Pytanie:
Dlaczego jądro nie może stać się czarną dziurą?
R. Chaudhuri
2016-07-09 10:06:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jądro jest bardzo małe i bardzo gęste.Jego gęstość wynosi około 2,3 $ \ times 10 ^ {17} ~ \ mathrm {kg / m ^ 3}. $ Więc dlaczego samo jądro nie może stać się czarną dziurą?

Gdyby ta ilość masy była czarną dziurą Schwarzschilda, jaki byłby jej promień?Czy to rozsądne?
Proszę skorygować znacznie niepoprawną liczbę dla gęstości materii jądrowej.
Przy okazji, jeśli masz dużo jądra, to ich pole grawitacyjne zasadniczo się sumuje.Problem w tym, że potrzebujesz do tego około 4 mas Słońca.
Trzy odpowiedzi:
John Rennie
2016-07-09 10:36:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Weźmy jądro węgla jako wygodny przykład.Jego masa wynosi 1,99 $ \ times 10 ^ {- 26} $ kg, a promień około 2,7 $ \ times 10 ^ {- 15} $ m, więc gęstość wynosi około 2,4 $ \ times 10 ^ {17} $ kg / m $ ^3 $.Twoja gęstość jest o dziesięć rzędów wielkości za duża.

Promień Schwarzschilda czarnej dziury jest określony wzorem:

$$ r_s = \ frac {2GM} {c ^ 2} $$

a dla masy 1,99 $ \ times 10 ^ {- 26} $ kg daje nam to:

$$ r_s = 2.95 \ times 10 ^ {- 53} \, \ text {m} $$

Jest to znacznie poniżej długości Plancka, więc jest mało prawdopodobne, że materia mogłaby zostać wciśnięta w obszar tak mały, że pojedyncze jądro węgla nie może utworzyć czarnej dziury.

Jeśli weźmiemy długość Plancka jako $ r_s $ i obliczymy związaną z nią masę czarnej dziury, wynik będzie równy połowie masy Plancka $ \ tfrac {1} {2} \ sqrt {hc / 2 \ pi G} $, czyliokoło $ 11 \, \ mu \ text {g} $ lub około 5,5 \ times 10 ^ {17} $ razy więcej niż masa jądra węgla.Jest to najmniejsza masa, której spodziewamy się, że mogłaby utworzyć czarną dziurę.

Więc istnieje prawie zerowe prawdopodobieństwo, że jakiekolwiek jądro kiedykolwiek stanie się małą czarną dziurą, prawda?
@ABcDexter: nie ma sensu mówić o * prawdopodobieństwie, że jakiekolwiek jądro kiedykolwiek stanie się maleńką czarną dziurą *, chyba że opiszesz konkretny proces, w wyniku którego myślisz, że może to nastąpić.Jednak, ogólnie rzecz biorąc, uważamy, że nic jaśniejszego niż masa Plancka nie może utworzyć czarnej dziury.
Jakie jest znaczenie masy Plancka?Czy (niepoprawnie) zakładasz, że reprezentuje najmniejszy możliwy rozmiar?
@OrangeDog Przypuszczam, że to masa, która miałaby promień Schwarzschilda równy długości Plancka.(Właściwie jest to maksymalna dopuszczalna masa dla mas punktowych)
@Michael Miałem na myśli długość Plancka, ale nie, masa Plancka nie jest niczym maksymalna.
@OrangeDog: nie, nie zakładam, że długość Plancka jest najmniejszą możliwą długością.Chodzi mi o to, że każdy proces mający na celu ściśnięcie materii w obszarze mniejszym niż długość Plancka wymagałby tak dużo energii, że powstałaby czarna dziura (o masie Plancka), zanim mógłbyś zakończyć proces.Zawsze skończyłbyś z czarną dziurą o masie Plancka.Nie ma sposobu, aby stworzyć czarną dziurę o mniejszej masie niż ta, a zatem z mniejszym promieniem Schwarzschilda.Zastrzeżenie: zakłada się, że grawitacja kwantowa nie jest nawet dziwna, niż nam się wydaje!
Ale tak naprawdę nie podałeś żadnego powodu
@OrangeDog: Nie jestem pewien, czy masz na myśli tylko redakcję, tj. Czy mówisz, że powinienem uzasadnić roszczenie, czy też naprawdę pytasz, dlaczego tak jest.Jeśli to drugie, to jest to dobrze znany argument - [patrz na przykład ta odpowiedź] (http://physics.stackexchange.com/questions/109948/if-space-is-continuous-why-cant-we-go-below-długość-planu / 109950 # 109950).Nie powiedziałbym, że to coś więcej niż argument, ponieważ nie wiemy wystarczająco dużo o grawitacji kwantowej, aby mieć pewność, co się dzieje w takich okolicznościach.
Powinieneś przynajmniej to połączyć.W tej chwili wyciągasz długość Plancka z powietrza, a następnie wnioskujesz, że 11um jest najmniejszym możliwym BH.
Srikar Anand Yellapragada
2016-07-10 14:02:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Minimalny promień obiektu kulistego, który ma być czarną dziurą, jest określony wzorem:

r = 2Gm / (c ^ 2)

Na tej podstawie myślę, że możemy obliczyć minimalną gęstość obiektu, która będzie czarną dziurą, która wynosi: 

  d = (21/704) ((c ^ 6) / ((G ^ 3) (m ^ 2)) (Zakładając, że pi = 22/7)

to jest, d = (7,37 x 10 ^ 79) / (m ^ 2)

Więc możesz teraz zgadnąć, jaka jest wysoka. W przypadku URANIUM jest to 4,61 x 10 ^ 128 kg / metervolume

jak widać, jest to rząd 10 podniesiony do potęgi 128 !!!

W przypadku wodoru jest to 2,8 x 10 ^ 133 kg / metraż

W rzędzie 10 podniesione do potęgi 133 !!!

Ale średnia gęstość jądra jest znacznie niższa niż powyższe wartości.

Dlatego nigdy nie możemy oczekiwać, że jądro stanie się czarną dziurą.

Natura jest zawsze niezwykła !!!Zawsze nam pomaga .....

Li Zhi
2016-07-09 20:58:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie sprawdziłem liczb, zakładam, że JR ma rację.Wiem, że „gęstość” protonu jest znacznie mniejsza niż wymagana (czy nie jest to oczywiste?), Aby nastąpiło zapadanie grawitacyjne (w przeciwnym razie byłoby).Jedyne, co chcę tutaj dodać, to uwaga dotycząca naszego braku zrozumienia grawitacji kwantowej.Oznacza to, że gdy tylko zechcesz omówić grawitację cząstek subatomowych, zostawiamy naukę opartą na dowodach i musimy spekulować (teoria strun itp.).Na przykład nie zostało jeszcze ustalone, że promień Schwarzchilda dotyczy cząstek kwantowych.



ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...