Gdy czarne dziury stają się niestabilne?

Data:

2018-11-24 16:10:10

Przegląd:

631

Ranking:

1Kochać 0Niechęć

Udział:

Gdy czarne dziury stają się niestabilne? Source:

Istnieje kilka sposobów, aby utworzyć czarną dziurę, od upadku jądra supernowej do korespondencji seryjnej gwiazdy neutronowe z upadku ogromnej ilości substancji. Jeśli wziąć dolna granica, czarne dziury mogą mieć 2,5 — 3 masy Słońca, ale na górnym przedziale czarne dziury istnieją one mogą przekraczać masę 10 miliardów słonecznych. Są one zwykle znajdują się w centrach galaktyk. Na ile są stabilne? Jaka czarna dziura zabraknie pierwszej: duża i прожорливая lub mała?

Czy Istnieje krytyczny rozmiar dla stabilności czarnej dziury? Czarna dziura o masie 1012 kilogramów może być stabilny kilka miliardów lat. Ale czarna dziura w zakresie masy 105 może wybuchnąć za chwilę i na pewno nie będzie stabilny. Gdzie jest złoty środek, w którym przepływ materii wynosi promieniowanie Hawkinga?

Stabilność czarnych dziur

Pierwsze od czego trzeba zacząć, to stabilność najniższej czarnej dziury. U każdego innego obiektu we Wszechświecie, астрофизического lub innego, istnieją siły, które go razem przeciwko Wszechświata, który próbuje go złamać. Atom wodoru jest mocną strukturę; jedyny uv foton może zniszczyć jej, ионизировав elektron. Dla zniszczenia jądra atomowego potrzebujesz więcej высокоэнергетическая cząstka w rodzaju kosmicznego promienia, szybkiego protonu lub gamma-promieniowanie fotonów.

Ale u dużych struktur jak planet, gwiazd czy nawet galaktyk, siły grawitacyjne, które powstrzymują ich, są ogromne. Zwykle do zerwania taka мегаструктуры potrzebna albo термоядерная reakcja, albo bardzo silny wpływ grawitacji z zewnątrz — na przykład, od przechodzącej obok gwiazdy czarnej dziury, lub galaktyki.

W przypadku czarnych dziur, jednak wszystko jest nie tak. Masa czarnej dziury, zamiast leżeć na objętości, kurczy się w osobliwość. U невращающейся czarnej dziury, to jeden punkt zero wymiaru. U obracającej się czarnej dziury jest niewiele lepiej: nieskończenie subtelny, одномерное pierścień.

Ponadto, wszystkie materiały z masy-energii w czarnej dziurze znajduje się w pobliżu horyzontu zdarzeń. Czarne dziury — to jedyne obiekty we Wszechświecie, u których istnieje horyzont zdarzeń: granica, łamiąc której nie można powrócić. Tam jest żadny przyspieszenie, a to oznacza, że żadna siła nie jest w stanie wyciągnąć materię, masę lub energię z horyzontu zdarzeń za jego granice.

To może oznaczać, że czarne dziury powstały w jakikolwiek sposób z możliwych, może tylko rosnąć i nigdy nie zostaną zniszczone. I rosną nieubłaganie i nieprzerwanie. Obserwujemy różne zjawiska we Wszechświecie, takie jak:

  • kwazary;
  • блазары;
  • aktywne jądra galaktyk;
  • микроквазары;
  • gwiazdy, nie emituje żadnego światła;
  • rentgenowskie i радиовсплески z galaktycznych wielu;

Które prowadzą nas do czarnej ozonową. Ocenia ich masy, staramy się poznać i fizyczne wymiary ich horyzontów zdarzeń. Wszystko, co spotyka się z nim, przecina go lub nawet obraźliwe, nieuchronnie wpadnie do środka. I następnie, dzięki zachowaniu energii, wzrost i masa czarnej dziury.

