Dimensions d'un trou noir

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Quelle taille un trou noir peut-il devenir et comment un petit trou noir peut-il devenir? (Dimensions minimale et maximale d'un trou noir)

M.Tarun
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Réponses:

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Des trous noirs primoridiens peuvent être trouvés (hypothétiquement; il n'y a pas encore de preuve expérimentale) de petite taille au-dessus de la masse de Planck. Cependant, les trous noirs stellaires ne peuvent pas avoir une masse inférieure à la limite TOV (1,5 à 3 masses solaires)

Il semble y avoir une limite supérieure 1 de 50 milliards de masses solaires. Cependant, je soupçonne 2 que cela prend en considération les contraintes formatrices (c'est-à-dire les contraintes posées à la formation d'un tel BH); et n'interdit pas qu'un tel trou noir existe. Après tout, la métrique Schwarzschild n'impose certainement pas de limites sur la taille d'un trou noir.

Notez que parler des dimensions limites d'un trou noir n'a pas beaucoup de sens car les dimensions changent dans différents cadres de référence. Il est beaucoup plus facile de parler de la masse d'un trou noir; le rayon peut être calculé dans différentes images à partir de ces informations.

1. Natarajan, P. et Treister, E. (2009), Y a-t-il une limite supérieure aux masses des trous noirs?. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, 393: 838–845. doi: 10.1111 / j.1365-2966.2008.13864.x

2. mais ne peut pas encore confirmer; Je vais devoir lire le papier plus attentivement

Manishearth
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Des trous noirs primordiaux "peuvent être trouvés"? C'est une façon confuse de formuler cette déclaration, car elle suggère qu'ils existent. Et qu'il n'y a aucune preuve.
Stan Liou
@stan fixe, merci. Bien qu'iirc, il existe de nombreuses preuves théoriques montrant que notre univers devrait en avoir.
Manishearth
2

théoriquement, il ne devrait pas y avoir de taille / masse maximale d'un trou noir, ou vous pourriez dire que la masse maximale serait si elle contenait toute la masse de l'univers;

bien que la dimension minimale d'un trou noir soit une longueur de Planck, la masse minimale d'un trou noir stable est de 3 masses solaires;

un trou noir qui a une masse inférieure à 3 masses solaires s'évapore, se transformant en rayonnement (énergie); plus il est petit, plus il s'évapore rapidement; s'il est assez petit, il se transformera instantanément en un éclair de rayonnement dur;

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

si vous connaissez la masse d'un trou noir, vous pouvez calculer son rayon et si vous connaissez son rayon, vous pouvez calculer sa masse; noter qu'une chose curieuse à propos de cette équation est qu'elle montre un trou noir de masse stellaire ayant une densité élevée, tandis qu'un trou noir supermassif ayant une densité qui diminue à mesure que le trou noir augmente en masse;

http://en.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild_radius

afin que vous puissiez transformer tout ce que vous voulez, comme votre crayon, en un trou noir si vous le souhaitez, et le compresser à la taille requise pour qu'il devienne un trou noir; c'est juste qu'il se transformerait immédiatement (s'évaporerait) complètement en un éclair de rayonnement dur, car un crayon est inférieur à la masse stable du trou noir (3 masses solaires);

c'est pourquoi l'expérience du CERN n'aurait jamais pu créer un trou noir pour avaler la Terre - un trou noir subatomique, même un avec la masse de la Terre entière, ou du Soleil, s'évaporerait avant d'avaler quoi que ce soit; il n'y a pas assez de masse dans notre système solaire pour faire un trou noir stable (3 masses solaires);

jmarina
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2
La première partie est carrément fausse. Tous les trous noirs (non extrêmes) rayonnent, et il n'y a absolument rien de qualitativement spécial à propos de trois masses solaires à cet égard.
Stan Liou
1
S'il est vrai que 3 masses solaires représentent à peu près la taille minimale d'un trou noir que nous prévoyons de former au cœur d'une explosion stellaire ou d'une étoile à neutrons, il n'y a aucune raison pour qu'un petit trou noir ne soit pas stable. Le problème est d'en faire un.
userLTK
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Pour déterminer la taille d'un trou noir, vous devez d'abord déterminer son rayon de Schwarzschild en utilisant cette formule Rs = (2MG) / (c ^ 2). Pour déterminer sa photo-sphère, utilisez la formule 3Rs / 2 et s'étend de la surface de ses Rs, pour déterminer son disque d'accrétion (PNR pour la matière), il est de 5,5Rs et mesuré à partir de la surface de son seuil de Rs.

JMC
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2
Bienvenue en astronomie. Cette réponse ne répond pas entièrement à la question, qui était de déterminer les trous noirs les plus grands et les plus petits possibles.
James K
Le plus grand possible dans l'univers connu devrait être facile à déterminer.
JMC
Le plus grand possible dans l'univers connu devrait être facile à déterminer. Tout ce qu'il faudrait savoir, c'est la masse totale dans l'univers. Et cela ne serait pas déterminable pour 12 milliards d'années supplémentaires lorsque le processus matière / énergie est dépensé. Cependant, nous pourrions estimer. Le plus petit rayon de Scharzschild non soutenant serait aussi petit qu'un atome d'hydrogène. La réponse aux deux est probablement la singularité du Big Bang.
JMC
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Le plus grand BH possible n'est pas une question de la quantité de matière disponible dans l'Univers, mais une question des processus qui aboutissent à sa création. Comme Manishearth répond, il semble y avoir une taille maximale, en partie parce qu'ils sont limités à Eddington. Et bien qu'en principe, vous pouvez avoir un BH de la taille d'un atome H, il n'y a pas de mécanisme évident pour en créer un, et même si vous y arriviez, il s'évaporerait probablement immédiatement via le rayonnement de Hawking.
pela