Kara delik patlamaları

YouTube'u dolaşıyordum ve bu keyifli bir şekilde üretilen videoyu gözlemledim . İçinde, bir kara deliğin davranışını bir ABD nikel kütlesi ile tarif ederken, anlatıcı, "5 gram kütlesi 450 terajoule enerjiye dönüştürülecek ve bu da kabaca üç kat daha büyük bir patlamaya yol açacaktır. Hiroşima ve Nagazaki'ye bombalar düştü. "

Orada gösterilen tüm eğlenceli şeylerden, iddiasını anlamadığım kişi buydu. Karadelikler tüm kütlelerini yaydıktan sonra patlıyor mu? Yoksa "patlama" sadece karadeliğin yakındaki maddeyi tüketeceği hızlı tempodan mı kaynaklanır?

Şimdiye kadar yaptığım Google, kesin bir yanıt vermedi. En yakın geldiğim Hawking Radyasyon'daki Wikipedia sayfasından şöyle diyor: Ancak 10 ^ 11 kg'lık bir kara delik için buharlaşma süresi 2.667 milyar yıldır. Bu yüzden bazı gökbilimciler patlayan ilkel kara deliklerin işaretlerini arıyorlar.

Bazı diğer web siteleri, Samanyolu'nun süper kütleli karadeliğinin son "patlaması" nı yaklaşık 2 milyon yıl önce ifade ediyor, ancak aynı mekanik teknisyen Wikipedia sayfasında da belirtiliyor mu? Ya da bu konuda YouTube videosu mu?

Şimdiden teşekkürler. =)

black-hole explosion

— musasabi
kaynak

Supermassive karadeliğinin "patlaması" nı netleştirmek farklı bir şeydir. Bu, düşen maddenin enerji jetleri. Patlayan gerçek kara delik değil, ama içeri girdiğinde madde çok ısınıyor ve kara deliğin içine düşmeden önce enerji açıyor.

— userLTK

Evet, bu yüzden videonun tüketilen malzemeden "sürtünme" ya da buna değinmeyeceğini düşündüm.

— musasabi

Yanıtlar:

Bu videonun hakkında konuştuğunuz şey Hawking Radyasyon. Hawking Radyasyon, karadeliğin enerjisini uzaya yayması için önerilen bir varsayımsal yöntemdir (hiçbir şekilde doğrulanmadı veya kanıtlanmadı). Temel fikir, karadeliğin, zaman içinde enerjisini uzaya yayan sonsuz bir noktaya sıkıştırılmış kütle / enerjiden başka bir şey olmamasıdır. Büyük karadelikler için (güneş kütlesi veya daha büyük gibi), bu radyasyon işlemi çok küçüktür ve tüm karadeliğin enerjisini uzaya (ve böylece karadeliğin "buharlaşması") sızması için geçen süre aşırı uzundur. Ancak küçük kara delikler için, tüm kara deliğin enerjisini yayma süresi aşırı derecede kısadır.

Bir kütle kara deliğinin denklemle buharlaşması (ve tüm kütlesini / enerjisini serbest bırakması) için ne kadar zaman alacağını hesaplayabilirsiniz. $m$

t_{ev} = \frac{5120 π G^{2} m^{3}}{ℏ c^{4}} = (8.41 \times 10^{- 17} s {k g}^{- 3}) m^{3}

$t_{\text{ev}} = \frac{5120\pi G^2 m^3}{\hbar c^4} = (8.41\times 10^{-17}\:\mathrm{s}\:\mathrm{kg}^{-3})\:m^3$

İçin , olsun . Bu, bu küçük sürede, kara delik tüm kütlesini / enerjisini yayar ve tamamen buharlaşır. Ancak 5 g kütlede tüm enerjinin çıktısı büyük bir çıktıdır. içine 450 Terajoule enerji vermek temelde sadece bir patlamadır. Ünlü denklemden toplam enerji çıktısını belirleyebilirsiniz. $m = 5\:\mathrm{g}=0.005\:\mathrm{kg}$ $t_{\text{ev}} \simeq 4\times10^{-19}\:\mathrm{s}$ $10^{-19}\:\mathrm{s}$

E = m c^{2}

$E=mc^2$

Sadece ve takın ve . $m = 0.005\:\mathrm{kg}$ $c = 3\times 10^8\:\mathrm{m/s}$ $E=4.5\times 10^{14}\:\mathrm{J} = 450\:\mathrm{Terajoules}$

Kısacası, varsayımsal hesaplamalar (bu noktada teori bile değil), bir nikel kütlesine sahip küçük bir kara deliğin derhal büyük miktarda enerjide patlayacağını göstermektedir. Böyle bir kara deliğin oluşup oluşmayacağı veya böyle bir buharlaşmanın meydana gelip gelmeyeceği hala tartışmalıdır ve bu noktada bilinmemektedir.

