[Tronik]

Witam!

O to kolejne pytanie z pytanie z cyklu "Co zastanawia Tronika?"

Mamy sobie "najzwyklejszą" czarną dziure o przeciętnej masie dla takich obiektów. Jak wiadomo taka czarna dziura jest jakby miejscowym zniszczeniem sukna/rolki materiału,et cetera... czasoprzestrzeni.

Pytanie:

Co by się stało gdyby ( hipotetycznie ) czarna dziura gwałtownie starcila np. połowę swojej masy, nie mając już gęstości potrzebnej by uzyskać promien Schwarzschilda. ? Powrociła by do poprzedniego stadium? Transmutacja w zwykłą gwiazdę? Zamiana w złoto? Kosmiczny krawiec łata materiał?


Przelatująca inna czarna dziura A, o znacznie większej masie, wyjada materię z czarnej dziury B. Jednak w wyniku splotu szczęsliwych zdarzeń nie dochodzi do ich kolizji...

[Skywalker]

Przelatująca inna czarna dziura A, o znacznie większej masie, wyjada materię z czarnej dziury B. Jednak w wyniku splotu szczęsliwych zdarzeń nie dochodzi do ich kolizji...

Pobór materii z czarnej dziury przez inne ciało jest chyba nierealny. Czytałem natomiast o hipotetycznym zjawisku "parowania" czarnych dziur ale nie pamiętam już na czym to dokładnie polegało. Wiem tylko że jest to jedyny mechanizm poprzez który czarna dziura mogłaby tracić masę. Jest to też proces tak powolny że zauważalne efekty byłyby widoczne w czasie o kilka (kilkanaście?) zer przed przecinkiem większych niż wynosi wiek wszechświata.

[Tronik]

Zatem powiedzmy tak:

1.) Parowanie czarnych dziur (wprowadzone przez p. Hawkinga) jest jedyną możliwością utraty masy.
2.) W CD czas ulega zakrzywieniu, tak ze skutki wyprzedzają przyczyny
3.) Skutek wyparowania wystarczającej masy czarnej dziury pojawia się jako efekt Teraz (wskutek zakrzywienia czasoprzestrzeni spowodowanej grawitacja) mimo iż efekt bedzie mial miejsce za x zylionow lat....

Czy tak lepiej?

[Skywalker]

Ciężko mi jest ogarnąć punkt 2). Mógłbyś to jakoś rozpisać??

[NotInPortland]

Pytanie:

Co by się stało gdyby ( hipotetycznie ) czarna dziura gwałtownie starcila np. połowę swojej masy, nie mając już gęstości potrzebnej by uzyskać promien Schwarzschilda. ? Powrociła by do poprzedniego stadium? Transmutacja w zwykłą gwiazdę? Zamiana w złoto? Kosmiczny krawiec łata materiał?

Proponuję poczytać:

(...) im mniejsza masa czarnej dziury, tym wyższa jest jej temperatura. Wobec tego, w miarę jak czarna dziura traci masę, rośnie jej temperatura i wzrasta natężenie promieniowania, a zatem i tempo utraty masy. Nie jest jasne, co dzieje się, gdy w końcu masa czarnej dziury staje się bardzo mała; należy jednak przypuszczać, że czarna dziura znika w ogromnym wybuchu promieniowania, o mocy równoważnej wybuchowi milionów bomb wodorowych.

Czarna dziura o masie równej kilku masom Słońca miałaby temperaturę zaledwie jednej dziesięciomilionowej stopnia powyżej zera bezwzględnego. To o wiele mniej niż temperatura promieniowania mikrofalowego wypełniającego wszechświat (2,7 K), a zatem taka czarna dziura absorbowałaby o wiele więcej promieniowania, niż by emitowała. Jeżeli wszechświat ma się wiecznie rozszerzać, to temperatura promieniowania spadnie w końcu poniżej temperatury takiej czarnej dziury i zacznie ona tracić masę. Nawet wtedy jednak jej temperatura będzie tak niska, że trzeba by czekać tysiąc miliardów miliardów miliardów miliardów miliardów miliardów miliardów (1 i sześćdziesiąt sześć zer) lat na jej całkowite wyparowanie.

