Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
4

Как долго живет черная дыра?

Гена88 [4.2K] 3 недели назад
6

Неопределённо долго.

Теоретически срок жизни абсолютно изолированной чёрной дыры ограничен - она теряет свою массу из-за излучения Хокинга. Хотя экспериментально этот эффект - его называют "испарение чёрных дыр" - не подтверждён, в правильности самой теории (что чёрные дыры таки да, излучают) никто не сомневается.

Скорость потери массы чёрной дырой из-за испарения тем выше, чем меньше масса чёрной дыры (она обратно пропорциональна квадрату массы), так что на каких-то финальных стадиях, когда от всей массы остался уже пшик, это должен быть практически взрыв. Но зато для чёрных дыр более-менее приличных масс время их жизни чрезвычайно велико. Для чёрной дыры с массой, равной массе Солнца, оно составляет 2,1*10^67 лет,, то есть почти на 50 порядков (!) превышает возраст Вселенной. Заметим при этом, что Солнце - слишком лёгкая звезда, чтобы превратиться в чёрную дыру.

Но это в чистом виде для сферической чёрной дыры в вакууме. В реальности чёрные дыры окружены реальным космосом, который вовсе не пуст. Даже если в нём нет вещества - в нём есть реликтовое излучение, которое чёрной дырой поглощается точно так же, как и любая материя. И при существующей сейчас плотности реликтового излучения оно с избытком компенсирует потерю массы, связанную с испарением. А если учесть, что очень часто в окрестности любой чёрной дыры присутствует и обычная материя, как минимум межзвёздный газ, то шансов испариться нет ни у одной чёрной дыры.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Андреева Ольга [247K]
Т.е. получается, что черные дыры вечны. Однако, они есть продукт звезд первого и второго поколения. Поскольку звезд способных дать начало черной дыре достаточно, то получается, что они только будут рождаться вновь и вновь, пока Вселенная не погибнет в результате их слияния. Ибо они - это единственное что останется. Все сойдется к одной единственной сверхмассивной дыре, которая коллапсирует сама в себя. Так?  3 недели назад
Авеноль [85.8K]
Испарение черных дыр происходит следующим образом: важен именно процесс! Масса ЧД уменьшается, а в пространстве рядом с ней происходит рождание частиц материи и излучение. Эти частицы родились рядом с ЧД, но вовсе не обязательно будут поглощены ею. Таким образом вещество изнутри ЧД может оказываться вне её. О конечной стадии Вселенной ничего сказать нельзя: если она будет расширяться бесконечно по времени - это будет один конец, если расширение смениться сжатием - то совсем другой конец.  3 недели назад
Грустный Роджер [199K]
Ольга: нет, не так.
"Снаружи" чёрная дыра по своему гравитационному полю ничем не отличается от любого другого массивного тела. Звёзды ведь не слипаются друг с другом, так? Вот и чёрные дыры тоже могут сколь угодно долго существовать изолированно, не сливаясь в одну. Слиться могут лишь чёрные дыры, входящие в кратную систему. Тогда из-за их вращения вокруг общего центра тяжести они постепенно теряют энергию, сближаются и в конце концов сливаются, порождая гравитационные волны.
 3 недели назад
Грустный Роджер [199K]
Авеноль: почти так.
Испарение чёрной дыры ка краз и связано с рождением виртуальных частиц. В обычном пространстве (вдали от чёрной дыры) частицы, родившись, рекомбинируют. Вблизи чёрной дыры одна из пары родившихся частиц может поглотиться чёрной дырой, тогда второй просто не с чем рекомбинировать, и у неё есть шанс улететь. То есть "из ничего" (на самом деле из флуктуаций физического вакуума) появилась частица с некоторой энергией - значит, на столько же должна уменьшиться и энергия чёрной дыры, вызвавшей рождение частицы.
 3 недели назад
комментировать
6

До некоторого времени считалось, что "черные дыры" живут вечно. Если уж звезда стала "черной дырой", то это процесс необратимый. Но знаменитый ученый - астрофизик Стивен Хокинг доказал, что существует такой процесс, как "квантовое испарение" черных дыр. Это не испарение в прямом смысле слова, ничего общего с классическим испарением жидкостей. Это сложный квантовый процесс, в результате которого уменьшается масса черной дыры.

А скорость испарения черной дыры лавинообразно нарастает со временем и в конце носит практически характер взрыва.

Причем испарением гигантских черных дыр в центрах галактик можно пренебречь. А для "маленьких" черных дыр - испарение - доминирующий процесс.

