay lỗ đen mạnh đến mức nó sẽ bị phá vỡ bởi lực ly tâm không?

26

Tôi không thể tưởng tượng các lực liên quan đến cuộc sống của lỗ đen. Vì vậy, xin vui lòng, giúp tôi tìm hiểu, nếu có thể hoặc không phá hủy lỗ đen theo cách cụ thể này.

black-hole

— Pavel Voronin
nguồn

Tôi không chắc chắn, nhưng tôi nghĩ rằng để tăng độ xoáy của nó một cách hiệu quả, bạn cần phải ném đồ vào nó, và nếu bạn làm thế, bạn cũng sẽ tăng khối lượng của nó; trong giới hạn trường mạnh của GR, sự tăng khối lượng tương ứng ngăn chặn lực ly tâm phá vỡ nó. Tốt nhất, nó trở thành một lỗ đen Kerr với 'a' không có triệu chứng gần bằng 1. Đối với các lỗ đen, trọng lực luôn chiến thắng! (nếu bạn muốn vặn nó lên mà không ném đồ đạc, bạn sẽ phải ở khá xa và nó sẽ không hiệu quả lắm)

— chris

23

Về mặt lý thuyết, chúng ta có thể quay lỗ đen mạnh đến mức nó sẽ bị phá vỡ bởi lực ly tâm không?

Đối với lỗ đen Kerr-Newman (quay, tích điện, cô lập) có khối lượng , động lượng góc và điện tích , diện tích bề mặt của chân trời sự kiện được cho bởi nơi . Một lỗ đen cực hạn xảy ra khi . Ngoài ra, nếu lỗ đen thậm chí còn quá mức hoặc quá tải, thì đó là một không thời gian Kerr-Newman "quá mức", mà thực sự sẽ không phải là một lỗ đen, mà là một điểm kỳ dị trần trụi. $M$ $J$ $Q$

Một = = số 8 M [M^{2} + (M^{2} - {một}^{2} - Q^{2})^{1 / 2} - Q^{2} / 2],

$A = 8M\left[M^2 + (M^2-a^2-Q^2)^{1/2} - Q^2/2\right]\text{,}$

a = J / M

$a = J/M$

M^{2} = a^{2} + Q^{2}

$M^2 = a^2 + Q^2$

Vì vậy, tôi giải thích câu hỏi của bạn là hỏi liệu một lỗ đen có thể được kéo dài đến giới hạn cực hạn và xa hơn nữa, để phá hủy chân trời sự kiện hay không. Rất có khả năng nó không thể được thực hiện.

Wald đã chứng minh vào năm 1974 rằng khi một người ném vật chất vào lỗ đen để cố gắng tăng động lượng góc của nó, càng gần lỗ đen cực hạn, càng khó để tiếp tục quá trình này: một lỗ đen quay nhanh sẽ đẩy lùi vật chất sẽ đưa nó vượt quá giới hạn cực đoan. Có những phương án khác, và mặc dù tôi không biết về bất kỳ bằng chứng hoàn toàn chung nào trong thuyết tương đối cổ điển, sự thất bại liên tục của các sơ đồ như thế này được thúc đẩy mạnh mẽ bởi sự kết nối giữa động lực học lỗ đen và nhiệt động lực học.

Ví dụ: nhiệt độ Hawking của lỗ đen là , trong đó là trọng lực bề mặt của lỗ đen. Do đó, thậm chí đạt đến giới hạn cực hạn tương đương với nhiệt động lực học để làm mát một hệ thống về độ không tuyệt đối. $T_\text{H} = \kappa/2\pi$

κ = = \frac{\sqrt{M^{2} - {một}^{2} - Q^{2}}}{2 M (M + \sqrt{M^{2} - {một}^{2} - Q^{2}}) - Q^{2}}

$\kappa = \frac{\sqrt{M^2-a^2-Q^2}}{2M\left(M+\sqrt{M^2-a^2-Q^2}\right)-Q^2}$

— Stan Liou
nguồn

2

Tôi không có tất cả toán học trên đỉnh đầu, nhưng từ sự hiểu biết khái niệm của tôi, điều đó là không thể.

Lỗ đen có lực hấp dẫn đủ lớn mà thậm chí ánh sáng không thể thoát ra ngay cả ngoài "bề mặt" (đó là nếu lỗ đen có khối lượng đủ thấp mà nó vẫn có bề mặt và không bị sụp xuống một điểm kỳ dị). Điều đó có nghĩa là nó sẽ phải quay đủ nhanh để bề mặt chuyển động nhanh hơn đáng kể so với tốc độ ánh sáng để có đủ động lượng tuyến tính (thường được gọi là "lực ly tâm" trong khung tham chiếu tròn) để thoát ra, theo lý thuyết tương đối là không thể.

Bức xạ Hawking chỉ có thể vì bức xạ điện từ đang di chuyển rất gần trực giao đến "bề mặt" của lỗ đen và ánh sáng chỉ có thể bị "bẻ cong" bởi trọng lực, nó không thể bị dừng lại.

— người dùng1738
nguồn

2

Có một số vấn đề khái niệm với câu trả lời này. Nó gợi ý rằng "bề mặt" là một cái gì đó khác với chân trời sự kiện - vậy thì nó là gì? Nó cho thấy rằng bức xạ Hawking bị giới hạn ở bức xạ không khối lượng như điện từ - không đúng. Nó gợi ý rằng các lỗ đen không thể dừng ánh sáng - đường chân trời là một bề mặt giống như ánh sáng làm điều đó.

