หลุมดำมีขนาดสูงสุดหรือไม่?

เท่าที่ฉันเข้าใจหลุมดำแผ่รังสีฮอว์คิงและอาจเป็นคลื่นแรงโน้มถ่วงซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปทำให้พวกเขาสูญเสียมวลและในที่สุดก็ระเหยออกไปหลังจากเวลาผ่านไปไม่ได้ ฉันได้อ่านด้วยว่าหลุมดำในที่สุดก็มีปัญหาในการเพิ่มขนาดหลังจากจุดหนึ่งเพราะแรงโน้มถ่วงที่ทำงานในดิสก์ที่ได้รับการรับรองหลุมดำในที่สุดก็สามารถเริ่มต้นการปล่อยสสารที่ตกลงมาก่อนที่จะถูกดูดซับ

ในขณะที่ฉันรู้ว่าหลุมดำอาจมีมวลค่อนข้างใหญ่ซึ่งทำให้ฉันสงสัยว่าหลุมดำมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้หรือไม่ซึ่งพวกเขาจะเริ่มเปล่งแสงมวลเพิ่มเติมใด ๆ ที่เพิ่มเข้าไปในนั้นทันที หรือหลุมดำสามารถขยายอย่างมีประสิทธิภาพตลอดไปตราบใดที่ปริมาณของสสารมากกว่าผลกระทบของรังสีและการปลดปล่อย

หลุมดำมีขนาด จำกัด หรือไม่?

ขณะที่เดวิด Hammen แสดงความเห็นว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาผ่านการฉายรังสีฮอว์คิงเป็นสัดส่วนกับ2} ดังนั้นระยะเวลาการระเหยสำหรับหลุมดำเป็นสัดส่วนกับ 3 ซึ่งหมายความว่าหลุมดำขนาดใหญ่กว่ามีความเสถียรมากกว่าการระเหยกว่าหลุมดำมวลล่าง M $M^{-2}$$M^3$

อีกประเด็นที่คุณพูดถึงคืออัตรา จำกัด ที่คุณสามารถ "เลี้ยง" หลุมดำได้ มีข้อเสนอแนะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้; เมื่อก๊าซถูกบีบอัดไปยังขอบฟ้าเหตุการณ์มันจะร้อนและปล่อยรังสี ความดันของการแผ่รังสีนี้สามารถปรับสมดุลแรงโน้มถ่วงภายในได้ในที่สุด สำหรับการเพิ่มโอกาสในการขายทรงกลมสมมาตรนี้ไปขีด จำกัด Eddingtonซึ่งกำหนดอัตราการเพิ่มสูงสุดทรงกลมที่M นั่นคืออัตราการเพิ่มสูงสุดคือสัดส่วนกับมวลหลุมดำ$\dot{M}_{\rm max}\propto M$

หากการสะสมเพิ่มขึ้นที่ขีด จำกัด Eddington มวลของหลุมดำจะเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณตามเวลาและมีลักษณะทวีคูณเป็นสองเท่าของเวลาประมาณ 50 ล้านปี (ไม่ขึ้นอยู่กับมวลดั้งเดิม - ดูหน้าฟิสิกส์ SEสำหรับรายละเอียดทางคณิตศาสตร์)

หากหลุมดำถูก จำกัด อัตราการเพิ่มขึ้นนี้ (แม้ว่าจะมีหลักฐานบางอย่างจากการมีควาซาร์ที่ส่องสว่างมากที่ redshift สูงจนอาจเกินกว่านั้น) มวลหลุมดำที่สูงที่สุดจะขึ้นอยู่กับอายุของจักรวาลและขนาดของ หลุมดำเริ่มต้น หากเราสันนิษฐานว่ามวลเริ่มต้นของดวงอาทิตย์ 100 ดวงมวลเวลาเพิ่มขึ้น 50 เท่าเป็นสองเท่าของ 50 ล้านปีและหลุมดำเมล็ดเกิดขึ้น 400 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง (น่าเป็นไปได้ทั้งหมด แต่เป็นที่เข้ากันได้) หลุมดำอาจเติบโตได้ถึง !$10^{80}$

เห็นได้ชัดว่าไม่มีหลุมดำที่ใดก็ตามที่อยู่ใกล้กับมวลนี้ในเอกภพที่สังเกตเห็นได้ - ที่ใหญ่ที่สุดดูเหมือนจะเป็นลำดับมวลดวงอาทิตย์ การเจริญเติบโตของพวกเขาถูก จำกัด ด้วยการจัดหาอาหารของพวกเขา หลุมดำมวลมหาศาลอยู่ที่ใจกลางกาแลคซี มีความสัมพันธ์ที่เข้าใจได้ไม่ดีระหว่างมวลหลุมดำกับมวลของกระพุ้งของกาแลคซีอัตราส่วนอยู่ที่ประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์สำหรับส่วนป่องใหญ่ที่สุด (เช่นดูHu 2009 ; McConnell & Ma 2013 ) เนื่องจากกาแลคซีทรงกลมขนาดใหญ่ที่สุดนั้นมีมวลอยู่ในลำดับมวลดวงอาทิตย์สิ่งนี้ดูเหมือนจะสร้างมวลสูงสุดของหลุมดำในเอกภพยุคปัจจุบัน 10 $10^{10}$$10^{12}$

อนาคตคือการเก็งกำไร หากอัตราการขยายตัวของจักรวาลยังคงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วการควบรวมของกาแล็กซี่จะกลายเป็นเรื่องแปลกมากขึ้นและโอกาสในการเติบโตของหลุมดำต่อไปจะถูก จำกัด

หลุมดำมีขนาดสูงสุดหรือไม่?

