Эффективная масса черной дыры?

Предположим, что черная дыра образуется из определенной массы частиц, таких как ядро ​​звезды, превращающейся в сверхновую. Образовавшаяся черная дыра будет иметь эффективную массу из-за индуцированного искривления пространства-времени. Такая масса, по-видимому, является предполагаемой массой, полученной из влияния черной дыры на движение близлежащих тел. Как эта эффективная масса соотносится с первоначальной массой частиц, которые все оказались «в черной дыре»? Эффективная масса меньше или равна массе формации?

Ответы (1)

Ответ: немного меньше массы.

В ОТО масса/энергия любой системы сохраняется с точки зрения удаленного наблюдателя (забыл название этой теоремы). Мы используем эту массу, когда говорим о том, насколько тяжела черная дыра, потому что мы (очень) далеко.

Если вы начнете с неподвижных частиц, общая масса системы будет немного меньше массы частиц (из-за гравитационной энергии связи). Когда они падают навстречу друг другу, образуя дыру, высвобождается дополнительная (обычно несколько %) энергия в виде гравитационных волн (и световых лучей, нейтрино и т. д.). Из-за сохранения энергии это означает меньшую массу конечной дырки. На самом деле асимметричное излучение гравитационных волн тоже может создавать эффект отдачи, выбрасывающий образовавшуюся дыру (хотя это случай слияния двух черных дыр):

http://www.youtube.com/watch?v=dNXWvJoN_sw

Обратите внимание, что масса/энергия никогда не покидает саму дыру, выбрасываемый материал происходит из областей пространства-времени до/снаружи дыры.

Спасибо за ответ. Разве энергия связи объекта размером с радиус Шварцшильда не сравнима с энергией покоя несвязанной массы? Наивный ньютоновский расчет предполагает, что это 3/5 несвязанной энергии массы покоя...
В теории относительности энергия связи черной дыры не имеет смысла, так как ее невозможно «развязать»! Однако для нечерных дыр, которые едва ли достаточно велики, чтобы удовлетворить минимальное требование стабильности в 4/3 радиуса Шварцшильда, ваше утверждение верно, однако ньютоновский ответ будет неточным.
Да, совершенно верно, что энергия связи не имеет смысла для черной дыры концептуально, поскольку она, очевидно, не может быть развязана (по крайней мере, без квантовых эффектов). Однако ньютоновские расчеты действительно показывают, что энергия связи тела, несколько превышающая радиус Шварцшильда, должна быть примерно такой, как я цитировал. Таким образом, по мере формирования черной дыры эта энергия, вероятно, каким-то образом будет излучаться либо электромагнитным излучением, либо гравитационными волнами, и будет составлять значительную долю энергии покоя исходной массы, составляющей формирующуюся черную дыру.
Кроме того, ОТО делает сохранение энергии проблематичным из-за гравитационных волн, которые являются частью пространства-времени, а не тензора массы энергии. Таким образом, этот вопрос, который я задал, сложен. Я спросил об этом, потому что прочитал недавнюю статью, объясняющую темную энергию как результат (солитонных) гравитационных волн, излучаемых первоначальными массивными черными дырами, образовавшимися в ранней Вселенной.
Предупреждение: в сферической симметрии масса АДМ ТОЧНО равна массе последней черной дыры (при условии, что из дыры не выброшено какое-либо вещество), что непосредственно следует из теоремы Бирчгофа.
Эффективная масса черной дыры?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v