Czarna dziura o masie Mount Everestu wyparowałaby w ułamku sekundy, wytwarzając potężny błysk promieniowania gamma.

[Bachus]

Zatem powiedzmy tak:

1.) Parowanie czarnych dziur (wprowadzone przez p. Hawkinga) jest jedyną możliwością utraty masy.
2.) W CD czas ulega zakrzywieniu, tak ze skutki wyprzedzają przyczyny
3.) Skutek wyparowania wystarczającej masy czarnej dziury pojawia się jako efekt Teraz (wskutek zakrzywienia czasoprzestrzeni spowodowanej grawitacja) mimo iż efekt bedzie mial miejsce za x zylionow lat....

Czy tak lepiej?

punkt 2: skoro skutki wyprzedzają przyczyny, to wnioskuję, że istnieje punkt obserwacyjny, w którym czas się cofa (jeśli mówimy o tym samym obserwatorze w tym samym punkcie czasoprzestrzeni). Przeczyłoby to chociażby II zasadzie termodynamiki. Skoro czas się cofa to działa wymagana jest energia grawitująca ze znakiem minus, co jest w zasadzie niemożliwe (grawitacja ujemna). Nawet jeśli przyjmiemy, że jest to możliwe (uzyskanie anty-grawitacji) to potrzebowalibyśmy warunków, które towarzyszą big bang (rozszerzająca się czasoprzestrzeń, ogromne ciśnienie i gęstość materii, pokłady energii) by ją wytworzyć. Jeśli wszystko by się udało, to współczesna fizyka nie jest w stanie tego opisać, byłaby to pseudonauka na dzień dzisiejszy.

Dużo ważniejsze jest na dziś pytanie o oddziaływanie czarnych dziur z otoczeniem (tzn. jak wydobywa się z niej informacja o oddziaływaniach słabych, czyli grawitacji, skoro nic się z niej nie wydostaje - nawet parowanie horyzontu jest też tak naprawdę oddziaływaniem spoza black hole ).

[Tronik]

Czyli nie można przewidziec co sie stanie z czarną dziurą po gwałtownym "ubytku/wykradzeniu" Masy?

Bedzie nadal czarną dziurą, czy cofnie się w rozwoju?

[Bachus]

Czyli nie można przewidziec co sie stanie z czarną dziurą po gwałtownym "ubytku/wykradzeniu" Masy?

Bedzie nadal czarną dziurą, czy cofnie się w rozwoju?

skoro w osobliwości mamy nieskończone gęstości w jednym punkcie, to znaczy, że nie istnieje silniejsza energia, która byłaby w stanie te wiązania rozerwać i doprowadzić do "szybkiego ubytku masy". Nawet jeśli pominiemy zabawy z zakrzywionym czasem (oczywiście trudno powiedzieć, co się dzieje w osobliwości, ponieważ jest osłonięta nieprzeniknionym horyzontem zdarzeń, ale mniemam, że skoro zagęszczenie materii tworzy osobliwość, to potem ciągle tam trwają podobne warunki).

Natomiast jeśli chcesz czysto teoretycznie założyć ubytek masy oraz zależny od niej promień Schwarzschilda oraz warunki istnienia czarnej dziury przy tej masie i promieniu, to zaznaczyć trzeba, że teoretycznie z każdej ilości materii (masy) można wytworzyć czarną dziurę. Wg Hawkinga istnieją procesy, które sprawiają, że małe czarne dziury wyparowałyby stosunkowo szybko - dlatego nie obserwujemy ich dzisiaj w dużej ilości, a powinno ich być sporo (takich pozostałości po dużych ciśnieniach po big bangu)
http://pl.wikipedia.org/wiki/Promie%C5%8...arzschilda

[Tronik]

O ile rozumiem...

Ubytek masy wiąże się ze zmniejszeniem gęstości, a więc z powiększeniem rozmiarów...