เลขที่

เท่าที่ฉันเข้าใจหลุมดำแผ่รังสีฮอว์คิง

นั่นคือสิ่งที่ผู้คนพูด แต่เราไม่มีหลักฐานที่แท้จริงสำหรับรังสีฮอว์คิง อย่างไรก็ตามแม้ว่าฮอว์คิงนั้นถูกต้อง 100% ตามที่ร็อบกล่าวว่ารังสีฮอว์คิงมีผลน้อยลงเนื่องจากหลุมดำใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ

และคลื่นแรงโน้มถ่วง

หลุมดำของมันจะไม่ปล่อยออกมาเลย

ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปทำให้พวกเขาสูญเสียมวลและในที่สุดก็ระเหยออกไปหลังจากผ่านไปไม่ได้

ไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ว่าหลุมดำจะหายไป อย่างไรก็ตามมีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ว่ามีหลุมดำอยู่ มีบางสิ่งที่เล็กและใหญ่มากที่ใจกลางกาแลคซีของเรา :

ฉันยังได้อ่านด้วยว่าหลุมดำในที่สุดก็มีปัญหาในการเพิ่มขนาดหลังจากจุดหนึ่งเพราะแรงโน้มถ่วงที่ทำงานในดิสก์หลุมดำได้รับการรับรองในที่สุดก็สามารถเริ่มปล่อยสิ่งที่ตกลงมาก่อนที่จะถูกดูดซับ

ใช่มีการกล่าวถึงหลุมดำว่า "ทำให้หายใจไม่ออก" หากพวกเขาพยายามที่จะกินมากในครั้งเดียว ดูบทความ physicsworld มวลยวดยิ่งต่อสู้หลุมดำกลืนทางช้างเผือก มีปัญหาอื่นที่เกี่ยวข้องกับรังสีแกมมา bursters หมายถึงหลุมดำเป็นคนเสพยุ่ง แต่พวกเขาก็ยัง "กิน" เหมือนเดิม

ในขณะที่ฉันรู้ว่าหลุมดำอาจมีมวลค่อนข้างใหญ่ซึ่งทำให้ฉันสงสัยว่าหลุมดำมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้หรือไม่ซึ่งพวกเขาจะเริ่มเปล่งแสงมวลเพิ่มเติมใด ๆ ที่เพิ่มเข้าไปในนั้นทันที หรือหลุมดำสามารถขยายอย่างมีประสิทธิภาพตลอดไปตราบใดที่ปริมาณของสสารมากกว่าผลกระทบของรังสีและการปลดปล่อย

มันหลัง ลองจินตนาการว่าคุณอยู่ใกล้หลุมดำมวลมหาศาล มันใหญ่มากจนการแผ่รังสีฮอว์คิงใด ๆ น้อยมาก มันไม่มีดิสก์สะสมเสียงเพราะมันกินทุกอย่างหรือปลิวไป จะเกิดอะไรขึ้นต่อไป คุณตกลงมาดังนั้นหลุมดำจึงใหญ่ขึ้น

หลุมดำมีขนาด จำกัด หรือไม่?

ไม่ถ้ามีและหลุมดำในสถานการณ์ด้านบนมาถึงแล้วคุณจะไม่ตกหลุม

ไม่มีขนาดทฤษฏีสูงสุดเท่ากับขนาดของจักรวาล แต่ไม่มีทางที่ธรรมชาติจะสามารถสร้างหลุมดำขนาดใหญ่ได้

ที่น่าสนใจกว่าคือ BHs ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ BHs ธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดที่เรารู้จัก BHs มหาศาลในศูนย์กาแลคซี มีความสัมพันธ์ที่น่าสนใจมากที่เราได้ตั้งข้อสังเกตคือมวลของทางช้างเผือก BHS ไม่เกินประมาณ 0.001 ของมวลของกระพุ้งกลางกาแลคซีที่บ้านของพวกเขา

เรายังไม่เข้าใจ - ในรายละเอียดใด ๆ ว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น แต่เป็นที่น่าสงสัยอย่างยิ่งว่ากาแล็คซีนูนที่ศูนย์กลาง BH ของมันเติบโตในเวลาเดียวกันและหยุดการเติบโตร่วมกันเช่นกัน งานสร้างแบบจำลองได้ทำไปแล้วซึ่งทำให้เป็นไปได้ แต่เท่าที่ฉันรู้ว่าไม่มีใครมีทฤษฎีที่น่าพอใจอย่างสมบูรณ์ที่อธิบายกำเนิดและการเติบโตของพวกเขา

บางครั้ง BHs ที่ยิ่งใหญ่รวมตัวกันหลังจากกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขารวมกัน แต่ในกรณีส่วนใหญ่อาจมีเวลาไม่เพียงพอที่จะเกิดขึ้น (เรารู้จักกาแลคซีที่มี SMBH หลายรายการในนั้น)

การรวมสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน BHs ที่ใหญ่ที่สุดที่พบในธรรมชาติจะมีค่ามากกว่า 0.001 เท่าของมวลของกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดและจะเกิดขึ้นเมื่อกาแลคซีขนาดใหญ่หลายแห่งรวมกัน