Термодинаміка і випаровування чорних дір - Чорні діри
Уявлення про чорну діру як про абсолютно поглинає об'єкті були скориговані С. Хокінгом в 1975 році. Вивчаючи поведінку квантових полів поблизу чорної діри, він передбачив, що чорна діра обов'язково випромінює частки в зовнішній простір і тим самим втрачає масу. Цей ефект називається випромінюванням (випаровуванням) Хокінга. Спрощено кажучи, гравітаційне поле поляризує вакуум, в результаті чого можливе утворення не тільки віртуальних, а й реальних пар частинка-античастинка. Одна з частинок, що опинилася трохи нижче горизонту подій, падає всередину чорної діри, а інша, яка виявилася трохи вище горизонту, летить, несучи енергію (тобто частина маси) чорної діри. Потужність випромінювання чорної діри дорівнює
Склад випромінювання залежить від розміру чорної діри: для великих чорних дір це в основному фотони і нейтрино, а в спектрі легких чорних дір починають бути присутнім і важкі частинки. Спектр хокінговского випромінювання для безмассових полів виявився строго збігається з випромінюванням абсолютно чорного тіла, що дозволило приписати чорній дірі температуру
Де Hbar - Редукована постійна Планка, c - швидкість світла, k - постійна Больцмана, G - гравітаційна постійна, M - маса чорної діри.
На цій основі була побудована термодинаміка чорних дір, в тому числі введено ключове поняття ентропії чорної діри, яка виявилася пропорційна площі її горизонту подій:
Де A - площа горизонту подій.
Швидкість випаровування чорної діри тим більше, чим менше її розміри. Випаровуванням чорних дір зоряних (і тим більше галактичних) масштабів можна знехтувати, однак для первинних і особливо для квантових чорних дір процеси випаровування стають центральними.
За рахунок випаровування всі чорні діри втрачають масу і час їх життя виявляється кінцевим:
При цьому інтенсивність випаровування наростає лавиноподібно, і заключний етап еволюції носить характер вибуху, наприклад, чорна діра масою 1000 тонн випарується за час порядку 84 секунди, виділивши енергію, що дорівнює вибуху приблизно десяти мільйонів атомних бомб середньої потужності.
У той же час, великі чорні діри, температура яких нижче температури реліктового випромінювання Всесвіту (2,7 К), на сучасному етапі розвитку Всесвіту можуть тільки зростати, тому що випускається ними випромінювання має меншу енергію, ніж поглинається. Даний процес триватиме до тих пір, поки фотонний газ реліктового випромінювання не охолоне в результаті розширення Всесвіту.
Без квантової теорії гравітації неможливо описати заключний етап випаровування, коли чорні діри стають мікроскопічними (квантовими). Згідно з деякими теоріями, після випаровування повинен залишатися "недогарок" - мінімальна Планка чорна діра.
Похожие статьи
-
Властивості чорних дір - Чорні діри
Поблизу чорної дірки напруженість гравітаційного поля така велика, що фізичні процеси там можна описувати тільки за допомогою релятивістської теорії...
-
Види чорних дір, Надмасивні чорні діри, Первинні чорні діри, Квантові чорні діри - Чорні діри
Надмасивні чорні діри Розрослися дуже масивні чорні діри, за сучасними уявленнями, утворюють ядра більшості галактик. У їх число входить і масивна чорна...
-
Пошуки чорних дір - Чорні діри
Розрахунки в рамках ЗТВ вказують лише на можливість існування чорних дір, але аж ніяк не доводять їх наявності в реальному світі, відкриття чорної діри...
-
Чорна діра - область простору, в якій гравітаційне тяжіння настільки сильно, що ні речовина, ані випромінювання не можуть цю область покинути. Для що там...
-
Формування чорних дір - Чорні діри
Найбільш очевидний шлях утворення чорної діри - колапс ядра масивної зірки. Поки в надрах зірки не виснажився запас ядерного палива, її рівновага...
