Wenn jemand ein Schwarzes Loch in die Sonne fallen lässt, wann und wie werden wir es bemerken?

Angenommen, jemand hat vor ein paar Millionen Jahren ein schwarzes Loch in unsere schöne Sonne geworfen. Es war von Anfang an groß genug (viel größer als das ), um Materie schneller zu fressen, als sie abzustrahlen, und wuchs und wuchs. Irgendwann in der Zukunft würde es den größten Teil des Sterns verbrauchen, und die Veränderung wäre für die meisten offensichtlich . Aber vorher sollte es einige weniger auffällige Veränderungen geben, etwas, das wir mit all den verschiedenen Instrumenten erkennen könnten, erdgebunden und im Weltraum, die auf die Sonne gerichtet sind.

Das ist also meine Frage: Was würde uns als erstes auffallen? Würde es eine Zunahme der Röntgenstrahlen durch Akkretion geben? Wäre es eine Änderung der Größe oder Temperatur aufgrund einer leicht gestörten Fusion? Oder vielleicht etwas anderes? Um ehrlich zu sein, habe ich keine Ahnung, wie ich überhaupt anfangen soll, diese Frage anzugehen, daher sind alle Hinweise willkommen.

  • Angenommen, die heutige Messtechnik. Es ist akzeptabel, derzeit geplante Missionen/Projekte (oder solche, die auf dem Weg sind, wie Solar Orbiter) aufzunehmen. Allerdings nichts über das Jahr 2050 hinaus.
  • Alles, was zählt, ist, dass wir bemerken, dass etwas mit unserer Sonne nicht normal ist, und nicht herausfinden, dass es das schwarze Loch in ihr ist. Alles, was uns sagen lässt: „Huh, Sterne machen das nicht“, ist Dingen vorzuziehen, die vernünftige Erklärungen haben, auch wenn sie selten sind.
  • Bonus, wenn Sie auch berechnen, wie viel Zeit uns noch bleibt, bis die Sonne untergegangen ist, aber das kann ich selbst berechnen (dank HDE 226868).
  • Beachten Sie, dass seit das Schwarze Loch vor langer Zeit hinzugefügt wurde, alle Messungen der Sonnenmasse es enthalten, und da die Akkretion keine Masse zerstört, wird sich die Schwerkraft (wahrscheinlich) nicht merklich ändern.
  • Es ist mir egal, wie wir zu der aktuellen Situation gekommen sind. Die Frage ist nur: Wir entdecken heute etwas , weil ein Schwarzes Loch in der Sonne wächst. Was wäre das für etwas ?
Um nicht als Duplikat gesperrt zu werden, definieren Sie das Schwarze Loch ... die vorherige Frage und Antwort gelten nur für dieses spezifische Schwarze Loch
@L.Dutch Hier geht es speziell um den Fall, wenn das Schwarze Loch groß genug ist, um mit der Akkretion zu beginnen, im Gegensatz zu dieser Frage. Die einzige Antwort auf die verknüpfte Frage lautet so ziemlich "nichts passiert", was das Gegenteil von dem ist, was hier passiert.
@V.Sim Ich kann es nicht definieren, es hängt von den Antworten auf diese Frage ab. Wenn wir kein 1% erkennen können M S Blackhole, man kann sagen, es hat dort angefangen, wenn wir können, dann vielleicht 0,1%? 0,01 %? Soweit ich das verstehen kann, denke ich nicht, dass der Ausgangspunkt und die Vergangenheit des Lochs von großer Bedeutung sind. Ich frage nur nach seinen letzten paar Tausend? Millionen? Hundert Millionen? Jahre.
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst wissen, was die Mindestgröße ist, die es dem BH ermöglicht, mehr Masse zu essen, als er ausstrahlt. Es gibt eine Frage auf dem Physikstapel und eine von mir, die sich mit diesem Problem befasst, aber sie haben keine Antwort. Es ist nicht nur so, dass der BH auf genügend Masse treffen muss, um weiterzumachen, diese Masse muss auch den Druck überwinden, den die Hawking-Strahlung ausübt, um den BH tatsächlich zu erreichen. Wir wissen nicht, wo dieser Punkt ist (oder jedenfalls nicht auf dieser Seite). Allerdings würde das zusätzliche Gewicht wahrscheinlich zuerst erkannt werden, vorausgesetzt, der BH ist an der Grenze, genug Masse ansaugen zu können.
@Demigan Wir brauchen die Mindestgröße nicht zum Essen, wir brauchen die Mindestgröße zum Erkennen. BH von 1e20 kg hätte kein Problem damit, die Sonne zu fressen, und ich denke, es wird die Kernfusion nicht genug stören, um es zu bemerken. Der BH kann also problemlos von 1e20 auf 1e30 kg gehen, auf der einen Seite haben wir keine Ahnung, auf der anderen Seite ist die Sonne so stark verzerrt, dass jeder es bemerken kann. Meine Frage ist, wo zwischen diesen beiden Werten wir anfangen können, es zu bemerken, und wie.
@Demigan Auch nein, wir werden die Massenänderung nicht bemerken, ich habe in meiner Frage ausdrücklich darauf hingewiesen. Wir haben immer die Masse der Sun+BH-Kombination gemessen, die sich nicht ändert.
Ich denke, dass wir bemerken würden, dass unsere Sonne viel mehr Masse hat, als wir erklären können. Auch die minimale Detektionsgröße mit der Akkretionsscheibe zum Beispiel würde erfordern, dass die Masse spiralförmig in die BH eindringt und somit genug Masse, um tatsächlich große Mengen der Sonne zu absorbieren.
@Demigan Was meinst du mit "viel mehr Masse, als wir berücksichtigen können"? Als ich das letzte Mal nachgesehen habe, stammt unsere beste Schätzung der Sonnenmasse immer noch ausschließlich aus der Gravitationsinteraktion. Wir verstehen die Sternfusion nicht genug, um die Masse eines Sterns aus seiner Größe / Temperatur / Zusammensetzung mit einer Genauigkeit von 1e-5 vorherzusagen. Abgesehen davon würde es wahrscheinlich keine Akkretionsscheibe geben, stattdessen wird Bondi-Akkretion auftreten, da die BH relativ zum Sonnenzentrum stationär ist.