Czyli jeżeli masa jest ścisnięta do promienia większego niż promień szchwarzschilda to czarna dziura nie istnieje?

[Bachus]

O ile rozumiem...

Ubytek masy wiąże się ze zmniejszeniem gęstości, a więc z powiększeniem rozmiarów...

Czyli jeżeli masa jest ścisnięta do promienia większego niż promień szchwarzschilda to czarna dziura nie istnieje?

Parowanie czarnej dziury zachodzi tak naprawdę nad horyzontem zdarzeń, więc tak naprawdę czarna dziura nie paruje z wnętrza, lecz parowanie jest skutkiem wchłonięcia cząstek (antycząstek) a więc czarna dziura jest ciągle "czarna" (nie dająca informacji z wewnątrz). Gdyby czarna dziura zmniejszyła promień oznaczałoby to wypłynięcie informacji spod horyzontu, a jest to sprzeczne z definicją czarnej dziury. Wszystko co wiemy o black holach to oddziaływania z otoczeniem a nie informacja z wewnątrz.

Przyjmujemy także (może nie intuicyjnie ale jednak tak przyjmujemy), że osobliwość to materia ściśnięta do nieskończonej gęstości w punkcie - trudno więc mówić o większej i mniejszej gęstości wewnątrz lub mniejszej i większej nieskończoności. Jeśli od nieskończoności odejmiesz 10 kg to ciągle masz nieskończoność.

Druga sprawa: energie działające przy horyzoncie zdarzeń po zewnętrznej stronie są ogromne (ale jednak skończone). Gdyby więc ma czarną dziurę działała choćby inna czarna dziura to działałaby skończoną energią. Skończone energie nie są w stanie naruszyć horyzontu. Z podobnych powodów obserwator nie jest w stanie zejść na linie pod horyzont zdarzeń (bo ciągle byłby zbyt daleko, więc lina okazałaby się zawsze zbyt krótka). Różnice percepcji odległości i upływu czasu różniłyby się kolosalnie na odległości metrów. Czy zderzenie (wchłonięcie) jednej czarnej dziury przez inną jest w ogóle możliwe (tym samym zmiana struktury)? Raczej nie, bo prędkość czarnej dziury jest skończona i niewielka w porównaniu z prędkością światła, więc zawsze byłaby zbyt wolna by "dogonić" inną przyciąganą dziurę i ją wchłonąć (ale o to lepiej zapytaj kogoś kto lubi wzorki fizyczne).

Dodatkowo mamy taki myk, że teoretyczne odległości pomiędzy jądrami atomów byłyby na tyle małe(kwantowe), że działały by między sobą na wszystkie cztery możliwe sposoby oddziaływań. Co się wtedy dzieje? Nie wiem.

Ostatecznie zakładając zderzenie dwóch czarnych dziur - i tutaj nie ma wypływu informacji, powstaje nowa czarna dziura o jeszcze większym promieniu niż te dwie razem wzięte. Po prostu nie widzę sposobu na zmniejszenie gęstości lub promienia horyzontu zdarzeń.

Czyli jeżeli masa jest ścisnięta do promienia większego niż promień szchwarzschilda to czarna dziura nie istnieje?
No tak. Na wiki masz np. podane, że Mount Everest ściśnięty do rozmiarów samochodu nie byłby czarną dziurą, ale ściśnięty do iluśtam nanometrów - tak. Warunkiem jest więc ilość materii w stosunku do promienia! I Ty możesz być czarną dziurą! ;] ...żart

[NotInPortland]

Dużo ważniejsze jest na dziś pytanie o oddziaływanie czarnych dziur z otoczeniem (tzn. jak wydobywa się z niej informacja o oddziaływaniach słabych, czyli grawitacji, skoro nic się z niej nie wydostaje - nawet parowanie horyzontu jest też tak naprawdę oddziaływaniem spoza black hole ).