Черная дыра массой 1000 тонн испаряется за 84 секунды. В формуле фигурируют несколько физических констант. Время жизни черной дыры пропорционально кубу ее массы.

Андреева Ольга [247K]
Да, но масса то не константа. Черная дыра может поглощать массу извне, и это поглощение превысит массу "испарения­". особенно если учесть, что у сверхмассивных ЧД недостатка в пище не наблюдается. Хотя бы потому, что великое их множество находится в центре галактик.  3 недели назад
Авеноль [85.8K]
Да вы совершенно правы, все расчеты делаются для идеальных случаев без учета того факта, что система незамкнута и вещество и излучение поступают извне. Звезда становится черной дырой с большой массой. И на этом этапе испаряется достаточно медленно. Так что я думаю, что активно испаряющихся ЧД реально еще мало с момента возникновения Вселенной. А космическое пространство насыщенно веществом и излучением. Так что все процессы испарения ЧД станут для нашей Вселенной знАчимыми еще очень не скоро.  3 недели назад
Андреева Ольга [247K]
Тут я даже поставила бы вопрос серьезнее. А именно - а замкнута ли наша Вселенная. Пока что мы исходим из допущения, что энергии во Вселенной константа. В этом случае, закон сохранения полностью работает. Если вдруг выяснится, что Вселенная обменивается энергией с соседними Вселенными, то это в корне перевернет все представление о материи и о ЧД в частности.  3 недели назад
Авеноль [85.8K]
Такие идеи высказывались уже именитыми учеными. Об обмене энергией через ЧД с другими Вселенными. Но это допущение очень сильно усложняет и без того непростую задачу. К тому же механизм этого обмена энергией надо понимать и оценить, чтобы делать расчеты. А этого в принципе пока нет. И, да, я не исключаю такой возможности. Более того не только через ЧД. Но к сожалению даже среди ученых - это территория домыслов и не более.  3 недели назад
комментировать
1

"... Черная дыра - это не такой уж и страшный или загадочный астрономический объект. Думаю, что не стоит фантазировать о какой-то связи через эти "дыры" с потусторонними или параллельными мирами, с переходами в другие измерения... Это просто сжатые и с огромной скоростью вращающиеся объекты нашей Вселенной. И исходя из сказанного, нет необходимости при коллапсе небесного светила, чтобы стать черной дырой, сжиматься до невероятно малых размеров. Солнцу или звезде достаточно сжаться до размеров, при которых линейная скорость вращения будет, извините, больше скорости света."

Эта выдержка приведена из моей статьи, опубликованной на моем же сайте http://www.len-ta.co­m/page3%20-science-p.­1_sekret_chernoii_dyr­y.html (которую в Гугле можно, кажется, найти просто написав в поисковике Альфред Теплов о Черной дыре). Материалы сайта (len-ta.com) не защищены, и потому не буду утверждать, что о некоторых вещах о Черной дыре я знал немного (а может и много) больше, чем другие авторы. Но хотел бы предложить познакомиться с Черной дырой поближе и из этого источника.

И советовал бы более критично относиться к идеям о Большом взрыве, параллельных мирах и концах света. Вся Вселенная существовала и существовать будет вечно во времени и бесконечна в пространстве. Происходит лишь непрерывные преобразования одних объектов материального мира (едином и в одном трехмерном измерении) в другие.

Черные дыры тоже не вечны. Замедлив свое вращение - они становятся видимыми и мы их сможем называть, например, квазары...

И, опять же, это мои идеи, моя гипотеза, которая не догма, и не является истиной в последней инстанции...

1

Если верить Стивену Хокингу и другим космофизикам-теорети­кам, то достаточно долго.

Я Университет окончил, но Бауманский. Я не физик-теоретик. Там понятно чуть больше половины. Время существования чёрной дыры сопоставимо с продолжительностью жизни звезды. И даже больше. Миллиарды лет. Сотни миллиардов лет.

Для человека с его продолжительностью жизни и доживания на пенсии чёрная дыра живёт вечно.

Толерантеые американские феминистки называют чёрную дыру "афроотверстие"

1

Считается, что наша Вселенная существует примерно 14 миллиардов лет, при Большом взрыве только часть энергии перешла в материю, которую мы видим, а есть еще и темная материя. Как все сложно. Но я смотрю на наш мир и у меня возникает мысль, что последними в нем останутся черные дыры, которые в итоге все поглотят, а потом и сами испаряться и наступит конец всему.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID