หลุมดำมีพลังงานไหม?

ดังนั้นหลุมดำจึงถูกสร้างขึ้นโดยดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายและเมื่อดาวฤกษ์หมดแรงโน้มถ่วงพลังงานนิวเคลียร์ก็จะชนะและดาวก็จะระเบิด มวลของดาวทั้งดวงยุบตัวลงในพื้นที่ที่เล็กลงและเล็กลง สิ่งใดที่สร้างหลุมดำดังนั้นคำถามของฉันคือหลุมดำมีพลังงานในการสร้างสุญญากาศชนิดนั้นเพื่อดูดแสงหรือไม่?

ถ้าหลุมดำถูกสร้างขึ้นโดยดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่หมดเชื้อเพลิงแล้วยุบตัวมันเองหลุมดำจะมีพลังงานและถ้าเป็นเช่นนั้นมันจะมาจากไหนหรือเป็นเหมือนสูญญากาศในอวกาศที่ไม่มีพลังงาน ทั้งหมดหรือไม่

(โปรดแก้ไขให้ฉันด้วยถ้าฉันพูดอะไรผิดปกติเกี่ยวกับหลุมดำเมื่อฉันยังเด็กมาก

หลุมดำที่แยกได้เป็นสารละลายสูญญากาศของทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปดังนั้นในความรู้สึกโดยตรงอย่างมากมันไม่ได้มีพลังงานใด ๆ ในกาลอวกาศ แต่อาจจะค่อนข้างต่อต้านโดยสังเขปซึ่งไม่ได้หมายความว่าหลุมดำดังกล่าวจะไม่มีพลังงาน

การกำหนดปริมาณรวมของพลังงานมักเป็นปัญหาอย่างมากในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แต่ในบางกรณีก็เป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแก้ปัญหาหลุมดำตามปกตินั้นมีลักษณะแบนแบบไม่แสดงอาการนั่นคือกาลอวกาศเป็นเพียง Minkowski แบบแบนทั่วไปเมื่ออยู่ห่างจากหลุมดำ

ที่นี่ (หรือโดยทั่วไปเมื่อเรามีรูปแบบซีมโทติคตามกาลเวลา) เราสามารถคำนวณโมเมนตัมพลังงานทั้งหมดได้โดยการวัดสนามแรงโน้มถ่วงของหลุมดำที่ระยะอนันต์ พลังงานเป็นเพียงองค์ประกอบหนึ่งของพลังงานโมเมนตัม

จริง ๆ แล้วมี 'อินฟินิตี้' ที่เกี่ยวข้องสองชนิดที่แตกต่างกัน: อนันต์เชิงพื้นที่และอินฟินิตี้ไร้ค่า (เบา ๆ ) ขึ้นอยู่กับว่าเรา 'ห่างไกล' จากหลุมดำไปในทิศทางเดียวหรือคล้ายแสง นอกจากนี้ยังมีอินฟินิตี้ที่ทันเวลา แต่นั่นก็สอดคล้องกับการรอเป็นเวลานานโดยพลการดังนั้นมันจึงไม่เกี่ยวข้องกันที่นี่ อินฟินิตี้ที่แตกต่างกันสองแบบนั้นให้คำจำกัดความของโมเมนตัมพลังงานที่ต่างกันโดยให้พลังงาน ADMและพลังงานบอนไดตามลำดับ ในสุญญากาศความแตกต่างที่เข้าใจง่ายระหว่างสองสิ่งนี้คือพลังงานบอนไดไม่รวมคลื่นความโน้มถ่วง

ดังนั้นคำตอบสั้น ๆ คือ 'ใช่' โดยมีข้อแม้ว่าในสถานการณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งเราไม่สามารถอธิบายคุณลักษณะทุกอย่างกับหลุมดำได้คำตอบว่าพลังงานมากแค่ไหนเนื่องจากหลุมดำอาจคลุมเครือหรือไม่ดี - ที่กำหนดไว้

โปรดทราบว่า ADM และ Bondi พลังงาน - โมเมนต์ยังกำหนดมาตรการที่สอดคล้องกันของมวลเป็นบรรทัดฐานของพลังงานโมเมนต์เหล่านั้น ( ) แต่สำหรับหลุมดำเราสามารถกำหนดมวลได้มากกว่า ดำเนินการในแง่ของการโคจรรอบหลุมดำ นอกจากนี้ยังมีทางเลือกอื่น ๆ สำหรับการจัดการกับมวลโดยเฉพาะ$m^2 = E^2-p^2$

ในอวกาศนอกสูญญากาศไม่ใช่สิ่งที่ดูดเข้าไปในหลุมดำ นั่นอาจเป็นกรณีของเครื่องดูดฝุ่นในบ้านของคุณ แต่ทุกที่ในพื้นที่รอบนอกนั้นเป็นเครื่องดูดฝุ่น แต่เป็นแรงดึงดูดที่มีประสิทธิภาพของหลุมดำแทน

อย่างไรก็ตามหลุมดำสามารถมีพลังงานได้ ชนิดหนึ่งที่อยู่ในใจเป็นพลังงานจลน์เชิงมุม นี่คือพลังงานที่วัตถุหมุนได้ - ในกรณีนี้คือหลุมดำหมุน (ดูหลุมดำของเคอร์และหลุมดำเคอร์ - นิวแมน ) หลุมดำสามารถมีพลังงานจลน์ที่สามารถแปลได้- พลังงานของวัตถุที่เคลื่อนที่ หลุมดำมีพลังงานศักย์โน้มถ่วง - พลังงานศักย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง - และหลุมดำที่มีประจุไฟฟ้าสามารถมีพลังงานศักย์ไฟฟ้าได้

ดังนั้นหลุมดำจึงมีพลังงานแม้ว่าอาจจะไม่ใช่ในรูปแบบที่คุณคิด

ถามคำถามที่ดีต่อไป!

ฉันหวังว่านี่จะช่วยได้.

วิธีเดียวที่เราสามารถตรวจจับหลุมดำได้ก็คือเอฟเฟกต์ที่มวลความโน้มถ่วงของมันมีต่อวัตถุนอกขอบฟ้าเหตุการณ์ วัตถุเหล่านี้สามารถรับพลังงานจากหลุมดำในขณะที่พวกมันตกลงไปในหลุมที่มีศักยภาพพวกมันจะร้อนขึ้นและแผ่ (มักจะอยู่ในภูมิภาค X-ray ของสเปกตรัม) ดังนั้นหลุมดำจึงมีพลังงานความโน้มถ่วงจากมวลของมัน หลุมดำอาจมีประจุได้ แต่มันหาได้ยากในเอกภพซึ่งส่วนใหญ่เป็นกลาง หลุมดำหลายแห่งอาจมีการหมุนเวียนและสิ่งเหล่านี้ก็มีพลังงานการหมุนเช่นกัน

http://curious.astro.cornell.edu/disclaimer/86-the-universe/black-holes-and-quasars/general-questions/436-what-type-of-energy-does-a-black-hole- มีระดับกลาง

หลักการอนุรักษ์พลังงานบอกเราว่าปริมาณพลังงานในเอกภพคงที่ ดังนั้นเราสามารถสรุปพลังงานที่ครั้งหนึ่งเคยก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ที่กลายเป็นหลุมดำไม่สามารถถูกทำลายได้ ใช่แล้วตามหลักการอนุรักษ์พลังงานหลุมดำบรรจุพลังงาน