我们可以(理论上)旋转黑洞的强度如此之大,以至于它会在离心力作用下破裂吗?


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我无法想象黑洞生活中涉及的力量。因此,请帮助我找出是否有可能以这种特定方式破坏黑洞。


我不确定,但是我认为为了有效地增加其自旋,您需要向其扔东西,如果这样做,您也将增加其质量。在GR的强磁场极限中,相应的质量增加可防止离心力将其分解。充其量,它会变成Kerr黑洞,渐近接近'a'的'a'。对于黑洞,引力总是胜利的!(如果要在不扔东西的情况下将其扭紧,则必须离得很远并且效率不高)
克里斯(Chris

Answers:


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我们可以(理论上)旋转黑洞的强度如此之大,以至于它会在离心力作用下破裂吗?

对于质量为,角动量J和电荷为Q的Kerr-Newman(旋转,带电,隔离)黑洞,事件视界的表面积为 A = 8 M [ M 2 + M 2a 2 - Q 2 1 / 2 - Q 2 / 2 ] 其中一个= Ĵ /中号。当M 2 = a时,会出现一个极端的黑洞MJQ

A=8M[M2+(M2a2Q2)1/2Q2/2],
a=J/M。除此之外,如果黑洞甚至被过度旋转或过度充电,那就是“极端”的Kerr-Newman时空,它根本不是一个黑洞,而是一个赤裸裸的奇点。M2=a2+Q2

因此,我将您的问题解释为询问是否可以将黑洞旋转到极值极限甚至更高,从而破坏事件范围。这很可能无法完成。

瓦尔德(Wald)在1974年证明,当一个物质进入黑洞以试图增加其角动量时,它越靠近极端黑洞,则越难继续进行此过程:快速旋转的黑洞将排斥物质。会使它超出极限。还有其他方案,尽管我不知道经典广义相对论中的任何完全通用的证明,但由于黑洞动力学和热力学之间的联系,这种方案的持续失败是有动机的。

TH=κ/2π

κ=M2a2Q22M(M+M2a2Q2)Q2

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我并没有掌握所有的数学知识,但是从我的概念理解上,这是不可能的。

黑洞具有足够大的引力引力,甚至光线甚至都无法从“表面”以外的地方逸出(也就是说,如果黑洞的质量足够低,以至于它仍具有表面并且没有塌陷成奇异点)。这意味着它必须足够快地旋转,以使表面以远远快于光速的速度运动,以具有足够的线性动量(在圆形参考系中通常被称为“离心力”)逃逸,根据相对论是不可能的。

霍金辐射是唯一可能的,因为电磁辐射正非常接近与黑洞的“表面”正交地移动,并且光只能通过重力“弯曲”,而不能被拉到停止位置。


2
这个答案有几个概念上的问题。这表明“表面”是事件视界之外的东西,那么它又是什么呢?这表明霍金辐射局限于电磁等无质量辐射,这是不正确的。这表明黑洞无法阻挡光线-地平线是照亮光线的表面。
斯坦·里欧


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据我们所知,没有什么可以阻止黑洞。为了使这个概念有意义,您必须首先查看关于黑洞的当前已知信息。一旦了解了这一点,您就会发现,由于我们目前对宇宙的了解,我们无能为力。

霍金辐射确实会影响黑洞,但这仅适用于非常小的黑洞。

顺便说一句,在物理学中没有离心力-这实际上是很多人的误解。但是,有向心力

在此处输入图片说明


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通过xkcd进行强制性反驳:xkcd.com/123
Ilmari Karonen 2014年

3
@IlmariKaronen感谢您的不赞成投票,但是,您确实意识到该动画片没有证明对吗?向心力和离心力之间存在差异。
FunctionR

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公平地说,动画片指出离心力就是惯性力,这是事实。可以将惯性力解释为“不是真实的”是合理的,但是我不确定这个问题有什么影响,因为重力也是惯性力。
斯坦·里欧

这个“答案”非常模糊,陈述可疑,对原始查询没有任何实际影响。
Florin Andrei 2015年

0

有趣。此过程可能首先影响黑洞的形成。考虑旋转的恒星由于重力而死亡并开始收缩。当它收缩时,其所有质量将在较小的半径上越来越紧密。这将产生两个结果:1)吸引人体不同部位的重力将随着半径的平方成反比而增长; 2)由于角动量守恒和旋转力的增加,其旋转速度将增加,将随着半径的立方的倒数而长大。这意味着扩张力将比收缩力更快地增长,至少在牛顿看来,扩张力将获胜。从这个角度来看,看起来旋转的恒星永远不会形成黑洞。


您可能喜欢这篇文章。 slate.com/blogs/quora/2014/02/10/...
userLTK

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让我们尝试以下方法:

均衡力:

Fc=mv2RFg=GMmR2mv2/R=GMmR2v2=GMR

Rs=2GM/c2

v2=GM2GM/c2v=c2/2v=c2v=0,707c

0,707c

但是,当半径扩大时,旋转会由于角动量守恒而减慢……所以我认为它不会裂开……也许会变成“灰洞”?

如果有任何根本性的错误,请原谅我,我是这一切的新手...:P


3
这看起来是牛顿的。您是否考虑了黑洞附近的时空曲率?有关黑洞,另请参阅“ Kerr解决方案”。
杰拉尔德2014年

我喜欢“灰洞”一词。
userLTK 2015年

这是一个旧答案,但我认为我将其放在此处,因为它解决了黑洞的轨道速度。您需要使事件视界在C处旋转时黑洞的理论边缘才能逃逸,这显然是不可能的。 physics.stackexchange.com/questions/207816/...
userLTK
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