Я прочитал эти вопросы и ответы. Никто из них не ответил на мой вопрос.
Типичные скорости вращения черных дыр
Существует ли физический верхний предел скорости вращения физического объекта?
В частности, когда ответы говорят:
Следовательно, скорость, с которой объект может вращаться, будет ограничена электромагнитными силами, удерживающими объект вместе от механических центробежных сил, и будет зависеть от атомной структуры объекта.
Не надо скорости света, уже если покрутить кусок теста внешние уровни улетят :). Например, нужно рассчитать силы для стального шара определенного размера и получить предел для этого шара. Он ответит, с какой скоростью он должен вращаться, чтобы поверхностные атомы откололись под действием центробежных сил.
Теперь в случае с черной дырой не только электромагнитные силы и сильное взаимодействие удерживают материал вместе, но и гравитация становится силой, с которой приходится считаться. В случае черной дыры гравитация становится настолько сильной, что даже безмассовые (частицы без массы покоя) частицы не могут покинуть ее.
А потом этот:
Как может вращаться сингулярность в черной дыре, если это всего лишь точка?
Они вращаются, потому что производятся материей, имеющей суммарный угловой момент, а угловой момент сохраняется в аксиально-симметричном пространстве-времени. Таким образом, нет ничего необычного, заставляющего их вращаться, что отличается от любой другой физики.
Однако вы абсолютно правы, возразив, что вращение бесконечно малой точки не имеет особого смысла. В квантовой механике мы говорим о бесконечно малых частицах, имеющих собственный угловой момент («спин»), но это уникальный квантовый эффект, а общая теория относительности — это классическая теория. Итак, ваш вопрос хороший. К счастью, на него есть простой ответ: особенностью вращающейся черной дыры в ОТО является не точка, а кольцо вокруг оси вращения черной дыры. Вращающееся кольцо — даже бесконечно маленькое — имеет смысл, потому что оно топологически отлично от точки нулевого измерения.
Идеальная черная дыра с ненулевым угловым моментом описывается метрикой Керра. Сингулярность такой черной дыры не является точкой.
Итак, я говорю о черной дыре, которая представляет собой нечто большее, чем просто сингулярность, и даже сингулярность не является точкой.
Таким образом, предположение (возможно, ошибочное) должно заключаться в том, что гравитация настолько сильна, что может даже выдержать испытание центробежной силой со скоростью вращения, близкой к скорости света.
Очевидно, что ни один материальный объект не может вращаться со скоростью света, даже черная дыра, но измерения говорят, что они могут приближаться к ней, иногда 0,86с.
Вопрос:
Существует ли определенный предел скорости, при котором черная дыра будет вращаться так быстро, что центробежные силы преодолеют ЭМ/сильные и даже гравитационные силы, удерживающие материал в черной дыре вместе, и дыра начнет разваливаться (может быть, неправильный термин) или остановится? быть сингулярностью? Значит, дыра начнет превращаться из черной дыры, и сингулярность взорвется/расширится (как большой взрыв)?
Есть ли какая-либо экспериментальная/наблюдательная документация, где я мог бы прочитать о том, что они рассчитали/измерили скорость вращения черной дыры (и как они ее измерили) и насколько быстрее ей нужно было вращаться, чтобы начать разваливаться (если это возможно? вообще) или перестать быть черной дырой?
Черная дыра описывается своей массой , угловой момент на единицу массы , электрический заряд и магнитный заряд . Однако основные свойства сохраняются и при отсутствии зарядов, поэтому вращающаяся черная дыра как описано метрикой Керра, является представителем космологических черных дыр.
Внешний горизонт событий в Керре задается выражением
натуральные единицы используются так, что ;
Координаты Бойера-Линдквиста;
;
угловой момент .
Стационарный наблюдатель в идеале на горизонте событий вращается вместе с черной дырой с угловой скоростью .
Горизонт событий существует, если . Если решение Керра описывает голую сингулярность, однако считается, что она не является физической. Причина в том, что при гравитационном коллапсе быстро вращающегося объекта центробежные силы могут предотвратить образование черной дыры.
На пределе
угловая скорость черной дыры
Триаттикус
Арпад Сендрей