Размер черной дыры

Если внутри любой из черных дыр нет материи и все они имеют в центре сингулярность, которая бесконечно мала и бесконечно плотна, то как они могут различаться по размеру и весу?

Обычной мерой размера ЧД является радиус Шварцшильда ее горизонта событий.
Спасибо, но это не совсем ответ на мой вопрос. Я не спрашивал, как измерить размер черных дыр, я спросил, как возможно, что они бывают разного размера.
Действительно, это просто комментарий, а не ответ. Здесь есть некоторая соответствующая информация , но также см. ответ Бена на сайте Physics здесь , где он говорит: «Сингулярность в ОТО подобна куску, вырезанному из многообразия. Это вовсе не точка или набор точек».
Я тоже представляю это чем-то подобным, что это больше похоже на физический разрыв в ткани пространства-времени.

Ответы (1)

Размер черной дыры определяется ее энергией и угловым моментом. Для невращающейся черной дыры существует простая линейная зависимость между массой черной дыры и ее радиусом Шварцшильда :

р с "=" 2 г М с 2

где р с - радиус Шварцшильда, г универсальная гравитационная постоянная, с это скорость света, а М масса черной дыры. Масса черной дыры состоит из всей материи и энергии, которые пошли на создание черной дыры, а также из любой дополнительной материи и энергии, которые попали в нее впоследствии.

Строго говоря, решение Шварцшильда подходит для Вселенной, в которой нет ничего, кроме единственной вечной черной дыры. Но хотя это нефизично, это все же полезное решение, когда мы хотим смоделировать пространство-время со сферической пространственной симметрией (включая планеты и звезды, а не только черные дыры).

Для вращающейся черной дыры ситуация более сложная, и существует несколько горизонтов. Подробности см. в статье Википедии о метрике Керра .

Мы не можем точно сказать, что происходит в ядре черной дыры. Как обсуждалось в этом ответе Флорина , нам нужна теория, которая объединяет общую теорию относительности и квантовую механику, чтобы ответить на такие вопросы.

Чистая черная дыра ОТО имеет в своей основе математическую сингулярность, но большинство астрофизиков считают, что она нефизична и что правильная теория квантовой гравитации устранит эту сингулярность. Однако вполне вероятно, что ядро ​​черной дыры все еще очень маленькое, поскольку поправки квантовой гравитации, вероятно, не срабатывают, пока размер не станет меньше атома. И, конечно же, даже с квантовой гравитацией мы никогда не сможем наблюдать ядра черных дыр, чтобы подтвердить теорию.

Поэтому в настоящее время мы не можем точно сказать, что происходит с энергией и материей, когда они достигают ядра черной дыры. Но мы знаем, что как только что-либо пересекает горизонт событий черной дыры, оно больше не может влиять на Вселенную за пределами горизонта событий, и что все, что находится внутри горизонта событий, должно быстро (в свое время) падать к ядру черной дыры. отверстие, и что никакая известная сила не может предотвратить этот процесс.

Гравитационное поле черной дыры иногда называют «ископаемым полем» . Вся материя и энергия, попадающие в черную дыру, изменяют кривизну пространства-времени по мере приближения к горизонту событий. И как только он пересекает горизонт событий, он больше не может изменить кривизну пространства-времени за пределами горизонта, поэтому эти изменения кривизны сохраняются (до тех пор, пока не появится что-то еще, чтобы добавить свои собственные изменения кривизны).

Так что на самом деле не имеет значения, что происходит в ядре черной дыры, поскольку точная природа ядра черной дыры не влияет на то, что происходит за пределами горизонта событий.

Спасибо, черные дыры имеют больше смысла без сингулярности. Моя любимая теория, вероятно, заключается в том, что наша вселенная родилась как сбой, фазовый переход из другой вселенной с другими законами физики, и она все еще сохраняется внутри ткани нашей вселенной, как темная материя и темная энергия. Черные дыры могут каким-то образом открыть ворота в эту старую вселенную. Если бы старая вселенная была двухмерной, то мы бы наблюдали ее бесконечно маленькой и напряженной, как сингулярность.
@Ba-Lee В таком случае, я думаю, вам понравится читать «Жизнь космоса» Ли Смолина . Кстати, в чистом ОТО вы не можете наблюдать сингулярность ЧД, даже если вы находитесь внутри горизонта событий: сингулярность всегда находится в будущем любого наблюдателя.
Спасибо, я посмотрю на это.
Это очень подробный и хороший ответ, и я очень благодарен, что вы вложили средства в его написание, но, как вы сами сказали, никто на самом деле не знает ответа. Я исключаю это из благодарности, но хотел бы увидеть больше теорий по этому поводу.
@Ba-Lee Правда, мы точно не знаем, что происходит в ядре, но, как объясняют мои последние 2 абзаца, это не влияет на массу и размер черной дыры. Искажение пространства-времени вблизи черной дыры полностью определяется тем, что произошло за горизонтом событий. С точки зрения стороннего наблюдателя все события внутри горизонта событий происходят в отдаленном будущем (насколько далеко зависит от того, какие координаты вы хотите использовать).
Вероятно, черной дыры все равно не существует, поскольку квантовая механика ясно утверждает, что ничто не может быть бесконечно маленьким и плотным. Это может быть что-то вроде гравастара или другой экзотической материи, еще не известной нам.
Также см. мой ответ здесь: physics.stackexchange.com/a/696441/123208
Размер черной дыры
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v