Что случилось бы с планетой в 10 раз больше Юпитера, если бы в ее ядре была черная дыра размером с мяч для гольфа?

Радиус мяча для гольфа чуть больше$20\;\text{mm}$. Давайте использовать$20\;\text{mm}$точно. Преобразуя формулу радиуса Шварцшильда,

$R_{Sch} = \frac{2\text{G}M}{\text{c}^{2}}$

$M = \frac{R_{Sch}\cdot \text{c}^{2}}{2\text{G}}$

мы получаем массу вашей черной дыры как$1.35\cdot10^{25}\;\text{kg}$,$2.25$раз больше массы Земли, но$1\%$Юпитера. Это слишком много для любого значительного испарения Хокинга.

Итак, ваша планета поджарена. Планета никак не может уничтожить черную дыру любого размера — единственным способом сделать это является испарение Хокинга. Он быстро упадет в черную дыру и станет ее частью, высвободив при этом много энергии. Точная механика будет зависеть от того, заряжена ли черная дыра и/или вращается ли она, но я ожидаю, что это займет несколько лет, и я бы не хотел находиться в том же звездном районе, пока это происходит. Чем больше он ест, тем больше становится и тем быстрее съедает остальное. Отверстие закончится$10.01$раз больше массы Юпитера и теперь будет иметь радиус около$28\;\text{m}$. В конечном итоге он испарится после$1.86\cdot10^{58}$годы.

(отказ от ответственности: я не астрофизик, поэтому относитесь к точности с недоверием)

Хотя черная дыра будет обладать гравитацией сама по себе, реальный эффект ее существования заключается в том, что в ядре Юпитера появится область, которая больше не сможет поддерживать планету над ней, и поэтому Юпитер начнет коллапсировать под собственным весом.

Теперь Юпитер действительно большой, а черная дыра — крошечная мишень — в то время как ядро, вероятно, будет сжато в дыру, внешние слои, скорее всего, упадут и «промахнутся», образуя горячее пылевое облако, вращающееся вокруг дыры со струями выбрасываются высокоэнергетические газы.

В худшем случае давления вблизи черной дыры достаточно, чтобы зажечь термоядерный синтез, а продолжающийся коллапс превращает Юпитер в сверхновую.

Теперь мне тоже интересно, что могло произойти на самом деле .

Не имеет значения, вращается ли черная дыра, поскольку Юпитер уже вращается. Поскольку масса Юпитера уже имеет вращательный момент инерции, она будет продолжать вращаться по мере всасывания.

Кроме того, концептуально общая масса Юпитера не очень сильно изменилась после введения черной дыры, так что почти нет дополнительной всасывающей силы, притягивающей массу Юпитера к центру.

Поскольку площадь поверхности черной дыры очень мала (0,005 м ^ 2, по крайней мере, поначалу), на самом деле вы не потеряете столько массы по сравнению со всей массой Юпитера. Так что потеря массы будет не такой быстрой.

Юпитер не коллапсирует прямо сейчас, потому что силе гравитации противодействует давление частиц, которые уже находятся в центре. По мере того, как эти частицы взаимодействуют с горизонтом событий и «исчезают», другие частицы будут двигаться, чтобы занять их место. Однако учтите, что если вы разделите Юпитер на бесконечный набор сфер, вложенных одна в другую, сферы будут увеличиваться по мере вашего продвижения к поверхности. Следовательно, по мере того, как черная дыра теряет массу, всасываемая внутрь масса будет сжиматься и нагреваться. Этот нагрев, в свою очередь, повысит давление в областях вблизи черной дыры и, таким образом, замедлит скорость коллапса планеты.

Ни одно из этих соображений на самом деле не меняет перспективы планеты, как выразился Майк Скотт, но планета умрет вращающейся, сияющей добела горячей смертью, а не просто взорвется.