Antworten (1)

Als Sie "groß genug" sagten, haben Sie auf eine Frage hingewiesen, die ein Schwarzes Loch von etwa 6 erwähnt × 10 8 kg. Die als richtig markierte Antwort auf diese Frage besagt, dass Materie mit dem Schwarzen Loch meistens überhaupt nicht interagieren kann.

Jemand hat die Wissenschaftler in Cornell gefragt, wie lange ein Schwarzes Loch brauchen würde, das eine Größenordnung schwerer ist als Ihres, um die Erde zu verschlingen. Cristopher Springob, ein PhD auf diesem Gebiet, gab die folgende Antwort :

(...) Ein schwarzes Loch, das eine Milliarde Tonnen wiegt, hätte einen Ereignishorizont von nur etwa 10 -15 Metern. Es wäre also so klein, dass es wirklich nur Partikel fressen würde, die zufällig hineinlaufen, was nicht sehr oft vorkommt. Wenn Sie es in den Mittelpunkt der Erde pflanzen würden, würde es einfach für immer dort sitzen und niemals genug Materie verbrauchen, damit es jemand bemerkt .

Wenn Sie es, anstatt es in den Erdkern zu setzen, von der Erdoberfläche fallen lassen würden, würde es durch die Mitte nach unten sinken, auf der anderen Seite herausspringen und für alle Ewigkeit durch die Erde hin und her gleiten. Wenn Sie davon ausgehen, dass das Schwarze Loch nur Atome verbrauchen würde, auf die es zufällig stößt, dann würde es meiner Berechnung nach etwa 10 28 Jahre dauern, bis es die gesamte Erde verschlungen hat, weit länger als das Alter des Universums. Dies setzt voraus, dass das Schwarze Loch durch die Hawking-Strahlung keine Masse verlieren würde. Wenn Sie das einkalkulieren, würde es wahrscheinlich nie die ganze Erde verbrauchen.

... was mit der Antwort auf die erste von Ihnen verlinkte Frage übereinstimmt. Und obwohl die Sonne in ihrem Kern sehr dicht sein mag, ist sie nicht dicht genug, um die Situation zu ändern. Wir werden dieses schwarze Loch nie bemerken. Tatsächlich könnten gerade jetzt viele davon in der Sonne sein, und wir würden es nie erfahren.

Ich dachte, es sei aus den folgenden Worten ersichtlich, dass ich ein Schwarzes Loch meine, das viel größer ist als das in der verknüpften Frage, da ich ausdrücklich sagte: "Groß genug, um Materie schneller zu essen, als sie wegzustrahlen". Aber ich habe die Frage trotzdem geklärt.
Bei der in meiner Antwort erwähnten Masse wird es schneller wichtig sein, als es strahlt. Aber in einem erbärmlich langsamen Tempo. "Es würde wirklich nur Partikel fressen, die zufällig hineinlaufen, was nicht sehr oft vorkommt (...)"
Schauen Sie, darum geht es in der Frage nicht. Ich frage, was wir sehen würden, wenn das Schwarze Loch groß genug ist, um etwas zu bemerken. Zu sagen "gut für ein schwarzes Loch "wann" ist "nie"" beantwortet meine Frage nicht.
@Alice Wenn ja, dann müssen Sie die Masse Ihres Schwarzen Lochs in einer anderen Frage angeben.
Wenn jemand ein Schwarzes Loch in die Sonne fallen lässt, wann und wie werden wir es bemerken?
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