— Stan Liou

1

Các lỗ đen có thể bay hơi thông qua một quá trình lượng tử được gọi là Bức xạ Hawking và đó là nó.

— Jeremy
nguồn

0

Theo như chúng tôi biết, không có gì có thể ngăn chặn một lỗ đen. Để khái niệm này có ý nghĩa, trước tiên bạn phải nhìn vào những gì hiện được biết về các lỗ đen . Một khi bạn đã nắm bắt được nó, thì bạn sẽ thấy rằng do sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về Vũ trụ, chúng ta không thể làm gì với các lỗ đen.

Đúng là Hawking Radiation có thể ảnh hưởng đến một lỗ đen, nhưng điều đó chỉ dành cho các lỗ đen rất nhỏ.

Nhân tiện, trong Vật lý không có lực ly tâm - đây thực sự là một quan niệm sai lầm mà nhiều người mắc phải. Tuy nhiên, có lực hướng tâm .

nhập mô tả hình ảnh ở đây

— Chức năngR
nguồn

2

Liên kết từ chối

— Ilmari Karonen

3

@IlmariKaronen Cảm ơn bạn đã bỏ phiếu, tuy nhiên, bạn có nhận ra rằng phim hoạt hình không chứng minh điều gì đúng không? Có một sự khác biệt giữa lực hướng tâm và ly tâm.

— Chức

2

Công bằng mà nói, phim hoạt hình chỉ ra rằng lực ly tâm là lực quán tính, đó là sự thật. Có thể cho rằng việc giải thích lực quán tính là "không có thực", nhưng tôi không chắc chắn điều gì có liên quan đến câu hỏi này, vì lực hấp dẫn cũng là một lực quán tính.

— Stan Liou

"Câu trả lời" này khá mơ hồ, đưa ra các câu hỏi nghi vấn và không có liên quan thực sự đến truy vấn ban đầu.

— Florin Andrei

0

Hấp dẫn. Quá trình này có thể tác động đến sự hình thành lỗ đen ở nơi đầu tiên. Hãy xem xét một ngôi sao quay bị chết và bắt đầu co lại do lực hấp dẫn. Khi nó co lại, tất cả khối lượng của nó sẽ ngày càng được nén chặt trong bán kính nhỏ hơn. Điều này sẽ có hai hậu quả: 1) lực hấp dẫn làm giảm các phần khác nhau của cơ thể sẽ lớn lên với bán kính bình phương và 2) tốc độ quay của nó sẽ tăng lên do bảo toàn động lượng góc và lực mở rộng, do xoay, sẽ lớn lên với nghịch đảo của bán kính hình khối. Điều này có nghĩa là lực mở rộng sẽ tăng nhanh hơn so với hợp đồng và ít nhất là theo quan điểm của Newton, lực mở rộng sẽ giành chiến thắng. Từ quan điểm này, có vẻ như một ngôi sao đang quay sẽ không bao giờ tạo thành một lỗ đen ...

— mmicoski
nguồn

Bạn có thể thích bài viết này. slate.com/bloss/quora/2014/02/10/ trên

— dùngLTK

-1

Hãy thử làm như sau:

Đánh đồng các lực lượng:

\begin{array}{rcl} F_{c} & = = & \frac{m v^{2}}{R} \\ F_{g} & = = & \frac{G M m}{R^{2}} \\ m v^{2} / R & = = & \frac{G M m}{R^{2}} \\ v^{2} & = = & \frac{G M}{R} \end{array}

$\begin{eqnarray*} F_c &=& \frac{mv^2}R\\ F_g &=& \frac{GMm}{R^2}\\ \newline mv^2/R &=& \frac{GMm}{R^2}\\ v^2 &=& \frac{GM}R \end{eqnarray*}$

$R_s = 2GM/c^2$

\begin{array}{rcl} v^{2} & = = & \frac{G M}{2 G M / c^{2}} \\ v & = = & \sqrt{c^{2} / 2} \\ v & = = & \frac{c}{\sqrt{2}} \\ v & = = & 0, 707 c \end{array}

$\begin{eqnarray*} v^2 &=& \frac{GM}{2GM/c^2}\\ v &=& \sqrt{c^2/2}\\ v &=& \frac{c}{\sqrt2}\\ v &=& 0,707c \end{eqnarray*}$

$0,707c$

Tuy nhiên, khi bán kính mở rộng, vòng quay sẽ chậm lại do bảo toàn động lượng góc ... vì vậy tôi không nghĩ nó sẽ bị xé toạc ... có lẽ trở thành một "lỗ xám"?

Xin hãy tha thứ cho tôi nếu có bất kỳ sai lầm cơ bản nào xảy ra, tôi mới biết tất cả những điều này ...: P

— Matheus Dardenne
nguồn

3

Điều này có vẻ Newton. Bạn đã xem xét độ cong của không thời gian gần Hố đen chưa? Xem thêm "Giải pháp Kerr" cho Lỗ đen.

— Gerald

Tôi thích thuật ngữ "Lỗ xám".

— dùngLTK

Đây là một câu trả lời cũ, nhưng tôi nghĩ tôi sẽ bỏ nó ở đây vì nó giải quyết vận tốc quỹ đạo của các lỗ đen. bạn cần phải có cạnh lý thuyết của lỗ đen ở chân trời sự kiện quay tại C để thoát ra, điều này rõ ràng là không thể. Phys.stackexchange.com/questions/207816/ Mạnh

— userLTK