Естественные науки
Умирают ли черные дыры и что происходит с той материей которую они поглощают?
Материя может когда нибудь освободится от оков черной дыры или это никогда не произойдет на протяжении существования вселенной?
Представления о чёрной дыре как об абсолютно поглощающем объекте были скорректированы С. Хокингом в 1975 году. Изучая поведение квантовых полей вблизи чёрной дыры, он предсказал, что чёрная дыра обязательно излучает частицы во внешнее пространство и тем самым теряет массу. Этот эффект называется излучением (испарением) Хокинга. Упрощённо говоря, гравитационное поле поляризует вакуум, в результате чего возможно образование не только виртуальных, но и реальных пар частица-античастица. Одна из частиц, оказавшаяся чуть ниже горизонта событий, падает внутрь чёрной дыры, а другая, оказавшаяся чуть выше горизонта, улетает, унося энергию (то есть часть массы) чёрной дыры. Мощность излучения чёрной дыры равна
L=\frac{\hbar c^6}{15360\pi G^2M^2}.
Состав излучения зависит от размера чёрной дыры: для больших чёрных дыр это в основном фотоны и нейтрино, а в спектре лёгких чёрных дыр начинают присутствовать и тяжёлые частицы. Спектр хокинговского излучения для безмассовых полей оказался строго совпадающим с излучением абсолютно чёрного тела, что позволило приписать чёрной дыре температуру
T_H=\frac{\hbar c^3}{8\pi kGM},
где \hbar — редуцированная постоянная Планка, c — скорость света, k — постоянная Больцмана, G — гравитационная постоянная, M — масса чёрной дыры.
На этой основе была построена термодинамика чёрных дыр, в том числе введено ключевое понятие энтропии чёрной дыры, которая оказалась пропорциональна площади её горизонта событий:
S = \frac{Akc^3}{4\hbar G},
где A — площадь горизонта событий.
Скорость испарения чёрной дыры тем больше, чем меньше её размеры. Испарением чёрных дыр звёздных (и тем более галактических) масштабов можно пренебречь, однако для первичных и в особенности для квантовых чёрных дыр процессы испарения становятся центральными.
За счёт испарения все чёрные дыры теряют массу и время их жизни оказывается конечным:
\tau=\frac{5120\pi G^2M^3}{\hbar c^4}.
При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.
В то же время, большие чёрные дыры, температура которых ниже температуры реликтового излучения Вселенной (2,7 К) , на современном этапе развития Вселенной могут только расти, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое. Данный процесс продлится до тех пор, пока фотонный газ реликтового излучения не остынет в результате расширения Вселенной.
Без квантовой теории гравитации невозможно описать заключительный этап испарения, когда чёрные дыры становятся микроскопическими (квантовыми) . Согласно некоторым теориям, после испарения должен оставаться «огарок» — минимальная планковская чёрная дыра.
L=\frac{\hbar c^6}{15360\pi G^2M^2}.
Состав излучения зависит от размера чёрной дыры: для больших чёрных дыр это в основном фотоны и нейтрино, а в спектре лёгких чёрных дыр начинают присутствовать и тяжёлые частицы. Спектр хокинговского излучения для безмассовых полей оказался строго совпадающим с излучением абсолютно чёрного тела, что позволило приписать чёрной дыре температуру
T_H=\frac{\hbar c^3}{8\pi kGM},
где \hbar — редуцированная постоянная Планка, c — скорость света, k — постоянная Больцмана, G — гравитационная постоянная, M — масса чёрной дыры.
На этой основе была построена термодинамика чёрных дыр, в том числе введено ключевое понятие энтропии чёрной дыры, которая оказалась пропорциональна площади её горизонта событий:
S = \frac{Akc^3}{4\hbar G},
где A — площадь горизонта событий.
Скорость испарения чёрной дыры тем больше, чем меньше её размеры. Испарением чёрных дыр звёздных (и тем более галактических) масштабов можно пренебречь, однако для первичных и в особенности для квантовых чёрных дыр процессы испарения становятся центральными.
За счёт испарения все чёрные дыры теряют массу и время их жизни оказывается конечным:
\tau=\frac{5120\pi G^2M^3}{\hbar c^4}.
При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.
В то же время, большие чёрные дыры, температура которых ниже температуры реликтового излучения Вселенной (2,7 К) , на современном этапе развития Вселенной могут только расти, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое. Данный процесс продлится до тех пор, пока фотонный газ реликтового излучения не остынет в результате расширения Вселенной.
Без квантовой теории гравитации невозможно описать заключительный этап испарения, когда чёрные дыры становятся микроскопическими (квантовыми) . Согласно некоторым теориям, после испарения должен оставаться «огарок» — минимальная планковская чёрная дыра.
энергия рано или поздно высвобождается и рождаются новые звезды
Черные дыры медленно испаряются и примерно через 10 в 100 степени лет, не останется ни одной черной дыры. Более подробно об этом можно прочитать тут http://patich7.narod.ru/informzone/universe/blackhole.htm
ухты!
Современную (официальную) точку зрения на эту проблему исчерпывающе привел ув. АНДыДы Есть одна проблема. Практическая. Испарение дыр не обнаружено. (даже со спутника Рентген-Гамма) . Мне больше нравится бешенная идея сосуществования "черных" и "белых" дыр. На роль "белых" предлагаю Рентгеновские Вспышки, или Голубые Карлики. А паркуа бы не па?...
материи сжимаются и переходят в другое измерение.
Похожие вопросы
- Информация (материя),поглощаемая чёрной дырой,излучается обратно?
- Физика. Как звёзды могут вращаться вокруг сверхмассивной чёрной дыры, если горизонт событий поглощает всё?
- Что такое тёмная материя? Быть может наша вселенная находиться внутри гигантской черной дыры?
- Что происходит со светом в черной дыре?
- Взрываются черные дыры или нет, или они могут поглощать материю до бесконечности?
- Черные Дыры поглощают "темную материю" так же как и обычное вещество?
- Черные дыры поглощая материю становятся массивнее или нет?
- Почему черные дыры поглощают материю?
- Чёрная дыра на самом деле втягивает в себя приближающююся материю?
- Как человечество узнало о существовании чёрных дыр -- объекта, который всё поглощает, ничего не излучая и не отражая?