Ten proces dzieje się z każdym czarną dziurą, znanej nam. Materiał z innych gwiazd, kosmiczny pył, te ... substancja, gazowe chmury, a nawet promieniowanie i neutrino, pozostałe od Wielkiego Wybuchu — wszystkie wysyłane tam. Każda materia, zderzając się z czarną dziurą, zwiększa jej masę. Wzrost czarnych dziur zależy od gęstości materii i energii, otaczającego czarną dziurę; potwór w centrum naszej Drogi Mlecznej rośnie na prędkości 1 słoneczna masa 3000 lat; czarna dziura w centrum galaktyki Sombrero rośnie na prędkości 1 słoneczna masa do 20 lat.

Im większe i cięższe twoja czarna dziura, średnio, tym szybciej rośnie, w zależności od spotykanego materiału. Z czasem tempo jej wzrostu spowolnienie, ale ponieważ Wszechświat ma tylko około 13,8 mld lat, czarne dziury pięknie rosną.

Z drugiej strony, czarne dziury nie tylko rosną z wiekiem; jest również proces ich parowania: promieniowanie Hawkinga. Wynika to z faktu, że przestrzeń jest silnie zakrzywiona w pobliżu horyzontu zdarzeń, ale prostuje po usunięciu. Jeśli znajdować się w dużej odległości, można zobaczyć niewielkie promieniowanie, испускаемое z krzywej obszarze w pobliżu horyzontu zdarzeń, związanych z tym, że kwantowy próżnia ma różne właściwości w różnych zakrzywionych obszarów przestrzeni.

Rezultatem jest to, że czarne dziury emitują promieniowanie ciała doskonale czarnego (głównie w postaci fotonów) we wszystkich kierunkach wokół siebie, w zakresie przestrzeni, który głównie zawiera około dziesięciu promienia Schwarzschilda w miejscu czarnej dziury. I może się to wydawać dziwne, ale im mniejsza czarna dziura, tym szybciej paruje.

Promieniowanie Hawkinga — bardzo powolny proces, w którym czarna dziura o masie naszego Słońca zniknie za 1064 lat; dziura w centrum naszej Drogi Mlecznej — przez 1087 lat, a najbardziej masywne we Wszechświecie — przez 10100 lat. Aby obliczyć czas odparowania czarnej dziury prosty wzór, trzeba wziąć ramy czasowe naszego Słońca i pomnożyć przez (masa czarnej dziury/masa Słońca)3.

Z czego wynika, że czarna dziura o masie Ziemi będzie żyć 1047 lat; czarna dziura o masie Wielkiej piramidy w Gizie (6 mln ton) — około tysiąca lat; z masą Empire State Building — około miesiąca; z masą zwykłego człowieka — пикосекунду. Im mniejsza masa, tym szybciej paruje czarna dziura.

O Ile nam wiadomo, mogła zawierać czarne dziury nie do pomyślenia w różnych rozmiarach. Gdyby byławypełnione lekkimi czarnymi dziurami — do miliarda ton — wszyscy oni wyparowali do dnia dzisiejszego Nie ma żadnych danych o tym, że istnieją czarne dziury o masie pomiędzy tymi płucami i tych, które rodzą się w procesie fuzji gwiazdy neutronowe — w teorii, mają masę 2,5 słonecznych. Powyżej tych limitów rentgenowskie badania wskazują na istnienie czarnych dziur w przedziale 10-20 mas słońca; LIGO pokazała czarną dziurę od 8 do 62 mas słońca; także znaleźć czarne dziury istnieją one wszędzie we Wszechświecie.

Dzisiaj wszystkie istniejące czarne dziury zyskują materię szybciej, niż tracą na skutek promieniowania Hawkinga. Czarna dziura masy słonecznej traci około 10-28 J energii na sekundę. Ale jeśli wziąć pod uwagę, że:

  • nawet u jednego fotonu relikt promieniowania milion razy więcej energii;
  • 411 takich fotonów na centymetr sześcienny przestrzeni pozostało po Wielkim Wybuchu;
  • poruszają się z prędkością światła, zderzając się 10 bilionów razy na sekundę w każdym centymetr sześcienny;

Nawet izolowany czarna dziura w głębi międzygalaktycznej przestrzeni będzie czekać, aż Wszechświat nie dojrzałą do 1020 lat — miliard razy więcej jej obecnego wieku — zanim szybkość wzrostu czarnej dziury spadnie poniżej tempa promieniowania Hawkinga.

