Podemos (teoricamente) girar o buraco negro tão forte que ele será quebrado pela força centrífuga?

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Não consigo imaginar as forças envolvidas na vida dos buracos negros. Então, por favor, ajude-me a descobrir, se é possível ou não destruir o buraco negro dessa maneira específica.

black-hole

— Pavel Voronin
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Não tenho certeza, mas acho que, para aumentar seu giro com eficiência, você precisa jogar coisas nele e, se o fizer, também aumentará sua massa; no forte limite de campo de GR, o aumento de massa correspondente impede que a força centrífuga a separe. Na melhor das hipóteses, torna-se um buraco negro de Kerr com 'a' assintoticamente próximo de 1. Para buracos negros, a gravidade sempre vence! (se você quiser aperte-lo sem jogar coisas, você vai ter que ser bastante longe e não vai ser muito eficiente)

— chris

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Podemos (teoricamente) girar o buraco negro tão forte que ele será quebrado pela força centrífuga?

Para um buraco negro de Kerr-Newman (rotativo, carregado, isolado) de massa , momento angular e carga , a área de superfície do horizonte de eventos é dada por , onde . Um buraco negro extremal ocorre quando . Além disso, se o buraco negro for ainda mais exagerado ou sobrecarregado, haverá um espaço-tempo "superextremo" de Kerr-Newman, que não seria realmente um buraco negro, mas uma singularidade nua. $M$ $J$ $Q$

UMA = 8 M [M^{2} + (M^{2} - {uma}^{2} - Q^{2})^{1 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

$a = J/M$

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

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

Assim, interpreto sua pergunta como perguntando se um buraco negro pode ou não ser girado até o limite externo e além, para destruir o horizonte de eventos. É muito provável que isso não possa ser feito.

Wald provou em 1974 que, quando alguém joga matéria em um buraco negro para tentar aumentar seu momento angular, quanto mais próximo de um buraco negro extremal for, mais difícil é continuar esse processo: um buraco negro em rotação rápida repelirá a matéria que levaria isso além do limite externo. Existem outros esquemas, e embora eu não esteja ciente de nenhuma prova completamente geral na relatividade geral clássica, a falha contínua de esquemas como esse é bem motivada pela conexão entre a dinâmica dos buracos negros e a termodinâmica.

Por exemplo, a temperatura de Hawking do buraco negro é , onde é a gravidade da superfície do buraco negro. Assim, atingir o limite externo é termodinamicamente equivalente a resfriar um sistema a zero absoluto. $T_\text{H} = \kappa/2\pi$

κ = \frac{\sqrt{M^{2} - {uma}^{2} - Q^{2}}}{2 M (M + \sqrt{M^{2} - {uma}^{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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Eu não tenho toda a matemática em cima da minha cabeça, mas do meu entendimento conceitual, isso não é possível.

Os buracos negros têm uma atração gravitacional grande o suficiente para que mesmo a luz não possa escapar muito além da "superfície" (isto é, se o buraco negro tiver uma massa suficientemente baixa para que ainda tenha uma superfície e não tenha colapsado em uma singularidade). Isso significaria que teria que girar rápido o suficiente para que a superfície estivesse se movendo significativamente mais rápido que a velocidade da luz para ter um momento linear suficiente (geralmente chamado coloquialmente de "força centrífuga" em um quadro de referência circular) para escapar, o que, de acordo com a teoria da relatividade não é possível.

A radiação Hawking só é possível porque a radiação eletromagnética está se movendo quase ortogonalmente para a "superfície" do buraco negro e a luz só pode ser "dobrada" pela gravidade, não pode ser puxada para uma parada.

— user1738
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2

Existem vários problemas conceituais com esta resposta. Isso sugere que a "superfície" é algo diferente do horizonte de eventos - então o que é? Isso sugere que a radiação Hawking é limitada a radiação sem massa como eletromagnética - não é verdade. Isso sugere que os buracos negros não podem parar a luz - o horizonte é uma superfície semelhante à luz que faz isso.

— Stan Liou

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Buracos negros podem evaporar através de um processo quântico conhecido como Radiação Hawking e é isso.

— Jeremy
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0

Tanto quanto sabemos, não há nada que possa parar um buraco negro. Para que essa noção faça sentido, você deve primeiro examinar o que se sabe atualmente sobre os buracos negros . Depois de entender, você verá que, devido ao nosso entendimento atual do Cosmos, não há nada que possamos fazer com os buracos negros.

É verdade que a radiação Hawking pode afetar um buraco negro, mas isso é apenas para buracos negros muito pequenos.

A propósito, na Física não há força centrífuga - esse é realmente um equívoco que muitas pessoas têm. No entanto, existe força centrípeta .

insira a descrição da imagem aqui

— FunçãoR
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Link de refutação obrigatória-via-xkcd: xkcd.com/123

— Ilmari Karonen

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@IlmariKaronen Obrigado pelo voto negativo, no entanto, você percebe que o desenho não prova nada certo? Há uma diferença entre força centrípeta e centrífuga.

— FunctionR

2

Para ser justo, o desenho animado aponta que a força centrífuga é a força inercial, o que é verdade. Pode-se argumentar que é sensato interpretar as forças inerciais como "não reais", mas não sei o que isso tem a ver com essa questão, já que a força gravitacional também é uma força inercial.

— Stan Liou

Essa "resposta" é bastante vaga, faz declarações questionáveis e não tem nenhuma influência real na consulta original.

— Florin Andrei

0

Interessante. Esse processo pode impactar a formação do buraco negro em primeiro lugar. Considere uma estrela em rotação que morre e começa a encolher devido a forças gravitacionais. À medida que diminui, toda a sua massa será cada vez mais compactada em um raio menor. Isso terá duas conseqüências: 1) a força gravitacional que atrai diferentes partes do corpo crescerá com o inverso do raio ao quadrado e 2) sua velocidade de rotação aumentará devido à conservação do momento angular e à força de expansão, devido à rotação, crescerá com o inverso do raio ao cubo. Isso significa que a força de expansão crescerá mais rapidamente do que a contratada e, pelo menos na visão newtoniana, a força de expansão vencerá. Deste ponto de vista, parece que uma estrela em rotação nunca formaria um buraco negro ...

— mmicoski
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Você pode gostar deste artigo. slate.com/blogs/quora/2014/02/10/…

— userLTK 5/17

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Vamos tentar o seguinte:

Iguale as forças:

\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 0, 707 c \end{array}

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

$0,707c$

No entanto, quando o raio se expande, a rotação diminui pela conservação do momento angular ... então eu não acho que isso se desfaça ... talvez se torne um "buraco cinza"?

Por favor, perdoe-me se algum erro fundamental foi cometido, sou novo em tudo isso ...: P

— Matheus Dardenne
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Isso parece newtoniano. Você considerou a curvatura do espaço-tempo perto de um buraco negro? Veja também "solução Kerr" para buracos negros.

— Gerald

Eu gosto do termo "buraco cinza".

— userLTK

Esta é uma resposta antiga, mas pensei em largar isso aqui porque trata da velocidade orbital dos buracos negros. você precisaria ter a borda teórica do buraco negro no horizonte de eventos girando em C para escapar, o que é obviamente impossível. physics.stackexchange.com/questions/207816/...

— userLTK