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Cuando hablamos de la evaporación del agujero negro, ¿qué sucede exactamente?

Según Wikipedia:

Radiación de Hawking reduce la masa y la energía de los agujeros negros y se por lo tanto, también conocido como agujero negro de la evaporación. Debido a esto, negro agujeros que no la masa de ganancia a través de otros medios, se espera que disminuya el y, finalmente, desaparecer.

Mi pregunta es acerca de este descenso y la desaparición de parte. Mi (a nivel de escuela, en el mejor - se supone que debo ahora enseñan estas cosas mejor) la comprensión es que un agujero negro en el fin de ser un agujero negro debe ser extremadamente denso o muy masiva. ¿Significa esto que a partir de algún punto en el tiempo agujero negro sólo dejará de ser un agujero negro porque no va a ser masivo suficiente?

La cuestión se sugiere como duplicados - Una explicación de la Radiación de Hawking - es realmente acerca de la naturaleza física de la radiación de Hawking en sí, por lo que, aunque relacionados, es diferente.

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Mickeysofine Puntos 57

¿Significa esto que a partir de algún punto en el tiempo agujero negro sólo dejará de ser un agujero negro porque no va a ser masivo suficiente?

No, una vez que se forma un agujero negro no hay vuelta atrás. Se puede perder masa a través de la radiación de Hawking, pero (como ya sabemos) no puede dejar de ser un agujero negro hasta que no hay nada a la izquierda. No hay teórico inferior límite de masa de un agujero negro. Existe una posibilidad de que la derecha muy cerca de la final de el proceso de evaporación que algunos cuántica efecto crea una estable remanente, pero necesitamos una adecuada teoría de la Gravedad Cuántica (que une a la Relatividad General con la teoría Cuántica) para responder a preguntas como esa, y aún no contamos con dicha teoría.

Como el artículo de la Wikipedia explica, radiación de Hawking es un muy lento proceso por el agujero negro de la masa de una estrella típica, y es muy frío, alrededor de una mil millonésima de grado por encima del cero absoluto. Así que es muy difícil de observar, incluso si se encontraban cerca del agujero negro. La tasa de evaporación se hace más rápido y la temperatura aumenta a medida que la masa del agujero negro se hace más pequeño, pero en la actualidad el universo es demasiado caliente para un aislado estelar agujero negro para perder masa: se gana mucha más energía de la radiación Cósmica de Fondo de Microondas (CMB) de la radiación de la que se emite como radiación de Hawking.

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cmaster Puntos 351

Radiación de Hawking es un proceso que siempre está ahí cuando se tiene un horizonte de sucesos. Con los agujeros negros, la intensidad de esta radiación es una función de su tamaño: cuanto más pesado es El agujero negro, y por lo tanto el más grande es el horizonte de sucesos, la más fría de la radiación de Hawking.

Mientras que la fuerza de la radiación de Hawking se aproxima a cero a medida que avanza a grandes agujeros negros, que en realidad nunca llega a cero. Así, en un sentido, los agujeros negros no son nunca realmente negro. Siempre irradiar un poco, y ellos siempre pierden lentamente de peso, debido a que la radiación.

Por lo tanto, si usted aislar un agujero negro de cualquier radiación entrante, poco a poco se encogen, y por la reducción va a ser más brillantes, por lo que se reducirá más rápidamente en un auto-amplificación proceso. Esta auto-amplificación es tan fuerte, que cualquier suficientemente pequeño agujero negro pierde toda su masa dentro de un tiempo finito.

Wikipedia dice:

Así, por ejemplo, 1 segundo de la vida agujero negro tiene una masa de $2.28×10^5kg$, equivalente a una energía de $2.05×10^{22}J$ que podrían ser liberados por $5×10^6$ megatones de TNT. La energía inicial es $6.84×10^{21}W$.