-
У наш час важко знайти людину, яка не чула б про чорні діри. Разом з тим, мабуть, не менш важко відшукати того, хто зміг би пояснити, що це таке. Втім,...
-
Висновок, Список літератури - Чорні діри
Таким чином, всі "елементарні об'єкти" можна розділити на елементарні частинки (їх довжина хвилі більше їх гравітаційного радіуса) і чорні діри (довжина...
-
Історія ідеї про чорні діри - Чорні діри
Англійська геофізик і астроном Джон Мічелл припустив, що в природі можуть існувати настільки масивні зірки, що навіть промінь світла не здатний покинути...
-
Випромінювання чорної діри - Еволюція зірок
Чорна діра народжує частинки. Порівняно великі чорні діри масою в декілька сонячних мають настільки низькою температурою, що можуть робити тільки...
-
Падіння в чорну діру - Чорні діри
Уявімо собі, як має виглядати падіння в шварцшільдовскую чорну діру. Тіло, вільно падаюче під дією сил гравітації, знаходиться в стані невагомості....
-
Структура чорної діри - Еволюція зірок
Вдалині від чорної діри простір-час майже плоске, і там світлові промені поширюються прямолінійно. Це - важливий факт. Промені світла, що проходять...
-
Зоряне небо . Одним з найважливіших положень матеріалістичної діалектики є уявлення про загальний взаємозв'язок і взаємозалежність явищ природи. Як...
-
"Теорія Великого вибуху" Велимкий вимбух (англ. Big Bang Theory ) -- фізико-космологічна теорія про ранню стадію еволюції Всесвіту з надзвичайно щільного...
-
Вступ Зоряне небо. Одним з найважливіших положень матеріалістичної діалектики є уявлення про загальний взаємозв'язок і взаємозалежність явищ природи. Як...
-
Модель Всесвіту - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Що значить, побудувати модель Всесвіту? Найзагальніша відповідь на це питання така: необхідно знайти рівняння, яким підкоряються параметри, що...
-
Водоворот черной дыры - Современные представления астрофизики. Физика черных дыр
Можно заметить глубокое сходство вращающейся черной дыры и известного эффекта вихря - например, гигантского водоворота, порождения морских течений. Если...
-
Термодинамика черных дыр - Современные представления астрофизики. Физика черных дыр
Заметим, что неприводимая масса черной дыры связана с площадью горизонта черной дыры как . Соответственно, площадь горизонта событий не может уменьшаться...
-
Теория Эйнштейна--Картана, Теория Бранса--Дикке - Классические теории гравитации
Теория Эйнштейна--Картана (ЭК) была разработана как расширение ОТО, внутренне включающее в себя описание воздействия на пространство-время кроме...
-
Будущее Юпитера и его спутников, Спутники Юпитера - Планеты Солнечной системы: Юпитер
Известно, что Солнце в результате постепенного исчерпания своего термоядерного топлива, увеличивает свою светимость примерно на 11 % каждые 1,1 млрд лет,...
-
Машина часу, Машина часу Кіпа Торна - Непізнані літаючі об'єкти - машина часу
Машина часу Кіпа Торна Що ж таке машина часу (МВ)? Ось яке визначення дає Вікипедія: "МВ - гіпотетичний пристрій для подорожей в часі". У цілому...
-
Три закони Кеплера - Німецький астроном Фрідріх Кеплер
Протягом декількох років Кеплер уважно вивчає численні дані спостережень Браге й у результаті ретельного аналізу доходить висновку, що траєкторія руху...
-
Из дифференциальных уравнений и формул видно, что элементы L, G, Н, а следовательно, и а, е, i, не имеют (по крайней мере в первом приближении) вековых...
-
Основные характеристики и эволюция звезд
В результате огромной работы, проделанной астрономами ряда стран в течение последних десятилетий, мы многое узнали о различных характеристиках звезд,...
