Possiamo (teoricamente) far girare il buco nero così forte che sarà spezzato dalla forza centrifuga?

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Non riesco a immaginare le forze coinvolte nella vita dei buchi neri. Quindi per favore, aiutami a scoprire se è possibile o meno distruggere il buco nero in questo modo specifico.

black-hole

— Pavel Voronin
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Non ne sono sicuro, ma penso che per aumentare efficacemente la sua rotazione, è necessario lanciarci roba, e se lo fai aumenterai anche la sua massa; nel limite del campo forte di GR, il corrispondente aumento di massa impedisce alla forza centrifuga di romperlo. Nella migliore delle ipotesi diventa un buco nero di Kerr con 'a' asintoticamente vicino a 1. Per i buchi neri, la gravità vince sempre! (se vuoi rafforzarlo senza lanciare cose, dovrai essere abbastanza lontano e non sarà molto efficiente)

— chris

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Possiamo (teoricamente) ruotare il buco nero così forte da spezzarlo con la forza centrifuga?

Per un buco nero di Kerr-Newman (rotante, carico, isolato) di massa , momento angolare e carica , la superficie dell'orizzonte degli eventi è data da in cui . Si verifica un buco nero estremo quando $M$ $J$ $Q$

UN = 8 M [M^{2} + (M^{2} - {un'}^{2} - Q^{2})^{1 / 2} - Q^{2} / 2],

$A = 8M\left[M^2 + (M^2-a^2-Q^2)^{1/2} - Q^2/2\right]\text{,}$

a = J / M

$a = J/M$

. Oltre a ciò, se il buco nero è ancora più sovraccarico o sovraccaricato, c'è uno spaziotempo di Kerr-Newman "eccessivo", che non sarebbe affatto un buco nero, ma piuttosto una singolarità nuda.

M^{2} = a^{2} + Q^{2}

$M^2 = a^2 + Q^2$

Pertanto, interpreto la tua domanda come se chiedesse se un buco nero potesse essere scagliato al limite estremo e oltre, in modo da distruggere l'orizzonte degli eventi. È molto probabile che non si possa fare.

Wald ha dimostrato nel 1974 che quando si lancia una materia in un buco nero per cercare di aumentare il suo momento angolare, più è vicino a un buco nero estremo, più è difficile continuare questo processo: un buco nero a rotazione rapida respingerà la materia che lo porterebbe oltre il limite estremo. Esistono altri schemi e, sebbene non sia a conoscenza di prove del tutto generali all'interno della relatività generale classica, il continuo fallimento di schemi come questo è ben motivato dalla connessione tra dinamica del buco nero e termodinamica.

$T_\text{H} = \kappa/2\pi$

κ = \frac{\sqrt{M^{2} - {un'}^{2} - Q^{2}}}{2 M (M + \sqrt{M^{2} - {un'}^{2} - Q^{2}}) - Q^{2}}

$\kappa = \frac{\sqrt{M^2-a^2-Q^2}}{2M\left(M+\sqrt{M^2-a^2-Q^2}\right)-Q^2}$

— Stan Liou
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2

Non ho tutta la matematica dalla parte superiore della mia testa, ma dalla mia comprensione concettuale, non è possibile.

I buchi neri hanno un'attrazione gravitazionale abbastanza grande che persino la luce non può sfuggire anche oltre la "superficie" (cioè se il buco nero ha una massa abbastanza bassa da avere ancora una superficie e non è crollato in una singolarità). Ciò significherebbe che dovrebbe girare abbastanza velocemente da far muovere la superficie in modo significativamente più veloce della velocità della luce per avere un momento lineare sufficiente (spesso chiamato colloquialmente "forza centrifuga" in un quadro di riferimento circolare) per sfuggire, che secondo la teoria della relatività non è possibile.

La radiazione di Hawking è possibile solo perché la radiazione elettromagnetica si sta avvicinando quasi ortogonalmente alla "superficie" del buco nero e la luce può essere "piegata" solo per gravità, non può essere fermata.

— user1738
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2

Ci sono diversi problemi concettuali con questa risposta. Suggerisce che la "superficie" è qualcosa di diverso dall'orizzonte degli eventi - allora che cos'è? Suggerisce che le radiazioni Hawking sono limitate alle radiazioni senza massa come elettromagnetiche - non è vero. Suggerisce che i buchi neri non possono fermare la luce: l'orizzonte è una superficie leggera che lo fa.

— Stan Liou,

1

I buchi neri possono evaporare attraverso un processo quantistico noto come radiazione di Hawking e basta.