Ale zagrajmy w grę. Załóżmy, że mieszkasz w przestrzeni międzygalaktycznej, z dala od zwykłej materii i ciemnej materii, z dala od wszystkich promieni kosmicznych, gwiezdnej promieniowania i neutrino, i pozostały tylko fotony od Wielkiego Wybuchu, z którym można pogadać. Jak wielki musi być twój czarna dziura, aby szybkość parowania (promieniowanie Hawkinga) i absorpcji fotonów swoją czarną dziurą (wzrost) уравновесили siebie?

Odpowiedź uzyskuje się w okolicy 1023 kg, czyli mniej więcej od masy planety Merkury. Gdyby Merkury był czarną dziurą, byłby полмиллиметра średnicy i odrzucał bym się w odległości około 100 bilionów razy szybciej niż czarna dziura masy słonecznej. Właśnie z taką masą w naszym Wszechświecie czarna dziura pochłaniała tyle samo promieniowania mikrofalowego, ile straciłam w procesie promieniowania Hawkinga.

Ale jeśli potrzebujesz realistyczna czarna dziura, nie można izolować ją od pozostałej materii we Wszechświecie. Czarne dziury, nawet będąc zużytych z galaktyk, jeszcze przelatują przez międzygalaktycznej środę, zderzając się z promieniami kosmicznymi, światłem gwiazd, neutrino, ciemną materią i różnego rodzaju cząstek masywnych i безмассовыми. Kosmiczny kuchenka mikrofalowa tło nie można uniknąć, gdziekolwiek się udacie. Czarne dziury stale pochłaniają materię i energię i rosną w masie i rozmiarach. Tak, są one również emitują energię, ale aby wszystkie istniejące w naszym Wszechświecie czarne dziury zaczęły się rozładowuje się szybciej, niż rosną, musi przejść około 100 квинтиллионов lat.

A na ostateczne odparowanie odejdzie jeszcze więcej.

Czarne dziury przetrwają wszystkich, zgadza się? Powiedz w naszej

Bardziej:

Na Ziemi, w tym roku może spaść stary radziecki sonda do badania Wenus

Na Ziemi, w tym roku może spaść stary radziecki sonda do badania Wenus

Na orbicie ziemi jest bardzo dużo zanieczyszczeń. W większości są to drobne cząstki o wielkości od kilku milimetrów do kilku centymetrów. Zazwyczaj taka mała śmieci do Ziemi zagrożenia nie stanowi. Przedostając się do atmosfery cząstki te szybko spal...

Nowy kosmiczny teleskop NASA będzie 100 razy lepiej

Nowy kosmiczny teleskop NASA będzie 100 razy lepiej "Hubble ' a"

Nowa kosmiczna obserwatorium WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope, "Широкодиапазонный podczerwieni teleskop") aerospace agencji NASA będzie w stanie wykryć do 1400 nowych planet pozasłonecznych, z których część masy może być porównywalna z Zi...

Komputer izraelskiego lądownika księżycowego

Komputer izraelskiego lądownika księżycowego "Bereszit" dał się zawiesza

statek Kosmiczny "Bereszit" prywatnej izraelskiej firmy SpaceIL, aktualnie lecący na Księżyc, poczuł dziwne zawiesza komputer przed drugim włączeniem silników do korekty kursu. W tej chwili inżynierowie misji analizują sytuację, ale szczegółów o tym,...

Uwaga (0)

Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!

Dodaj komentarz

Nowości

#Filmy | statek Transportowy

#Filmy | statek Transportowy "Progress MS-10" opuszcza Ziemię

Aby zdjęcia pięknych widoków kosmosu w filmie, twórcy filmów w większości korzystają z grafiki komputerowej. Jak się okazało, spektakularne zdjęcia można zrobić i bez dodatkowych programów — to udowadniał Europejska agencja kosmic...

InSight prawie dotarł do Marsa. Co powie o Czerwonej planecie?

InSight prawie dotarł do Marsa. Co powie o Czerwonej planecie?

"Ziemia i Mars powstały z bardzo podobnych materiałów", mówi Bruce Банердт, główny badacz InSight w Laboratorium napędu odrzutowego NASA w Pasadenie w Kalifornii, która kieruje misją NASA InSight. "Dlaczego w końcu planety stały s...

