Черные дыры – «мифы и реальность» с позиций ОТО и РТГ

Предлагаю продолжить дискуссию здесь.

GAW>Предлагаю продолжить дискуссию здесь.

Пардон, а в чем разница между ОТО и РТГ? Или я что-то не так понял?

Адрон>Есть мнение, что черные дыры не наблюдаются, поскольку падение в-ва под сферу Шварцшильда занимает по часам внешнего наблюдателя бесконечно большое время. Так что черные дыры еще просто не успели образоваться.

Это мнение надо бы согласовать с такими высказываниями: "Газ образует структуру в форме диска и вращается вокруг чёрной дыры, закручиваясь по спирали, как в водовороте. Линии, идущие от полюсов чёрной дыры, представляют собой струи газа, выброшенного из непосредственных окрестностей чёрной дыры с очень большой скоростью, почти равной скорости света. Газовый диск вращается дифференциально, т.е. скорость вращения газа зависит от расстояния до чёрной дыры. Наибольшая скорость вращения газа, почти равная скорости света, достигается около чёрной дыры." Падение вещества приводит к рентгеновским вспышкам, которые сейчас являются одним из параметров, по которому и определяют что это ЧД.

Адрон>Есть мнение, что черные дыры не наблюдаются, поскольку падение в-ва под сферу Шварцшильда занимает по часам внешнего наблюдателя бесконечно большое время. Так что черные дыры еще просто не успели образоваться.

А еще ЧД "испаряются". Причем, для внешнего наблюдателя, весьма быстро. Почерпнуто из книжки 20-ти летней давности "Релятивисская астрономия".

Дилетант>А еще ЧД "испаряются". Причем, для внешнего наблюдателя, весьма быстро. Почерпнуто из книжки 20-ти летней давности "Релятивисская астрономия".

Как я понимаю, под испарением понимается передача энергии черной дыры частицам, которые проходят "рядом" (между двумя горизонтами) не поглощаясь?
Хм... это возможно только у дыр, которые имеют момент вращения (и/или заряд) и следовательно два горизонта событий.
"Испарение" приводит к потере момента вращения -> увеличивается радиус внешнего горизонта событий -> после полной потери вращения, ЧД принимает сферическую форму, остается с одним горизонтом -> превращается в простейшую ЧД Шварцшильда. Только времени это должно занять явно немало.
Так?

Нет, испарение дыр - это не то.
Гипотеза об испарении чёрных дыр высказана Стивеном Хокингом. Смысл её в том что у горизонта событий происходит материализация частиц из квантовой пены, т.е. виртуальные "частицы" пены разделяются: одна поглощается дырой, другая нет. В результате дыра теряет энергию, и теоретически способна испариться вовсе.

au>Нет, испарение дыр - это не то.
au>Гипотеза об испарении чёрных дыр высказана Стивеном Хокингом. Смысл её в том что у горизонта событий происходит материализация частиц из квантовой пены, т.е. виртуальные "частицы" пены разделяются: одна поглощается дырой, другая нет. В результате дыра теряет энергию, и теоретически способна испариться вовсе.

Хм.. я мальца ошибся насчет полета между парой горизонтов. Частица должна проходить между сферой статичности и внешним горизонтом. Через эргосферу. (После единовременного заглатывания решений Шварцшильда, преобразований Пенроуза, расчетов Райснера-Нордстрёма и решения Керра неудивительно и запариться )

Кстати, то что частица, разделяясь в эргосфере получает доп энергию предложено как раз в решении Керра (за 11 лет до Хокинга).


TheFreak> Т.е. баланс поглощенных-непоглощенных частиц не равен 0?

Я еще не добрался до квантовой модели Хокинга, но как я понял, баланс виртуальных частиц нулевой. Виртуальные частицы формируются только парами. Одна над, другая под горизонтом. Та что рождается над горизонтом становится реальной и уходит с положительной энергией, та что под горизонтом, поглащается с отрицательной. Но кроме рождения виртуальных частиц, ЧД тянет в себя всё, что имело неосторожность оказаться достаточно близко.
При этом ЧД является постоянным источником излучения и свойства излучения у неё в точности такие же как у горячего черного тела.
Эффект Хокинга состоит в зависимости температуры обратно пропорционально массе. Температура ЧД будет kT~(M0/M)*0.5E-7 K
В процессе излучения масса ЧД уменьшается, а ее температура растет, что усиливает излучение и ускоряет отток массы. Поэтому со временем ЧД "разгорается", ее температура быстро растет и за конечное время T=(M0/M)³ * 10E+72 секунд она выгорает исчерпав свою массу. Баммм! и нету ЧД.