— ince gömlek
kaynak

Bu zekice ve özlü bir cevaptı. Teşekkür ederim! Ayrıca, yazım hatası düzeltildi. =)

— musasabi

@musasabi Aslında, Hawking radyasyonu o kadar varsayımsal olmayabilir. Bu sadece (Fransızca) : İsrail'deki Technion'da bir araştırmacı, Bose-Einstein kondensinde bir kara deliğin "sonik" bir versiyonunu üretmeyi başardı ve Hawking radyasyonu olarak hareket eden ve beklendiği gibi davranan, kuantum sergilemek de dahil, Etkileri.

— Iwillnotexist Idonotexist

@IwillnotexistIdonotexist Bu kesinlikle ilginç bir paralel. Bir "sonik" karadeliğin gerçek bir karadeliğe yeterince yakın olup olmadığını merak etmeliyim ki gözlemlenen "radyasyon" aynı fizikten kaynaklanacaktır. Yine de ilginç. Paylaşım için teşekkürler!

— zephyr

Kayıt için, buharlaşma süresi istatistiksel bir niceliktir. Rastgele bir sürecin beklenen değeridir. Prensipte, böyle küçük bir kara deliğin milyarlarca yıl yaşayabilme olasılığı sıfır değildir. Eğer erken evrende çok sayıda yapılmışsa, o zaman istatistiksel olarak devam eden piyangoyu kazanmayı bıraktıkları için devam eden "patlamalar" olmasını bekleyebiliriz. Bu tür olayları tespit etme girişimleri benim için başarılı olamadı.

— zibadawa timmy

-1

Boyutu ne olursa olsun hiçbir kara delik patlayamaz. Enerjiyi olay ufkunun dışına yayabilir, ancak kara deliğin kendisinden uygun bir "enerji patlaması", şu anda mümkün olmayan ışık hızını aşmak zorunda kalacaktır.

Ayrıca, bir nesnenin nikel kütlesi varsa, bir kara delik değildir. Daha spesifik olarak, olay ufku, kara delik olmayan tüm masif nesneler için geçerli olan kendi yüzey alanına sığacak kadar küçüktür. Aslında, nikel kütlesine sahip bir şeyin olay ufku, kelimenin tam anlamıyla ölçülemez derecede küçüktür (mevcut olmasa da). Nikellerin (ve benzer kütleli diğer nesnelerin) bir kara delik oluşturmak için yeterli yerçekimi yoktur. Belki "kitle" ile "boyut" karıştırdığından şüpheleniyorum ...?

Bununla birlikte, bir nikelin kütlesini içerdiği enerjiye (E = mc ^ 2 başına) dönüştürebilecek bir süreç mevcutsa, evet, bu muazzam miktarda enerji olacaktır. Var olduğu bilinen tek işlem, bir nikelin kütlesinin yarısına sahip bir nesneye, bir nikelin kütlesinin yarısıyla bir antimadde-nesneyle etkileşime girmesi (dokunması) olacaktır. 2 nesnenin birleşik kütlesi, nikelin kütlesini toplar ve kütle artığı olmadan uygun miktarda saf enerji salar.

— Malf
kaynak

Hawking radyasyonu mevcutsa, karadelikler enerji salabilir, "patlayabilir". Bir nikelin kütlesi ile bir kara delik oluşturmak için bilinen bir mekanizma olmasa da, böyle bir kara deliğin var olmamasının bir nedeni yoktur. Çok erken evrendeki uzay zamanındaki dalgalanmalar küçük kara delikler üretebilirdi.

— James K

"olay ufku kendi yüzey alanına sığacak kadar küçük" - söyle bana, bir karadeliğin yüzey alanı nasıl tanımlanır?

— user253751

Ben olay ufku olduğunu sanırdım olan kara deliğin yüzey alanı?

— Sanal Anomali

Buharlaşmak için güneş kütlesinin bir kara deliği bile olsa zaman, bana göre doğrusal bir maddede buharlaşmayacak gibi görünüyor. Kara delik daha az masif hale geldikçe, nikel büyüklüğünde bir deliğe ulaşana kadar daha hızlı buharlaşır, bu daha sonra bir patlama olarak kabul edilecek kadar hızlı buharlaşır.

— Howard Miller

@JamesK "Nikel kütlesi ile bir kara delik oluşturmak için bilinen bir mekanizma olmasa da ..." Kara delikler buharlaşırsa, bir nikelden daha büyük kütleye sahip herhangi bir kara delik, bir noktada bir nikel kütlesi :)

— Jason Goemaat