Как именно испаряется черная дыра?

Читая об излучении Хокинга, я понял, что черные дыры со временем теряют энергию, что в некотором роде логично (иначе они были бы там вечно, и тепловая смерть технически никогда не наступила бы).

Но - как именно он "испаряется"? Что происходит, когда он больше не содержит достаточно массы в пределах радиуса Шварцшильда ? Он как-то взрывается? Превращается в "обычную материю"? Просто исчезает со временем? Или?

Радиус уменьшается по мере уменьшения массы.
О, спасибо, это та "маленькая" деталь, которую я упустил. Если вы хотите опубликовать это как ответ - я с радостью приму
Это еще не все. В конце поток излучения увеличивается настолько, что происходит «взрыв», поэтому одна из статей Хокинга называлась «Взрывы черных дыр?» И никто не понимает, остался ли какой-то остаток планковского масштаба.
Я разместил ответ.

Ответы (2)

Черная дыра испаряется, излучая энергию в виде фотонов, гравитонов, нейтрино и других элементарных частиц в процессе, который включает квантовую теорию поля в искривленном пространстве-времени. Это приводит к тому, что он теряет массу, и поэтому его радиус уменьшается. Она остается черной дырой, поскольку сжимается. Увеличенная кривизна пространства-времени на горизонте заставляет его излучать все сильнее и сильнее; его температура становится все горячее и горячее. Чем больше массы он теряет, тем быстрее он теряет то, что осталось!

Я согласен с Майклом Уолсби в том, что маленькие черные дыры являются спекулятивными и не были обнаружены. Я не уверен, что их никогда не будет, и важно понимать, как они себя ведут.

Как объясняется в статье Википедии, для невращающейся черной дыры с массой М , радиус горизонта событий равен

р "=" 2 г М с 2

а температура Хокинга

Т "=" ℏ с 3 8 π к Б г М .

Если вы сделаете приближение, что черная дыра является абсолютно черным телом, то излучаемая мощность равна

п "=" ℏ с 6 15360 π г 2 М 2

и время жизни дыры

т "=" 5120 π г 2 М 3 ℏ с 4 .

Обратите внимание на простую степенную зависимость всех этих величин от М . Все остальное просто константы. Легко подставить числовые значения и вычислить следующую таблицу для черных дыр, масса которых колеблется от массы астероида до массы шара для боулинга:

М  (кг) р  (м) Т  (К) п  (Вт) т  (с) 10 20 1,49 × 10 − 7 1,23 × 10 3 3,56 × 10 − 8 8.41 × 10 43 10 19 1,49 × 10 − 8 1,23 × 10 4 3,56 × 10 − 6 8.41 × 10 40 10 18 1,49 × 10 − 9 1,23 × 10 5 3,56 × 10 − 4 8.41 × 10 37 10 17 1,49 × 10 − 10 1,23 × 10 6 3,56 × 10 − 2 8.41 × 10 34 10 16 1,49 × 10 − 11 1,23 × 10 7 3,56 × 10 0 8.41 × 10 31 10 15 1,49 × 10 − 12 1,23 × 10 8 3,56 × 10 2 8.41 × 10 28 10 14 1,49 × 10 − 13 1,23 × 10 9 3,56 × 10 4 8.41 × 10 25 10 13 1,49 × 10 − 14 1,23 × 10 10 3,56 × 10 6 8.41 × 10 22 10 12 1,49 × 10 − 15 1,23 × 10 11 3,56 × 10 8 8.41 × 10 19 10 11 1,49 × 10 − 16 1,23 × 10 12 3,56 × 10 10 8.41 × 10 16 10 10 1,49 × 10 − 17 1,23 × 10 13 3,56 × 10 12 8.41 × 10 13 10 9 1,49 × 10 − 18 1,23 × 10 14 3,56 × 10 14 8.41 × 10 10 10 8 1,49 × 10 − 19 1,23 × 10 15 3,56 × 10 16 8.41 × 10 7 10 7 1,49 × 10 − 20 1,23 × 10 16 3,56 × 10 18 8.41 × 10 4 10 6 1,49 × 10 − 21 1,23 × 10 17 3,56 × 10 20 8.41 × 10 1 10 5 1,49 × 10 − 22 1,23 × 10 18 3,56 × 10 22 8.41 × 10 − 2 10 4 1,49 × 10 − 23 1,23 × 10 19 3,56 × 10 24 8.41 × 10 − 5 10 3 1,49 × 10 − 24 1,23 × 10 20 3,56 × 10 26 8.41 × 10 − 8 10 2 1,49 × 10 − 25 1,23 × 10 21 3,56 × 10 28 8.41 × 10 − 11 10 1 1,49 × 10 − 26 1,23 × 10 22 3,56 × 10 30 8.41 × 10 − 14 10 0 1,49 × 10 − 27 1,23 × 10 23 3,56 × 10 32 8.41 × 10 − 17

