Если бы черная дыра направлялась в нашу солнечную систему и прибыла бы в течение года, обязательно ли мы знали бы об этом?

По сути, достаточны ли наши технологии наблюдения и покрытия, чтобы почти всегда обнаруживать приближающиеся объекты, такие как черная дыра, когда до их прибытия остается год? Если да, то в какие сроки мы не обязательно его заметим?

Я знаю, что обязательно — это слишком сильно сказано, поскольку, конечно, нет стопроцентной уверенности в том, что мы его заметим в любом случае, но в определенные моменты становится очень маловероятным, что мы его не заметим. Где лежит эта точка?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Из того, что я понял из ваших ответов, есть три способа заметить приближающуюся черную дыру:

  1. эффект линзы; гравитационные эффекты черной дыры искажают свет, что мы можем видеть на наших космических снимках.
  2. Электромагнитное излучение, вызванное аккреционными дисками, от гамма-лучей до рентгеновских лучей, включая видимый свет.
  3. Гравитационные эффекты Солнечной системы. Если орбиты нашей Солнечной системы заметно изменятся, то это может привести к открытию приближающейся черной дыры.

Теперь то, в какой степени каждая из вышеперечисленных точек будет играть роль в обнаружении черной дыры, зависит от характеристик черной дыры. Это означает, что, вероятно, существует множество различных временных рамок, в которых ЧД может быть обнаружена, в зависимости от характеристик ЧД. Если это так, то я ищу верхнюю и нижнюю границу.

Может быть, зависит от того, насколько быстро он шел. Типичные скорости ближайших звезд могут составлять около 100 км/с, но черные дыры могут двигаться быстрее... может быть, 1000 км/с, если их ускорит взрыв сверхновой, который их сформировал.
@JamesK Если бы черная дыра двигалась с такой скоростью, в какие сроки мы бы ее, вероятно, заметили?
Мы также сможем обнаружить его гравитационное воздействие на другие тела Солнечной системы; их орбиты будут нарушены присутствием черной дыры.
Когда вы говорите, что черная дыра «прибудет», является ли это точкой, в которой заметно дополнительное гравитационное притяжение, или точкой, в которой мы находимся в пределах горизонта событий черной дыры, пересекающего Солнечную систему?
@LioElbammalf Зависит от того, что вы подразумеваете под заметным. Я предполагаю, что если бы эффект был заметен, то черную дыру, вероятно, нашли бы довольно быстро, потому что люди во всем мире захотели бы выяснить, что вызывает таинственные гравитационные эффекты. И любопытство, и страх, вероятно, заставят много ресурсов направить на поиск источника возмущения, что наводит меня на мысль, что черная дыра будет обнаружена довольно быстро.
@ A.Kvåle Я просто пытаюсь понять, где должна быть эта черная дыра через год, чтобы «прибыть» в нашу солнечную систему.
@LioElbammalf Это были немного произвольные временные рамки, я просто использовал их в качестве примера. В чем мой вопрос на самом деле, так это в следующем; «Если бы к нам направлялась черная дыра, в течение какого времени после ее прибытия мы почти наверняка ее заметим?»
Это обычная звездная ЧД (то есть с массой около 3 М ⊙ или так)? Или это (весьма гипотетически) изначальная ЧД ?

Ответы (3)

Конечно, это зависит от размера отверстия. Единственный способ обнаружить маленькую черную дыру — это ее гравитационное воздействие . Если это массовая дыра Солнца, то будет эффект линзирования. Насколько нам известно, пространство, окружающее Солнечную систему, пусто. Если он движется со скоростью 100 км/с, то изначально он находится на расстоянии 1/3000 светового года.

Сможем ли мы увидеть деформацию изображений звезд?

Да.

Можно увидеть эффекты микролинзирования. Мы могли бы компьютеризировать наблюдения и позволить им выдать предупреждение, если оно будет обнаружено. Сможем ли мы определить его расстояние? Это сложно, но если предположить, что он находится на расстоянии одного года от этого места, мы можем оценить его массу.

Если будет предупреждение, то что? Ничего. Мы будем жить в страхе (то есть люди, которые знают), не имея возможности что-либо сделать с ужасными последствиями (солнечная система будет разрушена). Так что, может быть, лучше не знать. Дни, когда начнутся разрушения, покажут. Если масса черной дыры мала (но достаточно велика, чтобы существенно не испариться за год), еще неизвестно, можно ли ее вообще обнаружить. Вы бы видели только черное небо со звездами. Но влияние на Землю будет видно наверняка. Черные дыры в этом отношении гораздо более коварны, чем астероиды, которые вы можете видеть. Я не уверен, насколько большой должна быть масса, чтобы ЧД не испарилась существенно. Может другие подскажут. Посчитать не так уж и сложно.

Кажется, что 100-летняя черная дыра имеет пик излучения в 0,1 ТэВ. Разве мы не обнаружим сильный источник радиации, который становится все сильнее? Также я полагаю, что гравитация не будет нашей единственной проблемой...
@MaciejPiechotka Что вы подразумеваете под 100-летней черной дырой? Вы имеете в виду излучение Хокинга?
@MaciejPiechotka Я думаю, что такая дыра может быть обнаружена уже гораздо раньше, чем через год.
Черная дыра, которая испарится через 100 лет. Да. Я имею в виду излучение Хокинга — я не уверен, что «единственный способ, которым вы, вероятно, сможете обнаружить маленькую черную дыру, — это ее гравитационные эффекты». верно для такой близкой черной дыры, так как маленькие черные дыры горячие (то есть испускают излучение черного тела горячего объекта).

