Können Schwarze Löcher zu Neutronensternen verdampfen? [Duplikat]

Sobald sich ein Schwarzes Loch gebildet hat, bleibt es ein Schwarzes Loch. Es gibt zwei mögliche Endzustände eines Schwarzen Lochs, das Hawking-Strahlung aussendet:

1. Irgendwann hört es auf, Hawking-Strahlung zu emittieren und wird zu einem dauerhaften Objekt, das als "Überrest" bezeichnet wird.$^1$, mit einer sehr kleinen Masse, die ungefähr der Planck-Masse entspricht$m_{pl}$Wo $$m_{pl} =\sqrt{\frac{\hbar c}{G}}\approx 2.2\times 10^{-8}kg$$

oder

2. Das Schwarze Loch verdampft vollständig und hinterlässt Partikel, deren kombinierte Masse noch viel kleiner ist, dh$m \ll m_{pl}$

Dies bedeutet, dass es keinen weiteren Zustand eines Schwarzen Lochs geben wird, der mit einem Neutronenstern vereinbar ist, da das Schwarze Loch mit seiner Hawking-Verdampfung zu einem der beiden oben genannten möglichen Endzustände führt.

$^1$Ein Überrest eines Schwarzen Lochs ist der stabile oder metastabile Endzustand der Hawking-Verdampfung. Das heißt, die Hawking-Strahlung könnte aufhören, wenn die Masse des Schwarzen Lochs die Planck-Skala erreicht.

Ich werde einige Details darüber hinzufügen, was Joseph H. mit "Sobald sich ein Schwarzes Loch bildet, bleibt es ein Schwarzes Loch" meint.

Unser derzeitiges Verständnis der Entstehung von Schwarzen Löchern ist, dass sich die Lichtkegel, sobald ein Schwarzes Loch entstanden ist, um 90° nach innen drehen und auf die Singularität zeigen. Tatsächlich in dieser Schwarzschild-Metrik

$$\begin{equation} ds^2=\left(1-\frac{r_s}{r}\right)dt^2-\left(1-\frac{r_s}{r}\right)^{-1}dr^2 -r^2 d\Omega^2 \end{equation}$$ Sie können das leicht sehen$r<r_s$, sind die Vorzeichen des radialen Teils und des Zeitteils vertauscht, und das meinen wir normalerweise mit "innerhalb eines Schwarzen Lochs wird Zeit zu Raum und Raum wird zu Zeit". Das bedeutet, wenn man einem Neutronenstern etwas Materie hinzufügt, wird der Stern irgendwann kollabieren. Während das Schwarze Loch wächst, kann die Materie im Inneren nichts anderes tun, als in Richtung der Singularität zu fallen, da dies die einzig mögliche Bewegung innerhalb eines Schwarzen Lochs ist, genauso wie das Vorwärtsbewegen in der Zeit die einzig mögliche Bewegung in der Zeit ist.

Sobald die Materie des Neutronensterns vollständig in die Insellage gefallen ist, ist es unmöglich, die Situation umzukehren und in einen Zustand zurückzukehren, in dem man einen stabilen Neutronenstern innerhalb eines Ereignishorizonts hat (was ein unmöglicher Zustand ist). Schließlich wird der Horizont des Schwarzen Lochs im Laufe der Zeit verdunsten, und wir haben die beiden Senarii von Joseph H. freigelegt.

Weil die Verdunstung das Schwarze Loch nur schrumpfen lässt.

Kurz gesagt, es gibt zwar eine Mindestgröße für einen Stern, um ein Schwarzes Loch zu werden, aber es gibt keine Mindestgröße für ein Schwarzes Loch selbst; Infolgedessen führt die Verdampfung eines Schwarzen Lochs durch Hawking-Strahlung einfach dazu, dass das Schwarze Loch immer kleiner wird. Da die Intensität der Hawking-Strahlung mit abnehmender Größe des Schwarzen Lochs zunimmt, ist dies ein Prozess, der sich beschleunigen würde, bis das Schwarze Loch im Grunde in einem Ausbruch von Hawking-Strahlung explodiert.

Entropie-Argument:

Ein Schwarzes Loch hat die maximal mögliche Entropie für ein bestimmtes Volumen (oder im weiteren Sinne Masse - siehe hier https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_thermodynamics )

Dies gilt für Schwarze Löcher jeder Größe, einschließlich des Massenintervalls, in dem die Neutronensterne stabil sind.

Um in einen Neutronenstern zu zerfallen, muss ein Schwarzes Loch etwas Entropie abgeben und hat dazu keine vorstellbaren Mittel.