Как видите, когда дыра сжимается, она сильно нагревается и излучает огромное количество энергии. Вот почему Хокинг назвал одну из своих статей «Взрывы черных дыр?»

Насколько я знаю, никто не уверен, испаряется ли дыра полностью или оставляет после себя остаток планковского масштаба.

Мы не знаем массы покоя нейтрино, но как только температура приблизится к этим значениям, нейтрино будут излучать большую часть энергии. Когда температура черной дыры приближается к массе покоя электрона, мюона, пиона и т. д., этот канал также становится актуальным и добавляет к общей мощности. Так что, возможно, все строки вашей таблицы неверны.
Я согласен. Я использовал простые формулы из статьи Википедии «Излучение Хокинга», которая называет их грубой аналитической оценкой. Они дают общее представление о том, что дыра сжимается все быстрее и быстрее и излучает все большую и большую мощность. Точные расчеты требуют подробных расчетов, таких как те, которые первоначально сделал Дон Пейдж в 1976 году, с учетом коэффициентов прохождения для полей различных спинов и масс.
Как влияет на вычисление Хокингом мощности, времени испарения и температуры достижение соответствующих масс частиц? Ссылки?

Ни одна черная дыра еще никогда не испарялась; энергия, которую они поглощают из своего окружения, намного превышает ту, которую они теряют из-за излучения Хокинга. Вполне может быть, что Вселенная рухнет и будет переработана в Большом Сжатии до того, как первая черная дыра успеет испариться. Тем, кто говорит, что Вселенная расширяется слишком быстро, чтобы коллапсировать, я скажу, что среди космологов нет единого мнения по этому поводу. В настоящее время нельзя исключать Большой кризис.

Разве это утверждение не зависит от размера черной дыры?
Да, но истории о черных дырах размером с мрамор, содержащих примерно такое же количество массы, что и Земля, — чистая спекуляция. Никто никогда не обнаруживал такую ​​черную дыру и почти наверняка никогда не обнаружит. В очень маловероятном случае, если они существуют, они все равно будут убирать материю из своего окружения и становиться больше, а не меньше.
Вы приводите справедливые доводы, но «ни одна черная дыра еще никогда не испарялась» — смелое утверждение, если только вы не имеете в виду только макроскопические черные дыры. Первичные микроскопические черные дыры, возможно, уже испарились.
Да, это могло бы быть, но я еще никогда не видел никаких доказательств того, что микроскопические черные дыры когда-либо существовали, это все просто предположения.
Я подозреваю, что некоторые из источников гамма-лучей, космических лучей или даже FRB могут быть излучением Хокинга... Хотя доказательств нет...
@MichaelWalsby Это означает, что вы можете отредактировать свой ответ, чтобы сказать что-то вроде «Ни одна известная нам черная дыра никогда не испарялась». Конечно, мы знаем только о больших (пока).
Как именно испаряется черная дыра?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v