Черная дыра, приближающаяся к нашей Солнечной системе, была бы обнаружена за сотни лет до того, как близлежащие звезды изменили положение, хотя ее истинная природа не была бы известна до десятилетий назад, когда концепция черных дыр была впервые постулирована, а затем подтверждена.

Даже если черная дыра войдет в Солнечную систему, а не пройдет рядом с ней, она не поглотит никаких планет. Он слишком мал, поэтому шансы смехотворно малы. Орбиты планет обязательно будут возмущены, что будет иметь другие последствия.

Kurzgesagt - In a Nutshell снял видео о том, что произойдет, если коричневый карлик пролетит через внутреннюю часть Солнечной системы и вызовет выброс Земли. Хотя это не так массивно, как черная дыра, эффекты будут похожими:

«Она слишком крошечная», «хотя и не такая массивная, как черная дыра» — вы, кажется, сделали предположения о размере гипотетической черной дыры, но в вопросе не указывался конкретный размер.
@JBentley Да, я никогда не указывал размер.

Прибытие в течение года = почти наверняка уже в пределах гелиосферы.

Я предполагаю, что это черная дыра звездного остатка (большие будут еще заметнее, меньшие пока неизвестны).

Это будет довольно яркий блестящий источник рентгеновского излучения в небе (у нас вокруг достаточно материи, чтобы поддерживать яркий аккреционный диск).

Это исказит орбиты нашей внешней планеты, вероятно, на 10 лет вперед.

И да, это будет катастрофа.

Потребовались миллиарды лет, чтобы привести орбиты Солнечной системы в более или менее стабильное и круговое состояние, и мы в значительной степени зависим от этого положения дел.

а не только источник рентгеновского излучения. Горизонт событий излучает во всем спектре, не удивлюсь, если вся космическая пыль и другие объекты, притягиваемые к нему, заставят его также излучать свет в видимом спектре.
Горизонт событий излучает излучение Хокинга, для черной дыры звездной массы (или больше) оно НАМНОГО холоднее, чем космический микроволновый фон. Рентгеновские, гамма-лучи (а также все более мягкое) исходят от аккреционного диска и от полярных джетов. И да, это, вероятно, будет видно и в UV-Vis.
Можете ли вы установить, что это будет яркий источник рентгеновского излучения? Я думаю, что это ключевой момент.
Знаменитый Лебедь X-1 оценивается на четыре порядка более высокой светимостью в рентгеновском диапазоне, чем наше Солнце во всем его спектре. Его аккреционный диск питается от звездного ветра компаньона. Что ж, наша среда довольно слаба в отношении звездных ветров, но, к счастью, мы не заметили черную дыру рядом с облаком Оорта.
По моим расчетам; если использовать наименьшую оценку внешней границы облака Оорта (0,08 световых года) и максимальную оценку скорости черной дыры (1000 км/с), то она войдет в облако Оорта, когда будет находиться от нас примерно в 30 годах. Итак, вопрос в том, если он находится на расстоянии 0,08 световых лет от нас, в какой степени мы увидим его аккреционный диск? Можем ли мы увидеть это невооруженным глазом?
В значительной степени да.
Будет ли это выглядеть как еще одна звезда на небе или будет выглядеть более уникально? В какой момент мы сможем увидеть аккреционный диск?
Да, это будет похоже на звезду. Ярче и ярче. Нет, я думаю, мы никогда не сможем разглядеть аккреционный диск невооруженным глазом - Земля до этого разлетится на куски (приливные силы), а атмосфера уже давно исчезнет еще до этого (рентгеновские лучи). И я думаю, что нет безопасного расстояния для человека, чтобы увидеть аккреционный диск звездной черной дыры.
Не уверен, откуда я взял эту идею (думал, что кто-то прокомментировал ее в этом посте), но правда ли, что чем меньше черная дыра, тем ярче аккреционный диск? Согласно Википедии, чем больше масса центрального тела, тем выше частота ЭМ излучения. Коррелирует ли светимость аналогичным образом? Чем выше масса, тем выше светимость? Если это так, это, вероятно, сделает мою первую идею неверной.
Чем меньше черная дыра, тем ярче сама черная дыра (излучение Хокинга). Но мы не знаем ни одной черной дыры, которая имеет хотя бы теоретически обнаруживаемое излучение Хокинга. Свойства аккреционного диска зависят от множества факторов, комментировать которые я не компетентен, но основным фактором их яркости/светимости является доступная для аккреции материя. Большие (тяжелые) черные дыры ярче в масштабе (они притягивают материю из большего объема пространства).
@ PM2Ring ... только для того, чтобы увидеть, насколько неважно излучение Хокинга в контексте вопроса.
Излучают ли меньшие черные дыры больше излучения Хокинга, потому что у них меньше гравитации?
@ A.Kvåle, с этой точки зрения, меньшие черные дыры испускают больше излучения Хокинга из-за более сильного приливного эффекта вблизи горизонта событий.
Если бы черная дыра направлялась в нашу солнечную систему и прибыла бы в течение года, обязательно ли мы знали бы об этом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v