Warum bleibt ein verdampfendes Schwarzes Loch immer ein Schwarzes Loch?

Sterne können nur dann kollabieren und Schwarze Löcher bilden, wenn ihre Massen über der Chandrasekhar-Grenze liegen, M > M P l 3 / M H j D R Ö G e N 2 . Wenn das Universum schließlich ausreichend abgekühlt ist, können die Schwarzen Löcher durch Emission von Hawking-Strahlung zu verdampfen beginnen.

Warum gibt es bei der Verdunstung der Schwarzen Löcher (entsprechend einer Untergrenze der Schwarzlochgröße) nicht einen Punkt, an dem der Elektronenentartungsdruck wieder über die Gravitationswechselwirkung gewinnt, so dass die Schwarzen Löcher ohne wieder „normale“ Materiezustände werden all die besonderen Eigenschaften des Schwarzen Lochs?

Sie nehmen an, dass es immer noch "Elektronen" innerhalb des Horizonts des Schwarzen Lochs gibt. Aber niemand weiß, was tatsächlich mit der Materie innerhalb des Horizonts passiert.

Antworten (2)

Sie müssen genau sagen, was Sie mit einem schwarzen Loch meinen.

In der realen Welt existieren keine schwarzen Löcher . Eine kollabierende Masse wird also nicht zu einem Schwarzen Loch und wird dann zu einem Schwarzen Loch, wenn sie verdampft. Es war nie ein schwarzes Loch.

Die Schwarzschild- und Kerr-Metriken sind idealisierte Lösungen, die zeitunabhängig sind, also seit einer unendlichen Zeit existieren und weiterhin für eine unendliche Zeit existieren. Und beides enthält keine Masse, Elektronen oder ähnliches. Sie sind beide Vakuumlösungen mit einer ADM-Masse, aber einem Spannungs-Energie-Tensor, der überall Null ist (außer an der Singularität, wo er undefiniert ist).

Wenn Sie also mit einer Schwarzschild- oder Kerr-Geometrie beginnen und Verdunstung einführen, werden sie nicht plötzlich aufhören, ein Schwarzes Loch zu sein, weil sie vollständig geometrische Konstrukte sind.

Dieser Vorschlag von Hawking ist ziemlich spekulativ, nicht wahr? Ich bin mir nicht sicher, ob Sie es als wissenschaftlichen Konsens bezeichnen sollten.
Rennie ist immer für eine solide Antwort da. Danke, dass Sie diesen Anblick zum Vergnügen gemacht haben.
@Rococo: Dass ein Ereignishorizont eine unendliche Koordinatenzeit benötigt, um sich zu bilden, ist mindestens seit der Entdeckung der Oppenheimer-Snyder-Metrik (veröffentlicht 1939) bekannt. Ich nehme an, die Hawking-Strahlung ist immer noch unbewiesen, obwohl ich denke, dass die meisten von uns sie für sehr wahrscheinlich halten. Während Hawkings Artikel spekulative Elemente enthält , ist die Idee, dass nur scheinbare Horizonte existieren können, alles andere als neu.
Okay, danke für die Klarstellung. Ist es dennoch wahr, dass Sie, wenn Sie in ein schwarzes Oppenheimer-Snyder-Loch plus Hawking-Strahlung springen, nach einer langen Zeit im Vergleich zum anfänglichen Kollaps, aber vor einer signifikanten Verdunstung, auf die Singularität treffen (oder was auch immer sie in einer vollständigen Quantengravitationsbeschreibung ersetzt). ) in endlicher Eigenzeit?
@Rococo: siehe Erreicht ein Teilchen jemals eine Singularität innerhalb des Schwarzen Lochs? . 't Hooft (ja, das ist der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Physiker!) glaubt, dass Sie die Singularität treffen werden. Er hat einen Nobelpreis und ich nicht, also bin ich geneigt, ihm zu glauben, aber ich bin mir nicht sicher, ob ich das ganz verstehe.
Grosses Dankeschön! Das hatte ich verpasst. Scheint interessante Auswirkungen auf die kosmische Zensur zu haben .... da dies nicht meine Frage ist, belasse ich es dabei.

Die Chandrasekhar-Grenze (wie von Chandrasekhar definiert) berücksichtigt nicht die Allgemeine Relativitätstheorie. Sie entsteht, wenn ein elektronenentartetes Objekt im Gleichgewicht bei einer bestimmten Masse – der Chandrasekhar-Masse – zu einer unendlichen Dichte tendiert.

In GR ist die "Chandrasekhar-Masse" für die ideale Elektronenentartung niedriger, aber was noch wichtiger ist, der Punkt der Instabilität und des Zusammenbruchs tritt bei endlicher Dichte auf.

Wenn Sie also ein Objekt ausreichend komprimieren, damit es über die Dichte hinaus kollabiert, bei der die Elektronenentartung oder tatsächlich die Neutronenentartung oder eine andere Zustandsgleichung es unterstützen kann (es spielt keine Rolle, da eine GR-Instabilität bei endlicher Dichte für alle vorgeschlagenen eintritt Zustandsgleichung), dann entsteht ein astrophysikalisches Schwarzes Loch.

Selbst wenn das Schwarze Loch dann durch Verdunstung an Masse verlieren würde, wäre die Dichte der Materie immer so groß (im Bezugssystem der kollabierenden Materie geht die Dichte natürlich schnell ins Unendliche), dass es nie wieder in GR getragen werden könnte jede Zustandsgleichung.