Pouvons-nous (théoriquement) faire tourner le trou noir si fort qu'il sera brisé par la force centrifuge?

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Je ne peux pas imaginer les forces impliquées dans la vie des trous noirs. Alors s'il vous plaît, aidez-moi à savoir s'il est possible ou non de détruire le trou noir de cette manière spécifique.

black-hole Pavel Voronin
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Je ne suis pas sûr, mais je pense que pour augmenter efficacement son spin, vous devez lui lancer des trucs, et si vous le faites, vous augmenterez également sa masse; dans la forte limite de champ de GR, l'augmentation de masse correspondante empêche la force centrifuge de la briser. Au mieux, il devient un trou noir Kerr avec 'a' asymptotiquement proche de 1. Pour les trous noirs, la gravité gagne toujours! (si vous voulez le dynamiser sans lancer de choses, vous devrez être assez loin et ce ne sera pas très efficace)

chris

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Pouvons-nous (théoriquement) faire tourner le trou noir si fort qu'il sera brisé par la force centrifuge?

Pour un trou noir de Kerr-Newman (tournant, chargé, isolé) de masse , de moment angulaire et de charge , la surface de l'horizon des événements est donnée par où . Un trou noir extrême se produit lorsque $M$ $J$ $Q$

A = 8 M [M^{2} + (M^{2} - a^{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

$a = J/M$

. Au-delà de cela, si le trou noir est encore plus dépassé ou surchargé, c'est un espace-temps Kerr-Newman "surextrême", qui ne serait pas du tout un trou noir, mais plutôt une singularité nue.

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

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

Ainsi, j'interprète votre question comme demandant si un trou noir peut être tourné jusqu'à la limite extrême et au-delà, afin de détruire l'horizon des événements. Il est très probable que cela ne peut pas être fait.

Wald a prouvé en 1974 que lorsque l'on jette de la matière dans un trou noir pour essayer d'augmenter son élan angulaire, plus il est proche d'un trou noir extrême, plus il est difficile de poursuivre ce processus: un trou noir à rotation rapide repoussera la matière qui le porterait au-delà de la limite extrême. Il existe d'autres schémas, et bien que je ne sois au courant d'aucune preuve complètement générale dans la relativité générale classique, l'échec continu de schémas comme celui-ci est bien motivé par le lien entre la dynamique du trou noir et la thermodynamique.

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

κ = \frac{\sqrt{M^{2} - a^{2} - Q^{2}}}{2 M (M + \sqrt{M^{2} - a^{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

Je n'ai pas tous les calculs du haut de ma tête, mais d'après ma compréhension conceptuelle, ce n'est pas possible.

Les trous noirs ont une attraction gravitationnelle suffisamment grande pour que même la lumière ne puisse pas s'échapper même au-delà de la "surface" (c'est-à-dire si le trou noir a une masse suffisamment faible pour qu'il ait encore une surface et ne se soit pas effondré en une singularité). Cela signifierait qu'il devrait tourner suffisamment vite pour que la surface se déplace considérablement plus vite que la vitesse de la lumière afin d'avoir suffisamment de mouvement linéaire (souvent appelé familièrement "force centrifuge" dans un cadre de référence circulaire) pour s'échapper, ce qui, selon la théorie de la relativité n'est pas possible.

Le rayonnement de Hawking n'est possible que parce que le rayonnement électromagnétique se déplace de façon presque orthogonale à la "surface" du trou noir et que la lumière ne peut être "courbée" que par gravité, elle ne peut pas être arrêtée.

user1738
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2

Il y a plusieurs problèmes conceptuels avec cette réponse. Cela suggère que la "surface" est autre chose que l'horizon des événements - alors qu'est-ce que c'est? Cela suggère que le rayonnement de Hawking est limité à un rayonnement sans masse comme l'électromagnétique - ce n'est pas vrai. Cela suggère que les trous noirs ne peuvent pas arrêter la lumière - l'horizon est une surface semblable à la lumière qui fait cela.

Stan Liou

1

Les trous noirs peuvent s'évaporer grâce à un processus quantique appelé Hawking Radiation et c'est tout.

