Естественные науки

Как вы смогли бы разрешить вот такой парадокс из физики черных дыр?

Черная дыра возникает в результате взрыва сверхновой звезды, когда внешние слои разлетаются, а центральный остаток катастрофически сжимается. Любая звезда вращается. И когда ее центральный остаток сжимается, уменьшаясь в радиусе, скорость вращения растет. Согласно законам физики, в черную дыру может превратиться лишь звезда с массой более 3х масс Солнца. При меньшей массе получится белый карлик или нейтронная звезда. Скорость вращения нейтронных звезд может достигать нескольких десятков оборотов в секунду, у черных дыр в силу их меньшего размера скорость будет больше. Недавно астрономы нашли объект, вращающийся со скоростью 950 об/сек: предполагают, что это и есть черная дыра. Примем для расчета массу нашей звезды, равную 20 солнечным (а это не так уж и много, во Вселенной полно звезд с массами намного большими). И тогда расчет покажет, что линейная скорость вращения поверхности этого объекта составляет 350 000 км/сек, то есть больше скорости света. Как быть?
ИМ
Ирр Мектеп
68 406
Зная угловую скорость вращения объекта можно легко оценить максимальный радиус и минимальную плотность. Для простоты будем пользоваться классическими формулам.
1) Линейная скорость не может превышать скорости света, поэтому r < c/ω^2. Для 950 оборотов в секунду получаем r(max) = 50 км
2) Ньютон вычислил разницу экваториального и полярного радиуса Земли. R(пол) ^2 = R(экв) ^2 * (1-3ω^2/4πG). Откуда следует, что ρ > 3/4ω/πG. В нашем случае получается. ρ(min)>1,3*10^17 кг/м^3, что близко к плотности нейтронных звезд.
3) Экваториальный и полярный радиус не могут отличаться в разы, центробежная сила просто разорвет такой объект. Оценим массу такого объекта, считая его просто шаром, получается 7*10^31 кг, что в 30 раз больше массы Солнца.
4) Радиус Шварцшильда для 3 км, а у нашего объекта 90 км.
Из оценок видно, что речь идет не о нейтронной звезде, а о черной дыре, при чем вращающейся. При этом кинетическая энергия волчка сопоставима энергией покоя объекта E=m*c^2, следовательно речь идет о вращающейся черной дыре, т. е. черной дыре Керра. Вокруг таких дыр начинает закручиваться пространство, при этом линейная скорость любого движения не может превысить скорость света.
Зита Кадирова
Зита Кадирова
66 428
Лучший ответ
Для этого объекта РАЗМЕР известен? Потому как одно дело - вращающаяся нейтронная звезда, весьма компактный объект (всего несколько километров диаметром) - и другое дело вращающаяся ЗВЕЗДА. Да её бы разнесло центробежными силами задолго до коллапса...
Екатерина Севергина
Екатерина Севергина
62 386
Эльдар Исаев А вот Вы где, а я думала - потерялись :)
А как Вы сумели определить радиус чёрной дыры?
G_U_L_I G_U_L_I
G_U_L_I G_U_L_I
25 321
Может быть, это скорость вращения гравитационного поля?
Между прочим, вращаясь, оно увлекает за собою пр-во-время и тогда, возможно, относительно прилежащего пространства скорость поверхности не достигает величины скорости света.
ЮБ
Юля Баскова
5 241
а не фига не понял
AХ
Aндрей Х
2 866
Думаю, скорость вращения, полученная из наблюдений, это не скорость вращения самой черной дыры, а скорость аккреционного диска, вращающегося вокруг нее.
*arailym Zhakina*
*arailym Zhakina*
2 478
На сколько я понял расчет производился исходя из того что масса объекта больше массы солнца в 20 раз, но при этом во внимание не бралась плотность, может плотность больше в 20 раз и тогда радиус будет точно такой же как у солнца, а соответственно линейная скорость будет меньше.
КШ
Ксения Шиповалова
2 155
Привет!
Плотность в расчетах неправильная, может быть
Жайна Ермаханова
Жайна Ермаханова
1 755

Похожие вопросы