Przecież na to pytanie odpowiedziala już dawno temu OTW.
Nie wyjaśnia ona tylko przypadku osobliwości.
Może nie ma żadnej osobliwości, a tylko nie znamy jeszcze szóstego typu oddziaływania (poza 4 podstawowymi i Ciemną Energią) lub właściwości materii, które ujawnia się dopiero w tak ogromnym skupieniu materii, i które blokuje dalsze zapadanie się jej, podobnie jak to jest w przypadku ciśnienia wywołanego przez reakcje termojądrowe na Słońcu lub ciśnienia gazu neutronów w gwieździe neutronowej.

[Skywalker]

Pasuje nazwa?? Jak nie to żalcie się tutaj:

http://www.ateista.pl/showthread.php?t=8869

[Bachus]

Przecież na to pytanie odpowiedziala już dawno temu OTW.
Nie wyjaśnia ona tylko przypadku osobliwości.
Może nie ma żadnej osobliwości, a tylko nie znamy jeszcze szóstego typu oddziaływania (poza 4 podstawowymi i Ciemną Energią) lub właściwości materii, które ujawnia się dopiero w tak ogromnym skupieniu materii, i które blokuje dalsze zapadanie się jej, podobnie jak to jest w przypadku ciśnienia wywołanego przez reakcje termojądrowe na Słońcu lub ciśnienia gazu neutronów w gwieździe neutronowej.

skoro na to pytanie odpowiada OTW to poproszę o odpowiedź (przypomnijmy, że czarne dziury mają wewnątrz osobliwość, choć w tym wypadku ważniejszy jest chyba horyzont zdarzeń i cząsteczkowa natura światła). No, dawaj swoją teorię kwantowej grawitacji ;]

Dla ułatwienia cytat w wiki:

Współczesna fizyka nie jest w stanie połączyć (zunifikować) Ogólnej Teorii Względności z mechaniką kwantową. Oznacza to, że żadna ze współczesnych teorii nie opisuje poprawnie ruchu cząstki o niewielkiej masie poruszającej się z prędkością porównywalną z prędkością światła w silnym polu grawitacyjnym np. w pobliżu lub we wnętrzu czarnej dziury

.

[NotInPortland]

skoro na to pytanie odpowiada OTW to poproszę o odpowiedź (przypomnijmy, że czarne dziury mają wewnątrz osobliwość, choć w tym wypadku ważniejszy jest chyba horyzont zdarzeń i cząsteczkowa natura światła). No, dawaj swoją teorię kwantowej grawitacji ;]

Dużo ważniejsze jest na dziś pytanie o oddziaływanie czarnych dziur z otoczeniem (tzn. jak wydobywa się z niej informacja o oddziaływaniach słabych, czyli grawitacji, skoro nic się z niej nie wydostaje - nawet parowanie horyzontu jest też tak naprawdę oddziaływaniem spoza black hole ).

Na to pytanie odpowiada OTW, wg której grawitacja jest konsekwencją niezerowego tensora energii-pędu w danym punkcie czasoprzestrzeni, którego składowe są związane z energią, pędem i ciśnieniem w tym punkcie.

W Ogólnej Teorii Względności stworzonej przez Alberta Einsteina opis matematyczny grawitacji polega na określeniu związku pomiędzy tensorem metrycznym, opisującym lokalne stosunki długości i interwałów czasowych w czasoprzestrzeni, a energią zawartą w określonym obszarze czasoprzestrzeni.

W ujęciu ogólnej teorii względności postuluje się, że źródłem grawitacji jest tensor energii-pędu. Nawet cząstki pozbawione masy spoczynkowej (foton) doznają wpływu wynikającego z zakrzywienia przestrzeni a więc oddziałują grawitacyjnie. Generalnie, źródłem grawitacji są wszelkie postacie energii dające wkład do wyżej wymienionego tensora energii pędu: masy, gęstość energii promieniowania i ciśnienia. W szczególności, wkład ciśnienia jest identyczny z wkładem masy, czyli wzrost ciśnienia powoduje wzrost sił przyciągających a nie, jak podpowiada nam intuicja, spadek.

