I buchi neri hanno energia?

Quindi alcuni buchi neri sono creati da alcune stelle morenti e quando la stella si esaurisce la gravità dell'energia nucleare vince e la stella implode. La massa di un'intera stella collassa in un volume sempre più piccolo di spazio. Che quindi crea un buco nero, quindi la mia domanda è: i buchi neri hanno davvero energia per creare quel tipo di vuoto in cui aspirare la luce?

Se un buco nero fosse creato da un'enorme stella a corto di carburante e poi crollasse su se stesso, il buco nero avrebbe energia e in tal caso da dove verrebbe, o è proprio come il vuoto nello spazio senza energia a tutti?

(Per favore, correggimi se ho detto qualcosa di sbagliato sui buchi neri, dato che sono molto giovane e non tacere ancora il concetto di esso.)

Un buco nero isolato è una soluzione del vuoto della relatività generale, quindi in un senso molto diretto non contiene alcuna energia nello spazio-tempo. Ma forse in qualche modo controintuitivamente, ciò non implica che un tale buco nero non abbia energia.

Definire la quantità totale di energia è di solito molto problematico nella relatività generale, ma in alcuni casi speciali è possibile. In particolare, le solite soluzioni di buco nero sono tutte asintoticamente piatte, cioè lo spaziotempo è il solito Minkowski piatto quando è lontano dal buco nero.

Qui (o in generale quando abbiamo una forma asintotica prescritta dello spaziotempo), possiamo calcolare il momento energetico totale, essenzialmente misurando il campo gravitazionale del buco nero all'infinito. L'energia è solo una componente del momentum energetico.

Esistono in realtà due diversi tipi rilevanti di "infinito" qui: l'infinito spaziale e l'infinito nullo (simile alla luce), a seconda che siamo "molto distanti" dal buco nero in una direzione spaziale o leggera. C'è anche l'infinito simile al tempo, ma ciò corrisponde solo ad aspettare un tempo arbitrariamente lungo, quindi non è rilevante qui. I due infiniti diversi generano diverse definizioni di energia-quantità di moto, dando rispettivamente l' energia ADM e l' energia di Bondi . Nel vuoto, la differenza intuitiva tra i due è che l'energia di Bondi esclude le onde gravitazionali.

Quindi la risposta breve è 'sì', con l'avvertenza che in una situazione più complicata, in cui non possiamo attribuire tutto al buco nero stesso, la risposta a quanta energia è dovuta al buco nero può essere ambigua o mal- definito.

$m^2 = E^2-p^2$

Nello spazio, un vuoto non è ciò che succhia la materia in un buco nero. Questo può essere il caso dell'aspirapolvere domestico, ma ovunque nello spazio esterno è essenzialmente un aspirapolvere. Invece, è la potente attrazione gravitazionale del buco nero.

Tuttavia, il buco nero può avere energia. Un tipo che viene in mente è l'energia cinetica angolare . Questa è l'energia che ha un oggetto che gira - in questo caso, un buco nero rotante (vedi anche buco nero Kerr e buco nero Kerr-Newman ). I buchi neri possono anche avere energia cinetica traslazionale - l'energia di un oggetto in movimento. Anche i buchi neri hanno energia potenziale gravitazionale - energia potenziale dovuta alla gravità - e i buchi neri con carica elettrica possono avere energia potenziale elettrica.

Quindi i buchi neri hanno energia, anche se forse non nella forma che pensavi.

Continua a fare buone domande!

Spero che questo possa essere d'aiuto.

L'unico modo in cui possiamo rilevare i buchi neri è attraverso l'effetto che la loro massa gravitante ha su oggetti al di fuori dell'orizzonte degli eventi. Questi oggetti possono ottenere energia dal buco nero, poiché cadono nel pozzo potenziale che si riscaldano e si irradiano (spesso nella regione dei raggi X dello spettro). Quindi i buchi neri hanno energia gravitazionale dalla loro massa. Un buco nero potrebbe anche avere una carica, ma questo è raro nell'universo che è in gran parte neutrale. Molti buchi neri probabilmente ruotano e questi hanno anche energia di rotazione.

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

Il principio di conservazione dell'energia ci dice che la quantità di energia nell'universo è costante. Pertanto possiamo concludere che l'energia che una volta costituiva una stella trasformata in un buco nero non può essere distrutta. Quindi sì, secondo il principio di conservazione dell'energia, un buco nero contiene energia.