Как закончу с неквантовыми ЧД, нужно взяться за Хокинга. Жутко интересно, как частица может обладать отрицательной энергией

Shipson>В процессе излучения масса ЧД уменьшается, а ее температура растет, что усиливает излучение и ускоряет отток массы. Поэтому со временем ЧД "разгорается", ее температура быстро растет и за конечное время T=(M0/M)3 * 10E+72 секунд она выгорает исчерпав свою массу. Баммм! и нету ЧД.

А можно ли это все завязать с теорией Большого взрыва? Ведь теоретически в момент времени t=0 это была ЧД с массой равной массе Вселенной.
С другой стороны если все так, тогда может можно как-то продлить жизнь звезд в далеком будущем (читай источников энергии для человека) получая из ЧД водород, звезды его «переработают» по своему циклу получим ЧД и так снова опять?

Vovchik>А можно ли это все завязать с теорией Большого взрыва? Ведь теоретически в момент времени t=0 это была ЧД с массой равной массе Вселенной.

На Космическом была такая мысль высказана

Vovchik>С другой стороны если все так, тогда может можно как-то продлить жизнь звезд в далеком будущем (читай источников энергии для человека) получая из ЧД водород, звезды его «переработают» по своему циклу получим ЧД и так снова опять?

Если человечество настолько окрутеет, можно черпать энергию напрямую из ЧД, минуя звезды. Был такой мысленый эксперимент - конвейер, сбрасывающий мусор в эргосферу ЧД Согласно решению Керра, конвейер будет получать энергию. Зацепить его на генератор и получать энергию просто водопадом.

Vovchik>>С другой стороны если все так, тогда может можно как-то продлить жизнь звезд в далеком будущем (читай источников энергии для человека) получая из ЧД водород, звезды его «переработают» по своему циклу получим ЧД и так снова опять?

Можно ещё так - берём маленькую чёрную дыру, с температурой порядка 10¹⁵-10²⁰ грамм, точно я ещё не посчитал. Масса дыры должна быть так подобрана, что излучать она будет с мощностью от 1 ГВт до 1 ТВт. Чёрная дыра должна быть обладать электрическим зарядом перед сжатием, т.к. надо же как-то её удерживать и перемещать.
Окружаем её сферической оболочкой, являющейся большой солнечной батареей. Готово - излучение преобразуется в электроэнергию. Заряжать можно, кидая в неё всякий мусор - восполнять потерю массы. Выводи в космос и используй на здоровье.

Все придуманно до нас. Читайте "красное смещение"

При коллапсе звезда схлопывается в сингуляцию с определенной массой. Далее никакого сжатия нет - сингуляция это мат. точка.

Shirson>При коллапсе звезда схлопывается в сингуляцию с определенной массой. Далее никакого сжатия нет - сингуляция это мат. точка.

Самая обычная - одномерная т.?

Поясните, пожалуйста:
Когда звезда коллабирует и начинает сжиматся, превращаясь в ЧД, то это сжимание перекращается ли когда-нибудь, или продолжается вечно?

МиГ>Поясните, пожалуйста:
МиГ>Когда звезда коллабирует и начинает сжиматся, превращаясь в ЧД, то это сжимание перекращается ли когда-нибудь, или продолжается вечно?

На сегодня любой ответ на этот вопрос - догадка и спекуляция. Для него даже теории не существует нормальной - так, догадки. Одним словом: наука не в курсе.

МиГ>Самая обычная - одномерная т.? По Шварцшильду - мат точка. Если ЧД вращается, то окружность

Жуть полная

Shirson>По Шварцшильду - мат точка. Если ЧД вращается, то окружность

Shirson>Жуть полная

Шварцнегера знаю, Шварцкопфа тоже. А вот этого Шварцшильда впервые слышу. Что он там говорил насчет этой мат. точки?

(это я - МиГ, решил на другой ник перейти)

shadeofgray>Чёрная дыра должна быть обладать электрическим зарядом перед сжатием, т.к. надо же как-то её удерживать и перемещать

Кога ЧД "парит" частицами, "разделяя" виртуальные пары, она теряет и массу, и момент вращения, и заряд. Поэтому ЧД электрически нейтральны.

