Wie lange würde es dauern, bis ein Schwarzes Loch mit der Masse unserer Sonne unser Sonnensystem verschluckt?

Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis zu glauben, dass schwarze Löcher per Definition alles um sich herum aufsaugen, als ob die Tatsache, dass sie schwarze Löcher sind, ihnen einen anderen Gravitationseinfluss verleiht als der, den jedes andere Objekt mit einer ähnlichen Masse ausübt.

Der Hauptunterschied zwischen der Sonne und einem Schwarzen Loch mit Sonnenmasse ist die Dichte. Die Sonne würde eine Sonnenmasse in einer Kugel mit 1,3 Millionen km Durchmesser enthalten, während der Schwarzschild-Durchmesser eines schwarzen Lochs mit Sonnenmasse unter 6 km liegen würde. Aber die Masse ist immer noch die gleiche. Werfen Sie einen Blick auf Newtons universelles Gravitationsgesetz:

$F = -G\frac{m_1m_2}{r^2}$

Wie Sie sehen können, hängt die Gravitationskraft von den Massen der beiden wechselwirkenden Körper ab,$m_1$Und$m_2$(zum Beispiel die Sonne und die Erde), hängt aber in keiner Weise von der Dichte der Körper ab, daher hat die Wechselwirkung sowohl in der Sonne als auch in den Szenarien des schwarzen Lochs mit Sonnenmasse genau das gleiche Verhalten. Die Planeten würden weiterhin um das Baryzentrum des Sonnensystems kreisen, als ob die Sonne dort wäre.

Offensichtlich würden neben dem Gravitationseinfluss viele schreckliche Konsequenzen eintreten. Das Fehlen des Sonnenlichts würde das gesamte System ziemlich schnell einfrieren. Die ersten paar Tage der Dunkelheit wären für die Erde in Ordnung (selbst wenn Luftströmungen, Migrationsmuster und circadiane Rhythmen völlig gestört wären). In wenigen Monaten würde die Erdoberfläche für komplexe Organismen sterilisiert werden, wenn sie nicht in geothermische Anlagen verlegt würde. Im ersten Jahr wäre das Leben auf der Erde ausgelöscht, da die Weltmeere zu einer dicken Eiskruste werden. Nach etwa 10 Jahren würde sogar die Erdatmosphäre zu kollabieren beginnen, da die Luft flüssig wird und bei der Ankunft am Boden gefriert. Mit etwas Glück würde die Eisschale das Wasser darunter immer noch isolieren und mikrobielles Leben könnte immer noch dort sein und mit der geothermischen Energie der Erde gedeihen. s Innenraum. Die beste Option für uns wäre ein Transfer zur Venus, da atmosphärische Treibhausgase wahrscheinlich eine größere thermische Trägheit zulassen würden und die Oberfläche daher langsamer gefrieren würde als auf der Erde. Am Ende, nach einigen Jahrzehnten, würde sogar die Venus sterilisiert werden. Das gesamte Sonnensystem wäre ein dunkler, kalter Planetengeist.

Es gibt einen Mechanismus, der es dem Schwarzen Loch ermöglicht, die Planeten schließlich anzusaugen, und das ist die Gravitationsstrahlung. Wir wissen, dass umlaufende Körper Gravitationswellen aussenden. Diese Wellen tragen den Drehimpuls vom System weg, wodurch die Größe der Umlaufbahnen schrumpft. Wir haben tatsächlich starke Gravitationswellen entdeckt, die von inspirierenden Schwarzen Löchern kommen. Daher würden Gravitationswellen, die von den Planeten ausgestrahlt werden, sie mit genügend Zeit so nahe an das Schwarze Loch bringen, dass sie "verschluckt" werden, aber das macht keinen Unterschied mit dem Sonnenszenario, in dem wir leben, Umlaufbahnen zerfallen gerade jetzt durch den gleichen Prozess . Aber wir müssen einige Größenordnungen im Auge behalten, dieser Prozess ist wahnsinnig unbedeutend, mehr für kleine Massen wie die von Planeten und noch mehr für die riesigen Umlaufzeiten unserer Planeten.