Zewnętrzny układ Słoneczny czeka. Ale jak będziemy się do niej dostać?

Zewnętrzny układ Słoneczny czeka. Ale jak będziemy się do niej dostać?

Przez rok z małym rozpocznie się nowa dekada, a wraz z nim pojawi się zupełnie nowy wątek pomysłów na misje NASA, niektórych bliżej — jak Marsa, niektórych z daleka. Niektórych bardzo odległych. Ludzie liczą na to, że dla nas otwi...

Naukowcy prowadzą rozwój AI do zarządzania kolonii kosmicznej

Naukowcy prowadzą rozwój AI do zarządzania kolonii kosmicznej

kontrolna w przemyśle kosmicznym NASA gdzieś w 2030 latach chce wysłać пилотируемую misję na Marsa. Aby bezpiecznie dotrzeć do Czerwonej planety agencji potrzebne najbardziej zaawansowane i niezawodne technologie kosmiczne. Jedną ...

Statek Crew Dragon firmy SpaceX bez załogi poleci na ISS 7 stycznia

Statek Crew Dragon firmy SpaceX bez załogi poleci na ISS 7 stycznia

Pierwszy demonstracyjny bezzałogowy lot statku kosmicznego Crew Dragon firmy SpaceX do Międzynarodowej stacji kosmicznej odbędzie się 7 stycznia 2019 roku. Informacja o tym pojawiła się w środę wieczorem na oficjalnej stronie inte...

Drukarki 3D od NASA zmieni odpady z tworzyw sztucznych w narzędzia bezpośrednio na orbicie

Drukarki 3D od NASA zmieni odpady z tworzyw sztucznych w narzędzia bezpośrednio na orbicie

drukarki 3D wykorzystywane są praktycznie wszędzie. Ale każdy, kto przynajmniej powierzchownie zaznajomieni z technologią druku 3D wie, że jako surowiec w nich są dość konkretne materiały. Jednak inżynierowie z NASA stworzyli bard...

"Siedem minut grozy": jak będzie przebiegać lądowania modułu InSight na Marsa

Ostatni raz kontrolna w przemyśle kosmicznym NASA wydawał lądowanie statku kosmicznego na powierzchni Marsa sześć lat temu. To był łazik "Curiousity". Jednak w przyszłym tygodniu, 26 listopada w atmosferę planety wejdzie nowy stat...

NASA przeprowadzi kontrolę bezpieczeństwa SpaceX i Boeing z powodu

NASA przeprowadzi kontrolę bezpieczeństwa SpaceX i Boeing z powodu "ławica" Maska

kontrolna w przemyśle kosmicznym NASA zamierza przeprowadzić kompleksowe badania bezpieczeństwa firm SpaceX i . Przypomnijmy, że obie zajmują się tworzeniem kosmicznych dla dostawy amerykańskich astronautów do Międzynarodowej stac...

Krater Джезеро jest w stanie odkryć tajemnicę życia na Marsie

Krater Джезеро jest w stanie odkryć tajemnicę życia na Marsie

Марсоходы Spirit, Opportunity i Curiosity wcześniej znajdowali potwierdzenie tego, że wiele lat temu na Marsie mogło istnieć życie. Agencja NASA jest zainteresowana w nauce tej hipotezy — właśnie tym przez dwa lata zajmie się nowy...

NASA może odstąpić od rakiety SLS, jeśli SpaceX i Blue Origin mieć odpowiednią alternatywę

NASA może odstąpić od rakiety SLS, jeśli SpaceX i Blue Origin mieć odpowiednią alternatywę

W tej chwili amerykańskie kontrolna w przemyśle kosmicznym agencja prowadzi opracowanie rakiety Space Launch System (SLS). Na niej przypisane nadziei zwrócić amerykanów na Księżyc, a w perspektywie – dostarczyć na Marsa. W tym sam...

Słynny naukowiec ostro wypowiedział się o pomyśle przekształcenia Marsa

Słynny naukowiec ostro wypowiedział się o pomyśle przekształcenia Marsa

Rozmowy na temat możliwości przekształcenia Marsa robi już od dawna. Wszyscy doskonale zdajemy sobie sprawę, że teraz ludzkość nie ma technologii, które mogłyby to umożliwić. Jednak w naukowej i околонаучной środowisku są ludzie, ...

