Хорошо известно, что Луна влияет на скорость вращения Земли. Насколько я понимаю, если бы Луна была больше, она могла бы в большей степени воздействовать на приливные силы и, возможно, замедлить вращение Земли.
В статье на сайте space.com под названием «Эта огромная черная дыра вращается со скоростью, равной половине скорости света» описывается, что черные дыры могут вращаться со скоростью, равной 50% скорости света.
Можем ли мы сказать, влияет ли на скорость вращения черной дыры количество материи, вращающейся вокруг нее?
Влияет ли на вращение черной дыры материя, вращающаяся вокруг нее?
Краткий ответ: Да!
Спин (угловой момент) черной дыры может изменяться при взаимодействии с окружающей материей различными способами.
В таких процессах будут соблюдаться законы термодинамики черных дыр . Это, в частности, означает, что площадь горизонта событий всегда будет увеличиваться, даже когда из черной дыры извлекается вращательная энергия. Кроме того, угловой момент черной дыры удовлетворял бы (где — масса черной дыры), невозможно раскрутить черную дыру дальше этой границы.
Если тело погружается в черную дыру, его угловой момент (в основном угловой момент его орбитального движения, но также и любой собственный угловой момент, который у него был) становится частью углового момента черной дыры. Итак, если черная дыра окружена аккреционным диском, то перенос углового момента внутри и внутрь черной дыры является важным аспектом процессов, происходящих там, и этот перенос будет происходить с помощью многих средств: плазменной турбулентности, магнитных полей, электромагнитных и гравитационных полей. излучение и т. д. В ходе своей эволюции аккреция могла «раскрутить» черную дыру достаточно близко к максимально возможным значениям углового момента (для данной массы).
Можно передать угловой момент (и энергию) черной дыре с помощью приливных эффектов, см., например, эту статью . Например, это произошло бы, если бы черная дыра была частью двойной системы (с другой черной дырой, нейтронной звездой и т. д.). Это прямое обобщение замедления вращения Земли из-за приливного влияния Луны, как упоминалось в OP. Помещенная в идентичную среду вращающаяся черная дыра поглощает больше энергии и углового момента от приливных эффектов, чем невращающаяся черная дыра. Но даже для вращающихся черных дыр в большинстве случаев этот тип поглощения массы/углового момента слишком мал, и его обычно можно игнорировать.
Вращающиеся черные дыры обладают сверхизлучением — явлением, когда поток излучения (электромагнитного или гравитационного), падающего на черную дыру, усиливается. Этот эффект концептуально похож на процесс Пенроуза , только для волн, а не для частиц. Необходимая энергия и уносимый угловой момент обеспечивается вращением черной дыры, в результате чего она замедляется. Родственная концепция - бомба черной дыры , неконтролируемый процесс сверхизлучения.
Наконец, следует особо упомянуть процесс Блэндфорда-Знайека , который извлекает вращательную энергию (и, таким образом, замедляет вращение черной дыры) через магнитные поля от внешних источников.
Позвольте мне сначала резюмировать:
приливное взаимодействие в системе Земля-Луна увеличивает высоту орбиты Луны и замедляет Землю. Существует также обмен угловым моментом. При этом угловой момент Луны увеличивается, и соответственно уменьшается угловой момент Земли.
В случае с черной дырой: Насколько мне известно, единственное взаимодействие с окружающей материей - это аккреционный диск черной дыры.
На большом расстоянии от черной дыры гравитация черной дыры очень точно описывается стандартным ньютоновским законом обратных квадратов всемирного тяготения. На таких расстояниях орбитальное движение вокруг черной дыры столь же стабильно, как и орбиты планет Солнечной системы.
Ближе к черной дыре становятся существенными релятивистские эффекты. Долгосрочное орбитальное движение все еще возможно, но эти орбиты имеют прецессию (как у Меркурия прецессия своей орбиты). Чем ближе к черной дыре, тем выше скорость прецессии.
Таким образом, все, что вращается вокруг черной дыры на таком расстоянии, имеет повышенную вероятность столкнуться с соседями. Последствием такого удара является потеря орбитальной высоты. (Или удар делает орбиту еще менее круглой, что увеличивает вероятность столкновения с соседями.)
Дело не в том, что черная дыра активно притягивает к себе массу. Дело в том, что со временем масса, вращающаяся вокруг черной дыры, имеет тенденцию терять орбитальную высоту. В конце концов масса, вращающаяся вокруг черной дыры, теряет настолько большую орбитальную высоту, что пересекает горизонт событий.
Когда орбитальная масса пересекает горизонт событий, орбитальный угловой момент поглощается общим угловым моментом черной дыры.
(Многие черные дыры имеют чистое окружение. Вся масса, которая была достаточно близко, чтобы ее можно было проглотить, уже проглочена.)
Это означает, что черная дыра имеет только одну форму гравитационного взаимодействия с окружающим веществом: орбитальная высота окружающего вещества уменьшается , и в конечном итоге это вещество пересекает горизонт событий. (Напротив, приливное взаимодействие в системе Земля-Луна вызывает увеличение высоты орбиты Луны)
Так что при нормальном ходе событий я не вижу процесса, который мог бы уменьшить угловой момент черной дыры.
(Ну, я предполагаю, что возможен следующий сценарий: движущееся газовое облако встречает черную дыру, и вектор углового момента этого газового облака противоположен угловому моменту этой черной дыры. Если это газовое облако сжимается до аккреционный диск, то у вас есть аккреционный диск с угловым моментом, противоположным угловому моменту черной дыры, но это очень надуманный сценарий.)
Итак:
я не вижу правдоподобного процесса, который мог бы заставить угловой момент черной дыры снова уменьшиться.
Для удовольствия вы можете прочитать о процессе Пенроуза.
Нет, потому что почти вся материя вблизи черной дыры настолько мала, что их гравитация не так велика.
Чарльз Такер 3
Клеонис
Чарльз Такер 3