— Jeremy
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0

Per quanto ne sappiamo non c'è nulla che possa fermare un buco nero. Affinché questa nozione abbia un senso, devi prima guardare a ciò che è attualmente noto buchi neri . Una volta capito, vedrai che a causa della nostra attuale comprensione del Cosmo non c'è nulla che possiamo fare per i buchi neri.

È vero che la radiazione di Hawking può colpire un buco nero, ma è solo per buchi neri molto piccoli.

A proposito, in Fisica non esiste una forza centrifuga - questo è in realtà un malinteso che molte persone hanno. Tuttavia, esiste una forza centripeta .

inserisci qui la descrizione dell'immagine

— FunctionR
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2

Link obbligatorio su refuttal-via-xkcd: xkcd.com/123

— Ilmari Karonen

3

@IlmariKaronen Grazie per il voto negativo, tuttavia, ti rendi conto che il fumetto non dimostra nulla di giusto? C'è una differenza tra forza centripeta e centrifuga.

— Funzione

2

Per essere onesti, il cartone animato sottolinea che la forza centrifuga è come forza inerziale, il che è vero. Probabilmente è sensato interpretare le forze inerziali come "non reali", ma non sono sicuro di cosa abbia a che fare con questa domanda, poiché anche la forza gravitazionale è una forza inerziale.

— Stan Liou,

Questa "risposta" è piuttosto vaga, fa affermazioni discutibili e non ha nulla a che fare con la query originale.

— Florin Andrei,

0

Interessante. Questo processo potrebbe influire sulla formazione del buco nero in primo luogo. Considera una stella rotante che muore e inizia a restringersi a causa delle forze gravitazionali. Man mano che si restringe, tutta la sua massa sarà sempre più compattata in un raggio più piccolo. Ciò avrà due conseguenze: 1) la forza gravitazionale che attrae diverse parti del corpo crescerà con l'inverso del raggio quadrato e 2) la sua velocità di rotazione aumenterà a causa della conservazione del momento angolare e della forza di espansione, dovuta alla rotazione, crescerà con l'inverso del raggio al cubo. Ciò significa che la forza in espansione crescerà più rapidamente di quella in contrazione e, almeno nella prospettiva newtoniana, vincerà la forza in espansione. Da questo punto di vista, sembra che una stella rotante non formerebbe mai un buco nero ...

— mmicoski
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Potrebbe piacerti questo articolo. slate.com/blogs/quora/2014/02/10/…

— userLTK

-1

Proviamo quanto segue:

Equiparare le forze:

\begin{array}{rcl} F_{c} & = & \frac{m v^{2}}{R} \\ F_{g} & = & \frac{sol M m}{R^{2}} \\ m v^{2} / R & = & \frac{sol M m}{R^{2}} \\ v^{2} & = & \frac{sol M}{R} \end{array}

$\begin{eqnarray*} F_c &=& \frac{mv^2}R\\ F_g &=& \frac{GMm}{R^2}\\ \newline mv^2/R &=& \frac{GMm}{R^2}\\ v^2 &=& \frac{GM}R \end{eqnarray*}$

$R_s = 2GM/c^2$

\begin{array}{rcl} v^{2} & = & \frac{sol M}{2 sol M / c^{2}} \\ v & = & \sqrt{c^{2} / 2} \\ v & = & \frac{c}{\sqrt{2}} \\ v & = & 0, 707 c \end{array}

$\begin{eqnarray*} v^2 &=& \frac{GM}{2GM/c^2}\\ v &=& \sqrt{c^2/2}\\ v &=& \frac{c}{\sqrt2}\\ v &=& 0,707c \end{eqnarray*}$

Non so se ho preso tutte le considerazioni, ma per quanto ne so, se il buco nero sta girando più velocemente di $0,707c$ , l'orizzonte degli eventi non sarà in grado di mantenersi sul raggio corrente.

Tuttavia, quando il raggio si espande, la rotazione rallenterà conservando il momento angolare ... quindi non penso che si spezzerà ... forse diventerà un "buco grigio"?

Per favore, perdonami se è stato commesso un errore fondamentale, sono nuovo in tutto questo ...: P

— Matheus Dardenne
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Questo sembra newtoniano. Hai considerato la curvatura dello spaziotempo vicino a un buco nero? Vedi anche "Soluzione Kerr" per i buchi neri.

— Gerald

Mi piace il termine "buco grigio".

— userLTK

Questa è una vecchia risposta, ma ho pensato di lasciarla qui perché si rivolge alla velocità orbitale dei buchi neri. avresti bisogno di avere il bordo teorico del buco nero all'orizzonte degli eventi che ruota su C per fuggire, il che è ovviamente impossibile. physics.stackexchange.com/questions/207816/…

— userLTK