Virgin Orbit odbył się pierwszy testowy lot rakiety LauncherOne

Virgin Orbit odbył się pierwszy testowy lot rakiety LauncherOne

W ostatnim czasie coraz więcej prywatnych firm robią postępy w zakresie startów statków kosmicznych na orbitę. A wkrótce w ślad za sukcesem запустившими swoje rakiety SpaceX , która wycofała swoją pierwszą rakietę w kosmos w zeszł...

10 dziwnych obiektów, które mogą istnieć w kosmosie

10 dziwnych obiektów, które mogą istnieć w kosmosie

Jesteśmy mało prawdopodobne, aby mogli kiedyś zwiedzić cały kosmos. Wszechświat jest zbyt duży. Dlatego w większości przypadków będziemy musieli jedynie spekulować o tym, co się tam dzieje. Z drugiej strony, możemy skontaktować si...

"Łowca asteroid" NASA przeprowadził kontrolę podstawowego instrumentu naukowego

Amerykańska międzynarodowej stacji OSIRIS-Rex aerospace agencji NASA, wysłany w pogoń za asteroidą Benn , przeprowadziła udaną kontrola działania instrumentu, na który powierzono głównym zadaniem tej misji . Chodzi o sterowanej rę...

Statek kosmiczny obserwował wybuch w polu magnetycznym Ziemi

Statek kosmiczny obserwował wybuch w polu magnetycznym Ziemi

pola Magnetyczne wokół Ziemi tworzą silne wybuchy energii, przyspieszenie cząstki i karmienie polarnej, które oświetlają polarne niebo. 11 lipca 2017 roku cztery kosmicznych urządzenia NASA obserwowali jeden z takich wybuchów. Pro...

Firma SpaceX otrzymała pozwolenie na uruchomienie ponad 7500 dostęp do internetu, satelity

Firma SpaceX otrzymała pozwolenie na uruchomienie ponad 7500 dostęp do internetu, satelity

Według opublikowanego komunikatu prasowego, amerykańska Federalna komisja łączności (FCC) dała pozwolenie prywatnej firmy SpaceX na uruchomienie ponad 7500 satelitów komunikacyjnych. Staną się częścią proponowanej Илоном Маском sa...

NASA i Autodesk korzystają z AI, który projektuje nowe międzyplanetarne sadzenia

NASA i Autodesk korzystają z AI, który projektuje nowe międzyplanetarne sadzenia

Mimo, że pełnią misję na Marsa jeszcze nie stało, różne kosmicznych agencji nie tylko planują naukę Czerwonej planety, ale już zaglądają w przyszłość, opracowując i wprowadzając publicznej wiadomości projekty do nauki innych plane...

Rosyjscy naukowcy zapowiedzieli wyprzedzić Ilona Maska i

Rosyjscy naukowcy zapowiedzieli wyprzedzić Ilona Maska i "przestarzałe technologie" SpaceX za pomocą jądrowego

Elon Musk i SpaceX nie będą mogli przez długi czas liderem na rynku wielokrotnego użytku rakiet kosmicznych, co najmniej, taką opinię wyraził w Rosji. Centrum badań im. Келдыша pracował nad rozwiązaniem wielokrotnego użytku rakiet...

NASA będzie nadawać lądowanie nowego lądownika na Marsie

NASA będzie nadawać lądowanie nowego lądownika na Marsie

NASA już wysłał na Czerwoną planetę szereg zaawansowanych technologicznie robotów, ale zwykle dowiadujemy się tylko o samym fakcie lądowania, pomijając etapy wejścia w atmosferę. To się zmieni, gdy lądownik InSight, który musi dot...

Astronomowie odkryli super-Ziemię od najbliższego do nas pojedynczej gwiazdy

Astronomowie odkryli super-Ziemię od najbliższego do nas pojedynczej gwiazdy

Astronomowie odkryli oznaki obecności egzoplanety gwiazdy Барнарда — najbliższy nam pojedynczej gwiazdy. Odnosi się ona do klasy czerwone karły i umieszczono w gwiazdozbiorze Wężownika około 6 lat świetlnych od Ziemi. Na wni...