磁性能逃脱黑洞吗?


9

我知道光,几乎只有重力可以逃脱黑洞。我的问题是:磁性能逃脱黑洞吗?

可以说服我的几件事情是:

  1. 木星的磁场形状与可能来自黑洞附近的射流相比(我认为这可能会将掉落到黑洞中的物质推入或拉出磁极):

IO的等离子体和木星的磁场

  1. 显然黑洞具有很强的磁场:

http://www.iflscience.com/space/magnetic-fields-can-be-strong-black-holes-gravity

Answers:


15

没有什么能“逃脱” BH-从某种意义上说,事件视界内部产生的信号永远保留在内部。如果观察到某些东西从BH移开,则表明它是在事件范围之外生成的。如果它是在内部生成的,它将永远永远不会被观察到。

重力本身不会“逃脱” BH,也不会“逃脱”。引力只是时空度量的特征。如果以某种方式扭曲时空,则可以测量引力的存在。BH只是时空的一种非常强大的失真,仅此而已。它是由质量/能量的集中产生的,它扭曲了时空,然后该集中被它产生的这种扭曲所束缚。

从这个意义上讲,引力只是BH的一部分,因为引力使时空发生扭曲,并且因为BH本质上就是扭曲时空。BH的引力场是BH本身的一部分,延伸到无穷远(但随着距离变弱)。它不会“逃脱”,因为在转义过程中什么也没有。

这就像将一个塑料袋绑在一个结中以保持内部水分,然后有人问“塑料如何逃脱结?” 塑料不会“逃脱”结,结是塑料的一部分。

当您意识到重力不是一回事时,这一切将变得更容易理解,这仅仅是时空扭曲的结果。


编辑:我认为您真正要问的是-BH可以有自己的磁场吗?答案是肯定的。

BH可以具有3个特征:质量,自旋(旋转)和电荷(又称无毛定理)。除了这三个以外,其他所有丢失的特性都将丢失。如果将质子放入中性BH中,则BH会获得等于一个质子的电荷,这是可测量的电场。

现在考虑带电的旋转BH,即Kerr-Newman度量。你要收费,你要旋转。那意味着你有磁性。因此,是的,BH可以具有磁偶极子。但是,旋转轴和磁偶极轴必须对齐-BH不能被视为“脉冲”。同样,在事件视界内部没有信号可以在外部观察到。

但是,您不应想象电场(或磁场,同样的东西)会“逃脱” BH。它不会逃脱。发生的情况是,当电荷被BH吞没时,电场线仍保持“粘合”到BH,然后BH获得电荷。这些电场线一直存在,它们不会“逃逸”任何东西,并且在电荷被BH俘获后继续存在。

注意:电场和磁场是相同的。一个可能是另一个,这取决于观察者的动作。


那么,在这种情况下,黑洞会不会有一部分磁场呢?
乔纳森(Jonathan)

1
我进行了修改,认为可以回答您的原始问题。
Florin Andrei 2015年

虚拟光子可以逃逸出黑洞,并且可能会引出重力波。
dllahr

6

理论上讲,带电且旋转的黑洞可以产生自己的磁场。磁场(和电场)可以存在,并且可以在黑洞的事件视界之外进行测量。

我完全同意两个现有的答案,即磁场不会从黑洞“逃逸”,但是我认为,任何真正的天体黑洞都不可能产生明显的磁场。这样做的简单原因是,很难看到任何现实的物理过程将如何在黑洞内沉积带净电荷的材料。即,大多数天体黑洞预计将不带电且没有磁场。(尽管至少有一些天文学家对此有其他看法-参见 http://adsabs.harvard.edu/abs/2003ApJ...596L.203R)。

您所考虑的磁场(在您提供的链接中被引用)是在材料的吸积盘中生成的磁场,该吸积盘向事件范围内盘旋。也就是说,它们是黑洞产生的,并且与您为木星这样的行星所显示的磁场完全无关,木星是由行星内部的过程产生的。