Do tej pory nie istnieją dane obserwacyjne mogące podważyć ogólną teorię względności

[Bachus]

Na to pytanie odpowiada OTW, wg której grawitacja jest konsekwencją niezerowego tensora energii-pędu w danym punkcie czasoprzestrzeni, którego składowe są związane z energią, pędem i ciśnieniem w tym punkcie.

a gdzie wątek o warunkach blisko czarnej dziury, które są zgoła inne?
jeszcze raz cytat:

Oznacza to, że żadna ze współczesnych teorii nie opisuje poprawnie ruchu cząstki o niewielkiej masie poruszającej się z prędkością porównywalną z prędkością światła w silnym polu grawitacyjnym np. w pobliżu lub we wnętrzu czarnej dziury

[Fizyk]

Co by się stało gdyby ( hipotetycznie ) czarna dziura gwałtownie starcila np. połowę swojej masy, nie mając już gęstości potrzebnej by uzyskać promien Schwarzschilda. ?

Jeśli dobrze rozumiem, to z OTW wynika, że cała masa czarnej dziury jest skupiona w punkcie w środku, więc zmniejszenie masy czarnej dziury to tylko zmniejszenie masy tego punktu. Wobec tego po prostu dostalibyśmy czarną dziurę o mniejszej masie, a zatem również o mniejszym promieniu horyzontu zdarzeń (który jest związany z masą zależnością r = 2GM/c^2).

Gdyby czarna dziura zmniejszyła promień oznaczałoby to wypłynięcie informacji spod horyzontu, a jest to sprzeczne z definicją czarnej dziury.

Chyba jednak nie, bo parująca czarna dziura zmniejsza swoją masę => zmniejsza swój promień.

Dużo ważniejsze jest na dziś pytanie o oddziaływanie czarnych dziur z otoczeniem (tzn. jak wydobywa się z niej informacja o oddziaływaniach słabych, czyli grawitacji, skoro nic się z niej nie wydostaje - nawet parowanie horyzontu jest też tak naprawdę oddziaływaniem spoza black hole ).

Oddziaływania słabe i grawitacja to dwie różne rzeczy, proszę ich nie mieszać :p

W OTW nie ma czegoś takiego, jak cząstki przenoszące oddziaływania, więc ten problem nie występuje. Moim zdaniem sam ten fakt dyskwalifikuje możliwość istnienia grawitonów i osobiście sceptycznie traktuję takie podejścia do kwantowania grawitacji, no ale ja ciągle się praktycznie na tym nie znam, więc może jednak da się z tego wycisnąć jakiś sens.

2.) W CD czas ulega zakrzywieniu, tak ze skutki wyprzedzają przyczyny

To akurat nieprawda. Faktycznie czasoprzestrzeń jest nieźle porąbana wewnątrz czarnej dziury, ale nie aż tak Z grubsza to jest tak, że na horyzoncie czas i przestrzeń zamieniają się miejscami i nagle odległość od środka czarnej dziury staje się współrzędną czasową, a nie przestrzenną. W efekcie, wszystko co przekroczy horyzont zdarzeń, musi spaść aż do osobliwości - bo spadanie na osobliwość jest równoważne upływowi czasu.

[Bachus]

Fizyk

Chyba jednak nie, bo parująca czarna dziura zmniejsza swoją masę => zmniejsza swój promień.

A dlaczego? Masz może jakieś polskie źródło, które to wyjaśnia? tzn. nie samo parowanie, tylko dlaczego parowanie zmniejsza promień horyzontu. Bo ja znalazłem na potwierdzenie mojego takie coś na wiki:

WIKIPEDIA: "możliwe jest "parowanie" czarnej dziury, czyli proces polegający na traceniu przez nią masy, pomimo braku możliwości utraty materii"

skoro nie traci materii, to dlaczego miałby się zmniejszać promień? Nie kapuję tego.