Se puede ver, una de 300 toneladas pesados agujero negro no es negro del todo. Diciendo que es blanco-caliente es una grave subestimación. Es tan sumamente brillante que acaba de ver una enorme explosión que excede con mucho el poder destructivo de todos los mundos ojivas nucleares tomado juntos... Y todo esta radiación está saliendo de un objeto de tamaño subatómico!


Así que, sí, los agujeros negros dejan de ser negro como se achica. Su radiación de Hawking les da la apariencia de un perfectamente negro, más o menos objeto caliente. Grandes agujeros negros son más frías que el fondo cósmico de microondas, que aparecen tan negro como nos podemos imaginar. Pero los agujeros negros más pequeños brillar con la radiación de Hawking. Como el agujero negro se encoge, el resplandor se va todo el camino desde un tenue brillo rojizo, brillante de luz blanca, brutalmente brillante ultravioleta y mortal intensivo de rayos X para la destructiva brillo de una ojiva nuclear.

Pero todo el tiempo, es sólo la radiación de Hawking que ver. La singularidad (o lo que ocurre dentro de un agujero negro) sigue envuelta detrás del horizonte de sucesos hasta que el agujero negro ha perdido toda su masa.

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Santosh Bachkar Puntos 26

En primer lugar, si ignoramos los efectos cuánticos como la radiación de Hawking, entonces no habría ningún tipo de límite a la pequeña de un agujero negro puede ser. Clásica de la relatividad general permite negro-agujero soluciones con arbitrariamente pequeña masa $M>0$, y el correspondiente radio de Schwarzschild (para un no-rotación de un agujero negro, que es el caso más simple) es $R=2GM/c^2$. Si tomamos $M$ a de ser la masa de la tierra, entonces el $R$ viene a ser aproximadamente de un centímetro. Si tomamos $M$ a de ser la masa de una gran montaña, a continuación, $R$ viene a ser menor que el radio de un átomo (pero más que el radio de un protón). Aunque es pequeño, es todavía un agujero negro — al menos si hacemos caso de que los efectos cuánticos como radiación de Hawking.

Exactamente cómo los efectos cuánticos cambiar esta imagen no se entiende todavía, así que no creo que definitivamente puede decir cuando una evaporación del agujero negro deja de ser un agujero negro. Sin embargo, tenemos buenas razones para pensar que la clásica teoría de la relatividad general seguirá siendo una buena aproximación a la geometría del espacio-tiempo tan largo como la masa del agujero negro es mucho más grande que la masa de Planck $\sqrt{\hbar c/G}$, que es una pequeña fracción de un miligramo. En particular, tenemos buenas razones para estar seguro de que una evaporación del agujero negro que comienza con una típica masa estelar (o más) todavía va a ser un agujero negro después de que se reduce a la tierra-proporciones de masa, y, presumiblemente, incluso después de que se reduce a la montaña-masa (subatómicas) proporciones.

(Tenga en cuenta que esto tomaría mucho, mucho más que la edad actual del universo, y ni siquiera eso es sólo si el agujero negro está irradiando más de lo que consume, lo que no es probable que en un universo lleno de radiación cósmica de fondo.)

Esta respuesta se basa en una mezcla artificial de dos teorías diferentes, clásica de la relatividad general y la física cuántica, que no sabemos muy bien cómo combinar todavía. Tenemos buenas razones para pensar que en algún momento, donde tanto general-relativista y cuántica efectos han competir magnitudes, el clásico concepto de espacio-tiempo de alguna manera va a romper. Esto se debe, al menos, pasar cerca de la "singularidad" que clásica de la relatividad general predice que en el interior de un agujero negro, y para la totalidad de cualquier agujero negro que no es mucho más grande que la masa de Planck. Exactamente lo que sucede en esas condiciones no es aún conocida. Sin embargo, cuando se considera sólo a situaciones que no son extremos, colocando respuestas sobre la "artificial mezcla de dos diferentes teorías" es una cosa razonable para hacerlo. Razonable no significa necesariamente correcto... solo razonable.

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