Я от друзей слышал, прошлым летом, что в Москве физики ядерщики обсуждали делать ли исскуственную ЧД путем разгона протона до с. И они решили, что рисковать не стоит, мало ли какие последствия. А недавно где-то прочитал, что американцы собираются это делать. Если кто-то знает раскажите по подробней.

МММ, интересный проект Интересно, каким образом собирались разгонять?

Resurrector>Шварцнегера знаю, Шварцкопфа тоже. А вот этого Шварцшильда впервые слышу. Что он там говорил насчет этой мат. точки?

"В 1916 г., всего через несколько месяцев после того как Эйнштейн опубликовал свои уравнения гравитационного поля, немецкий астроном Карл Шварцшильд нашел их точное решение, которое, как оказалось впоследствии, описывает геометрию пространства-времени вблизи идеальной черной дыры. Это решение Шварцшильда описывает сферически симметричную черную дыру, характеризующуюся только массой. Породившая эту черную дыру гипотетическая умирающая звезда должна не вращаться и быть лишенной как электрического заряда, так и магнитного поля. Вещество такой умирающей звезды падает по радиусу "вниз" к центру звезды, и говорят, что получившаяся черная дыра обладает сферической симметрией. Если бы черная дыра возникала при коллапсе вращающейся звезды, то у нее было бы некое "привилегированное" направление, а именно дыра обладала бы осью вращения. Решение Шварцшильда свободно от подобных усложнений. Такая шварцшильдовская черная дыра представляет собою самый простой из всех возможных тип черной дыры."

Коллега, настоятельно рекомендую почитать книгу У.Кауфмана "Космические рубежи теории относительности". По ссылке главы как раз про ЧД. 8 глава легка в изложении и понимании, да и просто интересно. Прочитайте, не пожалеете. А вот если вгрызетесь глубже (диаграмма Пенроуза, решение Керра) там уже навороты пойдут мама не балуй

МиГ>Поясните, пожалуйста:
МиГ>Когда звезда коллабирует и начинает сжиматся, превращаясь в ЧД, то это сжимание перекращается ли когда-нибудь, или продолжается вечно?

В научно-популярной литературе по этому поводу пишут следующее.
С точки зрения внешнего наблюдателя черная дыра НИКОГДА не
достигает сингулярности. Это объясняется бесконечным
замедлением времени внутри нее из-за неограниченного роста
гравитации согласно уравнениям Эйнштейна. Т.е. чем сильнее
она коллапсирует, тем сильнее замедление времени.
Таким образом в нашей вселенной нет ни одной "настоящей" черной
дыры. Все они находятся в той или иной стадии коллапса, но ни
одна из них не достигнет состояния сингулярности(кстати, что
это вообще такое?) как бы долго мы ее ни наблюдали.
Но прикол в том, что по времени наблюдателя внутри ЧД она
должна достигнуть состояния сингулярности за конечное (и
небольшое) время.
То есть получается, что наблюдатель внутри ЧД увидит все
события в нашей вселенной за ее бесконечное время, т.е.
будет наблюдать "конец" нашей временнОй бесконечности(если таковая есть).

Если как тут писали выше ЧД действительно рассасываются со
временем(нашим), то парадокс разрешается довольно мирно
Правда при этом получается, что состояние сингулярности
так никогда и не достигается.

Немного странно. Бесконечное замедление происходит на горизонте событий. Вот все что будет падать на горизонт - будет падать бесконечно. А самой сингулярности от этого не холодно, не жарко. Кстати, про сингулярность:
"В момент, когда умирающая звезда уйдет за свой горизонт событий, ее размеры еще довольно велики, но никакие физические силы уже не смогут остановить ее дальнейшее сжатие. И звезда в целом продолжает сжиматься, пока, наконец, не прекратит свое существование в точке в центре черной дыры. В этой точке бесконечно давление, бесконечна плотность и бесконечна кривизна пространства-времени. Это "место" в пространстве-времени именуется сингулярностью"

Shirson>Немного странно. Бесконечное замедление происходит на горизонте событий. Вот все что будет падать на горизонт - будет падать бесконечно. А самой сингулярности от этого не холодно, не жарко. Кстати, про сингулярность:

Суть этой теории как я понимаю в том, что в нашем времени
(с точки зрения внешнего по отношению к ЧД наблюдателя)
за горизонт событий вообще ничего не уходит. Поэтому и
состояние сингулярности в нашей вселенной не достигается.