Oddziaływania słabe i grawitacja to dwie różne rzeczy, proszę ich nie mieszać :p

no tak, dwie różne rzeczy pojęciowo z fizyki, ale chodziło mi o to, że grawitacja to oddziaływanie słabe (najsłabsze z czterech rodzajów oddziaływań) i dlatego trudno mi zrozumieć ogromną siłę grawitacji wydobywającą się przez nieprzepuszczalny horyzont zdarzeń. Rzeczywiście można to dwojako zrozumieć ;]
Cząstki hipotetyczne mające małą energię - mają większy zasięg oddziaływania (przynajmniej tak się przyjmuje). Dlatego działanie grawitacji na nieskończone odległości łączy się z zerową masą grawitonów. Analogicznie siły jądrowe działają poprzez dużą masę - na małą odległość. To mniej więcej miałem na myśli.

W OTW nie ma czegoś takiego, jak cząstki przenoszące oddziaływania, więc ten problem nie występuje. Moim zdaniem sam ten fakt dyskwalifikuje możliwość istnienia grawitonów i osobiście sceptycznie traktuję takie podejścia do kwantowania grawitacji, no ale ja ciągle się praktycznie na tym nie znam, więc może jednak da się z tego wycisnąć jakiś sens.

No też właśnie doszedłem do wniosku, że ta teoria z grawitonami jest dziwna, o czym z resztą pisałem już dawno dawno temu.

[exodim]

W OTW nie ma czegoś takiego, jak cząstki przenoszące oddziaływania, więc ten problem nie występuje. Moim zdaniem sam ten fakt dyskwalifikuje możliwość istnienia grawitonów i osobiście sceptycznie traktuję takie podejścia do kwantowania grawitacji, no ale ja ciągle się praktycznie na tym nie znam, więc może jednak da się z tego wycisnąć jakiś sens.

Bo OTW opisuje grawitację tak jak mechanika falowa opisuje światło.

[Fizyk]

A dlaczego? Masz może jakieś polskie źródło, które to wyjaśnia? tzn. nie samo parowanie, tylko dlaczego parowanie zmniejsza promień horyzontu. Bo ja znalazłem na potwierdzenie mojego takie coś na wiki:

WIKIPEDIA: "możliwe jest "parowanie" czarnej dziury, czyli proces polegający na traceniu przez nią masy, pomimo braku możliwości utraty materii"

skoro nie traci materii, to dlaczego miałby się zmniejszać promień? Nie kapuję tego.

Trochę kiepsko to sformułowali. Chodzi o to, że materia nie może się wydostać z czarnej dziury, ale mimo to czarna dziura może tracić masę/energię w procesie Hawkinga, co przekłada się na zmniejszający się promień.

Bo OTW opisuje grawitację tak jak mechanika falowa opisuje światło.

No właśnie niezupełnie. Elektromagnetyzm w klasycznym ujęciu to wciąż jakieś fale podróżujące w (czaso)przestrzeni. Grawitacja to już nie jest jakieś oddziaływanie, przenoszone przez coś w (czaso)przestrzeni, tylko odkształcenie samej czasoprzestrzeni. Jako takie moim zdaniem (ale znowu, nie jestem żadnym ekspertem w tej dziedzinie) raczej słabo nadaje się do opisywania przez cząstki, które mają je przenosić.

[Bachus]

Fizyk

Trochę kiepsko to sformułowali. Chodzi o to, że materia nie może się wydostać z czarnej dziury, ale mimo to czarna dziura może tracić masę/energię w procesie Hawkinga, co przekłada się na zmniejszający się promień.

przypuśćmy, że parowanie zmniejsza masę (chociaż nie znalazłem żadnego źródła na to), jednak czy jest to proces na tyle wydajny, że przewyższa ilość masy wchłanianej przez czarną dziurę na bieżąco? Przypomina to troszkę gotowanie: kiedy cały czas dolewam wodę, parowanie nie jest w stanie zmniejszyć objętości cieszy bo jest zbyt mało wydajne w stosunku do dolewanie wody (sorry za przykład ale nie wpadłem na lepszy :roll.