Spørsmål:
Størrelsen på radiusen til hendelseshorisonten til et svart hull opprettet ved sammenslåing av et svart hull binært system
ScienceGirl1234
2017-11-11 07:27:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La oss anta at du hadde et svart hull binært system, og alt som er sagt her er mulig. De store massene deres ville føre til et stort utslipp av gravitasjonsbølger. Tapet av orbital energi og vinkelmoment til denne gravitasjonsstrålingen skal til slutt føre til at de to svarte hullene smelter sammen til et enkelt svart hull som inneholder den kombinerte massen av de sammenslåtte sorte hullene.

Med dette sagt, gjør en større kombinert masse av det nydannede sorte hullet betyr at radiusen til den nye begivenhetshorisonten er større enn radien til hendelseshorisontene til de entallige sorte hullene? Jeg vet ikke om det er en formel som forbinder masse med radius, eller om dette egentlig er et konseptuelt hypotetisk konsept, og svaret er ganske enkelt at jo større massen til det sorte hullet er, desto større er radiusen av hendelseshorisonten

To svar:
Rob Jeffries
2017-11-11 20:06:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Radius" (det er ingen fysisk overflate) av begivenhetshorisonten til et roterende svart hull, avhenger av både massen $ M $ og vinkelmomentet $ J $, og er gitt av ligningen $$ r = \ frac {GM} {c ^ 2} + \ sqrt {\ left (\ frac {GM} {c ^ 2} \ right) ^ 2- \ left (\ frac {J} {Mc} \ right) ^ 2}. $$

Det er derfor vanskelig (for meg uansett) å gi et rett svar på spørsmålet ditt. Når to sorte hull smelter sammen, vil de hver ha sine egne masser og vinkelmoment, pluss at det vil være vinkelmoment i bane. Gravitasjonsbølgene som sendes ut under sammenslåingen, kan ta bort masse fra systemet som helhet (f.eks. Var den endelige massen til den første observerte sorte hullfusjonen tre solmasser mindre enn de summerte massene til de sammenslåtte komponentene).

> Så generelt sett, for ikke-spinnende sorte hull vokser begivenhetshorisonten som den totale massen. Men hvis sammenslåingen resulterer i et svart hull med maksimal spinn, hvor $ J = GM ^ 2 / c $, kan den endelige begivenhetshorisonten være halvparten av størrelsen gitt av Schwarzschild-radiusen ($ 2GM / c ^ 2 $), til og med selv om den totale massen er større enn de svarte hullene som bidro til den.

Imidlertid tror jeg det som absolutt er sant, er at det ikke er mulig å legge til masse (selv i form av et annet svart hull) til et gitt svart hull og for at begivenhetshorisonten skal bli mindre, uansett hvilken vinkelmoment som massen bidro med (avsnitt 4.2 i "Black Holes", av Raine & Thomas, 2015, Imperial College Press).

En detalj, men gravitasjonsbølgene kan også bære vinkelmoment.
gopejavi
2017-11-11 17:52:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ja, det er en enkel formel som forbinder masse med radius. Det kalles Schwarzschild-radius. Det er veldig godt forklart i Wikipedia, med eksempler.

Sitat:

Schwarzschild-radiusen er radien til en sfære slik at hvis hele massen til et objekt var for å bli komprimert innenfor den sfæren, vil rømningshastigheten fra overflaten til sfæren være lik lysets hastighet.

Formel: $$ r_s = \ frac {2MG} {c ^ 2} $$ Som du kan se, med unntak av selve radius og masse, er alle andre konstanter (c = lyshastighet, G = gravitasjonskonstant). Så den doble massen, den doble radiusen.

Derfor ja, etter at sammensmeltingen ville være større (jeg tror dette er ditt opprinnelige spørsmål), selv om jeg ikke er sikker på om det er den eksakte summen på grunn slags energitap under sammenslåingen. Som en sidemerknad er det ikke behov for å ha et binært system med sorte hull som kolliderer for å bestemme eller endre størrelsen på et svart hull, det kan vokse bare ved å spise omkringliggende partikler, gass osv.

Bortsett fra at et sammenslått svart hull binært ikke ville være et Schwarzschild svart hull. Svaret ditt trenger nærmere vurdering / kompleksitet, siden begivenhetshorisonten til et Kerr-svart hull er mindre.
Du har rett. Jeg vurderte det enkleste eksemplet for å vise at det ikke er et "konseptuelt hypotetisk begrep", men svaret ditt er mer nøyaktig. Fra det lurer jeg på, om spinn trekker sammen begivenhetshorisonten og gjør singulariteten ringformet, hvis det kan være et snurr så fort at det trekker sammen begivenhetshorisonten i singularitetsradiusen, eller det er umulig fordi jeg begir meg noe konsept.
Materiell kan ikke akkreteres slik at det øker $ J / M $ til $> 1 $.


ⓘ
Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 3.0-lisensen den distribueres under.
Loading...