-
Комета (от др.-греч. кпмЮфзт, kom?tзs -- "волосатый, косматый") -- небольшое ледяное небесное тело, движущееся по орбите в Солнечной системе, которое...
-
Прямого требования стандарта ИСО 9001:2008 (ИСО 9001:2000) о том, чтобы в организации были созданы карты процессов, либо другие документы представляющие...
-
Нерозв'язані проблеми в галузі астрономії, Астрономічні нагороди - Астрономія як наука
Астрономія як наукова дисципліна, зробила величезний крок вперед у розумінні природи Всесвіту і його зміст, але залишається ряд важливих невирішених...
-
Проект "Горизонт", Підземна місячна база, Місячний ковчег - Планети Сонячної системи
У 1959 році велися дослідження над проектом "Горизонт", що стосувався плану армії США зі створення форту на Місяці до 1967 року. Проектом керував Келле,...
-
Оптичний телескоп зображення Актуальність теми. Двометровий (2-м) дзеркальний телескоп на піку Терскол ( ? = 2H 49M 59.854S, = 43П 16?...
-
ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ - Фотометрія та поляриметрія затемнюваних систем, що містять субгіганти
У Вступі розглянута актуальність теми, сформульовані задачі та мета, зазначені новизна отриманих результатів, їх апробація, наведено список публікацій...
-
Висновок, Список використовуваної літератури - Еволюція зірок
Білі карлики, нейтронні зорі й чорні діри, існування яких передбачено теорією, але ще не підтверджено спостереженнями, є кінцевими стадіями еволюції зір...
-
"У черных дыр нет волос" - Черные дыры во вселенной
Что произойдет, если две черные дыры столкнутся друг с другом? Образуют ли они новую, более массивную черную дыру? Астрофизик Дэвид Меррит полагает, что...
-
Фотосинтез як головний процес в рослинних організмах - Космічна роль зелених рослин
З появою автотрофних організмів, насамперед зелених рослин, став можливим синтез органічних речовин з неорганічних сполук завдяки використанню сонячної...
-
Опасность, исходящая от астероидов и комет - Опасности космоса
К Земле постоянно настойчиво стремятся посланцы вечности - астероиды и всевозможные кометы. Наибольшую тревогу у ученых вызывает астероид "Апофиз",...
-
Ответ: Охотничье оружие с откидными стволами состоит из стволов, деревянной ложи с цевьем, шейкой и прикладом, ствольной коробки (колодка), запирающего,...
-
Услуги космических средств ДЗЗ - Услуги космических средств дистанционного зондирования Земли
Космические данные позволяют решать задачи трех основных классов: - Изучение природных условий и ресурсов, хозяйственной деятельности и экологической...
-
Принцип Порето. - Анализ продукта по принципу Порето и деление на классы А, В, С
Принцип 80/20 гласит, что небольшая доля причин, вкладываемых средств или прилагаемых усилий, отвечает за большую долю результатов, получаемой продукции...
-
Мал. Річні паралакси зір - Визначення відстаней до зір. Їх основні характеристики
Надійно виміряти річний паралакс зорі Веги вперше вдалося в 1837 р. російському академіку В. Я. Струве. Майже одночасно з ним в інших країнах визначили...
-
ЯСЕН (23.05-03.06; 22.11-01.12) Це прекрасне могутнє дерево. Приємно виглядає, має стрункий силует, елегантний і вільний у русі. Подобається собі. Однак...
-
Розвиток космонавтики у СРСР після Другої світової війни до сьогодні
З кожним роком усе далі і далі іде в глиб історії той світлий квітневий день, коли в неймовірному поспіху, незважаючи на численних труднощів і небезпеки,...
-
Проблема - це питання, на яке треба відповісти, але знань для відповіді бракує. Для цього і проводиться дослідження. Проблема тим відрізняється від...
Термодинаміка і випаровування чорних дір - Чорні діри