由一对碰撞的磁星形成的黑洞怎么样?我猜想这种碰撞将在中子星还很年轻并且自旋很多时发生,因为由于重力波辐射引起的轨道衰减导致的碰撞需要很长时间,这给了他们足够的时间来失去自旋和磁性通过电磁辐射。还是只是磁星通过从更正常的伴星中吸积而转化为BH?
PM 2Ring

3

没有什么可以逃离黑洞,甚至没有重力。黑洞不可避免的含义就是这样:如果您在黑洞内有任何类型的系统,那么将信号发送到外面就无能为力了。无论是通过重力,电场还是磁场进行尝试,都是如此。

黑洞显然确实具有引力场,并且可能确实具有非零的电场或磁场,但这并不意味着有任何东西在“逃逸”它们。相反,由于无法避免,它们可以看到它们具有重力或电磁场。

例如,当物质坍塌成黑洞时,外部引力场具有某种价值。坍塌的物质越过地平线,后来被压碎了。这是否意味着引力场应该消失?不,因为如果发生这种情况,那将构成从内到外的信号!因此,实际上,正是黑洞不可避免的性质阻止了引力场响应内部物质发生的任何变化。

同样,不,磁场不能“逃避”黑洞,但这并不意味着黑洞就不会有磁场。


“没有任何东西可以逃脱黑洞,甚至没有引力”-这比这更复杂。坚持“逃脱” BH的形象会导致问题。重力只是时空的度量,而BH只是由于大量质量/能量而强烈扭曲的时空,而质量/能量又使时空扭曲本身成为囚禁。因此,“转义” BH(或不转义)的概念没有任何意义。BH的引力只是其中一部分,以某种方式延伸到无穷大。就是说,是的,没有信号可以退出事件范围-BH是一个单独的因果域。
Florin Andrei 2015年

1
@FlorinAndrei在这个答案的第一段中定义了很合理的含义:重力“逃逸”了一个黑洞,这意味着人们可以通过改变内部的东西来改变外部的引力场。显然,这不会发生,但是这个概念非常明智-只是意味着重力不会逃离黑洞。
Stan Liou,2015年

2

如果观察到的黑洞磁场部分是由于在黑洞内移动电荷而产生的,那么作为解释性概念的构造,将破坏时空弯曲作为在一定距离处的重力作用的中介。磁星是具有极强磁场的中子星。像黑洞一样,它们的物质变得如此密集,以致于它们的引力场变得比表征普通物质的电磁场更有力,从而导致原子的电磁结构崩溃。它们的总质量仅比黑洞小。如果中子星能够产生极强的磁场,大概是由致密物质中不匹配的质子和/或电子产生并随着恒星自转而运动的,那么黑洞也应具有这种能力。磁场存在于围绕其源的空间中-移动的带电粒子-如果按照时空曲率概念将空间极端扭曲,则磁力线应与该空间扭曲。如果它们超出了事件范围,那么我们就必须找到一种不同的引力作用方式,并与经过验证的公式保持一致;如果不是潜在的概念,则可以在远距离“解释”作用,相对论

观察上的挑战是,吸积盘还包含会产生强磁场的移动电荷,尚不清楚如何区分事件范围内产生的磁场和不产生事件的磁场。然而,如果没有明显的吸积盘,磁星的巨大力量表明内部磁场的可能性可能很难忽略。

如果在距离上有一些其他常见的中间作用方式(时空弯曲和虚拟粒子交换除外)可以用来解释引力和电磁现象,那么超大型,快速旋转的BH也将是预期会产生强大的重力磁场,其角动量矢量与磁极相似。至今尚不清楚为什么弯曲的时空会产生重力效应,而虚拟粒子的交换也不能为电磁感应和磁场提供非常令人满意的解释。可以期望有一种新的远距离行动的常见解释,可以为这些现象提供更好的解释。

因此,这是一个极好的问题,值得认真分析,包括从我们的远距离行动解释有缺陷的角度出发。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.