Wie lange müssten Sie darauf warten? Im Fall der Erde würde es verschluckt werden$10^{13}$mal die Geschichte des Universums. Ja, das sind nicht 13 Nullen von Jahren, sondern 13 Nullen des Alterns des Universums. Quecksilber wird nicht viel früher verschluckt, sondern nur halb so lange (was immer noch das Billionenfache des Alters des Universums ist). Und damit das gesamte Sonnensystem verschluckt wird (wenn man bedenkt, dass Neptun das letzte Objekt davon ist), müsste man 145.000 Mal so lange warten. Ganz zu schweigen von den exponentiell steigenden Wartezeiten für Kuipergürtelobjekte und Oortsche Wolkenkometen.

Bei diesen verrückten Zeitspannen müssen wir auch an andere seltsame Effekte denken. Hawking-Strahlung würde das Schwarze Loch mit Sonnenmasse langsam verdampfen lassen, was bedeutet, dass die zentrale Masse des Systems beginnen würde, abzunehmen. Dies bedeutet, dass Planetenumlaufbahnen anfangen würden, größer zu werden (da ein Planet, der einen weniger massiven Körper mit der gleichen Umlaufgeschwindigkeit umkreist, die Gravitationsverweilzeit um einen gewissen Betrag erklimmen würde). Das Schwarze Loch der Sonne würde eindampfen$10^{58}$mal das Alter des Universums. Bis sich die Planeten vom Einfluss einer uralten Masse befreien, die im Sonnensystem nicht mehr existiert. Dies ist eine viel größere charakteristische Zeitspanne als die, die für den Orbitalzerfall durch Gravitationsstrahlung benötigt wird. Das gravitative Abklingen der Umlaufbahnen wäre also der vorherrschende Effekt, auch wenn die Wartezeit etwas größer wäre (da die Masse des Schwarzen Lochs langsam abnimmt).

Also ja, du kannst warten$10^{29}$Jahre, bis alle Planeten von deinem Schwarzen Loch verschluckt werden. Die Sonne würde sie auf die gleiche Weise verschlucken, nur dass sie die Sonnenoberfläche noch vor dem Ereignishorizont Ihres Schwarzen Lochs berühren würden.

Nicht nur das, die Erde wird wahrscheinlich viel früher von der Sonne verschluckt werden als im Szenario eines schwarzen Lochs mit Sonnenmasse. Wir wissen aufgrund der Sternentwicklung, dass die Sonne in maximal 6 Milliarden Jahren bis zu dem Punkt wachsen wird, an dem sie unsere derzeitige Position erreicht (auch wenn es einige Diskussionen über den Verlust der Sonnenmasse in dieser Ära gibt, der die Erdumlaufbahn vergrößert und schafft "sicher").

Wenn Sie Ihr Szenario mit schwarzen Löchern mit Sonnenmasse beibehalten wollen, denken Sie an diese verrückten Billionen Mal das Alter des Universums. Viele Dinge werden lange vorher passieren, die das gesamte Sonnensystem stören würden. Es wird erwartet , dass die Orbitalstörungen zwischen den Planeten innerhalb weniger Milliarden Jahre mehrere Planeten auswerfen werden . Das ist ein Wimpernschlag beim Warten darauf, dass sie verfallen. Bei diesen extremen Zeitskalen werden selbst nahe Vorbeiflüge an anderen Sternen das System mit Sicherheit stören, wenn die Planeten dies nicht von vornherein selbst tun.

Meine Antwort ist also, dass die Verwandlung der Sonne in ein Schwarzes Loch im wirklichen Leben niemals damit enden würde, dass das Sonnensystem von ihr verschluckt würde, eher wie alles, was sich in höchstens einigen hundert Milliarden Jahren im interstellaren Raum verteilt.