Мое понимание общей теории относительности в лучшем случае рудиментарно, так что будьте откровенны со мной и поправляйте меня там, где это необходимо. Кроме того, любая математика в объяснении приветствуется, но постарайтесь также сделать ответ интуитивно понятным для новичков, таких как я :)
Разве черные дыры не просто нейтронно-кварковые звезды, сжатые хотя бы немного за пределы соответствующего радиуса Шварцшильда?
Согласно моему пониманию общей теории относительности, если бы я заменил звезду такой же массивной черной дырой, я обнаружил бы, что кривизна пространства-времени от границы, где раньше была поверхность звезды, и за ее пределами должна оставаться неизменной, и я следует также обнаружить, что пространство-время в области между упомянутой границей и горизонтом событий должно продолжать изгибаться так, чтобы кривизна была непрерывной на границе. Если я продолжу исследовать\вычислять кривизну до центра масс, я должен обнаружить, что она растет до бесконечности, но почему я должен быть в состоянии сделать это, не упираясь ни в какую пространственную границу?
Рассмотрим нейтронные или кварковые звезды (если последние существуют), где давление вырождения препятствует дальнейшему сжатию материи. Также верно и то, что если бы такая звезда преодолела определенный порог массы, то радиус Шварцшильда стал бы больше, чем радиус звезды, что привело бы к черной дыре.
Итак, моя интуиция подсказывает, что было бы справедливо предположить, что когда ядро звезды достаточно массивно, чтобы коллапсировать в черную дыру, мы все равно должны ожидать, что вся ее масса будет сжата настолько, насколько это позволит давление вырождения — мы просто не сможем его наблюдать, поскольку эта масса заключена в пределах горизонта событий. Это также означало бы, что спрашивать, какова кривизна пространства-времени в центре масс (где результат равен бесконечности), бессмысленно, поскольку вырожденная масса представляет собой пространственную границу, за которой невозможно исследовать кривизну.
Это разумно? Есть ли дыры в моей интуиции? Меня больше всего интересует этот сценарий, потому что я никогда не слышал, чтобы физики говорили об этом (и я предполагаю, что на то есть причина :).
Дополнительный вопрос: если этот сценарий правдоподобен, значит ли это, что излучение Хокинга должно заставить черную дыру «превратиться» в нейтронную звезду в какой-то момент во время испарения?
Главный недостаток вашей интуиции заключается в том, что, как только вы окажетесь внутри горизонта событий, никакое давление или сила не смогут помешать вам двигаться дальше внутрь. (Можно показать, что количество силы, необходимой для удержания чего-либо на постоянном радиусе, стремится к бесконечности по мере приближения к горизонту событий, а ближе к черной дыре просто невозможно оставаться на постоянном радиусе.) Таким образом, вы можете Нельзя сказать, что давление вырождения может удерживать поверхность звезды на постоянном радиусе внутри горизонта событий. Никакое давление вырождения, каким бы большим оно ни было, не может удержать частицы в звезде от коллапса в точку.
Нет. Нейтронные звезды (и кварковые звезды, если они существуют) не являются черными дырами. Есть много наблюдательных и теоретических различий. Некоторые примеры:
Радиус нейтронной звезды больше радиуса Шварцшильда. Отношение между радиусом Шварцшильда нейтронной звезды и удвоенным радиусом нейтронной звезды называется компактностью нейтронной звезды . Если бы нейтронная звезда была черной дырой, компактность была бы 0,5, а более крупные нейтронные звезды имеют меньшую компактность. Компактность нейтронной звезды массой 1,4 без спина («каноническая» нейтронная звезда) точно не известна, потому что она зависит от уравнения состояния плотной ядерной материи, которое нам неизвестно, но в большинстве реалистических моделей предсказывается. быть в пределах 0,1-0,2; явно меньше 0,5.
пользователь306056
Юваль Вайслер
Qмеханик