Почему испаряющаяся черная дыра всегда остается черной дырой?

Звезды могут коллапсировать и образовывать черные дыры только в том случае, если их массы превышают предел Чандрасекара. М > М п л 3 / М час у д р о г е н 2 . Когда Вселенная достаточно остынет, черные дыры могут начать испаряться за счет излучения Хокинга.

Почему в испарении черных дыр нет точки (соответствующей нижнему пределу размера черной дыры), где давление вырождения электронов снова побеждает гравитационное взаимодействие, так что черные дыры снова становятся «нормальными» состояниями материи без все особые свойства черной дыры?

Вы предполагаете, что внутри горизонта черной дыры все еще есть «электроны». Но никто не знает, что на самом деле происходит с материей внутри горизонта.

Ответы (2)

Вы должны быть точны в том, что вы подразумеваете под черной дырой.

В реальном мире черных дыр не существует . Таким образом, коллапсирующая масса не становится черной дырой, а затем перестает быть черной дырой по мере испарения. Это никогда не было черной дырой.

Метрики Шварцшильда и Керра — это идеализированные решения, не зависящие от времени, поэтому они существовали бесконечное время и продолжают существовать бесконечное время. И ни один из них не содержит массы, электронов или чего-то еще. Оба они являются вакуумными решениями с массой АДМ, но тензором энергии-импульса, который везде равен нулю (кроме сингулярности, где он не определен).

Поэтому, если вы начнете с геометрии Шварцшильда или Керра и введете испарение, они не перестанут внезапно быть черной дырой, потому что это полностью геометрические конструкции.

Это предположение Хокинга довольно спекулятивно, не так ли? Я не уверен, что вы должны утверждать это как научный консенсус.
Ренни всегда готов дать четкий ответ. Спасибо, что сделали это зрелище забавным.
@Rococo: то, что для формирования горизонта событий требуется бесконечное координатное время, было известно, по крайней мере, с момента открытия метрики Оппенгеймера-Снайдера (опубликовано в 1939 г.). Я предполагаю, что излучение Хокинга все еще не доказано, хотя я предполагаю, что большинство из нас считает его существование весьма вероятным. Хотя в статье Хокинга есть спекулятивные элементы , идея о том, что могут существовать только видимые горизонты, далеко не нова.
Хорошо, спасибо за разъяснение. Тем не менее, правда ли, что если вы прыгнете в черную дыру Оппенгеймера-Снайдера плюс излучение Хокинга, то после долгого времени относительно первоначального коллапса, но до значительного испарения, вы столкнетесь с сингулярностью (или чем-то, что заменяет ее в полном описании квантовой гравитации? ) за конечное собственное время?
@Rococo: см. Достигает ли какая-либо частица какой-либо сингулярности внутри черной дыры? . 'т Хофт (да, это физик, лауреат Нобелевской премии!) думает, что вы столкнетесь с сингулярностью. У него есть Нобелевская премия, а у меня нет, поэтому я склонен верить тому, что он говорит, но не уверен, что полностью это понимаю.
Отлично, спасибо! Я пропустил это. Кажется, это имеет интересные последствия для космической цензуры... поскольку это не мой вопрос, я остановлюсь на этом.

Предел Чандрасекара (как он определен Чандрасекаром) не принимает во внимание общую теорию относительности. Он возникает, когда электронно-вырожденный объект, находящийся в равновесии, стремится к бесконечной плотности при определенной массе — массе Чандрасекара.

В ОТО «масса Чандрасекара» для идеального вырождения электронов ниже, но, что более важно, точка неустойчивости и коллапса возникает при конечной плотности.

Следовательно, если вы сожмете объект настолько, чтобы он схлопнулся за пределы плотности, при которой его может поддерживать вырождение электронов или даже вырождение нейтронов или любое другое уравнение состояния (это не имеет значения, потому что нестабильность ОТО наступает при конечной плотности для любого предполагаемого уравнение состояния), то сформируется астрофизическая черная дыра.

Даже если бы черная дыра потеряла массу в результате испарения, плотность материи всегда была бы такой (в системе отсчета коллапсирующей материи плотность, конечно, быстро стремится к бесконечности), что ее уже никогда нельзя было бы снова поддерживать в ОТО с помощью любое уравнение состояния.