Температура массивной звезды очень высока, а для нейтронных звезд обычно выше . ( https://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_star#Mass_and_temperature )
Однако модель, основанная на излучении Хокинга, дает температуру черной дыры как ( https://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation )
что дает очень низкие температуры для черных дыр звездных масс.
Как они встречаются? Известно ли нам о явлении, которое заставляет звезду остывать при коллапсе? или температура Хокинга применима только к горизонту событий? в этом случае какова температура сингулярности и ее теплопроводность?
Вещество, падающее в черную дыру, разгоняется до релятивистских скоростей, т. е. скоростей, сравнимых со скоростью света. Трение преобразует часть этой кинетической энергии в тепло, поэтому вещество сильно нагревается. Вот почему аккреционный диск черной дыры обычно излучает рентгеновское излучение: более горячее вещество излучает электромагнитные волны на более высоких частотах.
Как только материя проходит через горизонт событий, она существует всего несколько миллисекунд (для черной дыры солнечной массы), прежде чем столкнется с сингулярностью. В наших нынешних теориях это означает, что он перестает существовать. В любом случае, мы не можем наблюдать эту часть процесса со стороны, так как информационное излучение не может выйти за горизонт событий.
Однако модель, основанная на излучении Хокинга, дает температуру черной дыры как ℏc3/8πGMkB [...], что дает очень низкие температуры для черных дыр звездных масс.
Эта температура является чисто гипотетической, поскольку только в очень отдаленном будущем любая черная дыра окажется не подверженной входящему радиационному фону, который на много порядков выше температуры Хокинга. (У нас также нет особых причин доверять предсказаниям излучения Хокинга, поскольку квазиклассическая гравитация непоследовательна и никогда не проверялась наблюдениями.) Эта температура, если предположить, что она в конечном итоге возникает, не является температурой вещества, которое коллапсировало под действием силы тяжести. Это температура излучения в пустом пространстве, окружающем черную дыру.
Чтобы это понять, нужно иметь модель коллапса. Одной из простых моделей, используемых для этой цели, является модель Оппенгеймера-Снайдера, которая описывает симметричный коллапс однородной сферы материи под действием релятивистской гравитации.
В этой модели внутренняя часть сферы, т. е. область пространства, где находится материя, в основном ведет себя как небольшой участок Вселенной, переживающий Большой Взрыв в обратном направлении, т. е. Большое Сжатие. Если предположить, что это каким-либо образом приближается к реальности, то можно разумно предположить, что ответ будет заключаться в том, что температура и плотность повысятся точно так же, как и при обратном Большом взрыве, поэтому вы также можете ожидать, что различные явления, которые произошли там происходить также до тех пор, пока (предположительно, по крайней мере) они не достигнут порядка планковской температуры, около , и плотность, около , и в этот момент квантово-гравитационные эффекты возьмут верх, и на этом наши теории, подкрепленные доказательствами, закончатся. Также возможно, что они закончатся даже раньше - мы просто не знаем.
Что касается «примирения» этого с явно низкой температурой, предсказанной формулой Хокинга, то ответ заключается в том, что они обсуждают результаты измерений, проведенных в двух очень разных точках пространства-времени. Одно из них находится в самом центре коллапсирующей звезды, которая формировала черную дыру, когда происходит коллапс, другое измерение проводится очень далеко, спустя много времени после того, как погасла сверхновая этой звезды.
Боб