Jeremy
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0

À notre connaissance, rien ne peut arrêter un trou noir. Pour que cette notion ait un sens, vous devez d'abord regarder ce qui est actuellement connu sur les trous noirs . Une fois que vous en aurez pris conscience, vous verrez qu'en raison de notre compréhension actuelle du Cosmos, nous ne pouvons rien faire pour les trous noirs.

Il est vrai que Hawking Radiation peut affecter un trou noir, mais ce n'est que pour de très petits trous noirs.

Soit dit en passant, en physique, il n'y a pas de force centrifuge - c'est en fait une idée fausse que beaucoup de gens ont. Cependant, il existe une force centripète .

entrez la description de l'image ici

FunctionR
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2

Lien de réfutation obligatoire via xkcd: xkcd.com/123

Ilmari Karonen

3

@IlmariKaronen Merci pour le vote négatif, cependant, vous vous rendez compte que le dessin animé ne prouve rien de bien? Il existe une différence entre la force centripète et centrifuge.

FunctionR

2

Pour être juste, la caricature souligne que la force centrifuge est comme une force inertielle, ce qui est vrai. Il est sans doute judicieux d'interpréter les forces d'inertie comme «non réelles», mais je ne sais pas quelle incidence cela a sur cette question, car la force gravitationnelle est également une force d'inertie.

Stan Liou

Cette «réponse» est assez vague, fait des déclarations douteuses et n'a aucune incidence réelle sur la requête d'origine.

Florin Andrei

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Intéressant. Ce processus pourrait avoir un impact sur la formation du trou noir en premier lieu. Considérons une étoile en rotation qui meurt et commence à rétrécir en raison des forces gravitationnelles. En se rétrécissant, toute sa masse sera de plus en plus compactée dans un rayon plus petit. Cela aura deux conséquences: 1) la force gravitationnelle qui attire différentes parties du corps grandira avec l'inverse du rayon carré et 2) sa vitesse de rotation augmentera en raison de la conservation de la quantité de mouvement angulaire et de la force d'expansion, en raison de la rotation, grandira avec l'inverse du rayon au cube. Cela signifie que la force en expansion augmentera plus rapidement que celle qui se contracte et, au moins selon la vision newtonienne, la force en expansion gagnera. De ce point de vue, on dirait qu'une étoile en rotation ne formerait jamais un trou noir ...

mmicoski
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Vous pourriez aimer cet article. slate.com/blogs/quora/2014/02/10/…

userLTK

-1

Essayons ce qui suit:

Assimiler les forces:

\begin{array}{rcl} F_{c} & = & \frac{m v^{2}}{R} \\ F_{g} & = & \frac{G M m}{R^{2}} \\ m v^{2} / R & = & \frac{G M m}{R^{2}} \\ v^{2} & = & \frac{G 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{G M}{2 G M / c^{2}} \\ v & = & \sqrt{c^{2} / 2} \\ v & = & \frac{c}{\sqrt{2}} \\ v & = & 0, 707 c \end{array}

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

$0,707c$

Cependant, lorsque le rayon s'élargit, la rotation ralentira par la conservation de l'élan angulaire ... donc je ne pense pas qu'il se déchirera ... peut-être devenir un "trou gris"?

Veuillez me pardonner si une erreur fondamentale a été commise, je suis nouveau dans tout cela ...: P

Matheus Dardenne
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3

Cela a l'air newtonien. Avez-vous considéré la courbure de l'espace-temps près d'un trou noir? Voir aussi "Solution Kerr" pour les trous noirs.

Gerald

J'aime le terme "trou gris".

userLTK

C'est une vieille réponse, mais je pensais que je laisserais tomber ici car elle traite de la vitesse orbitale des trous noirs. il faudrait que le bord théorique du trou noir à l'horizon des événements tourne à C pour s'échapper, ce qui est évidemment impossible. physics.stackexchange.com/questions/207816/...

userLTK

Pouvons-nous (théoriquement) faire tourner le trou noir si fort qu'il sera brisé par la force centrifuge?

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