ブラックホールの時代


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ブラックホールの年齢を判別する方法はありますか。2つのブラックホールの質量がまったく同じである場合(たとえば30M☉)、今から1000億年を想定します。そのうちの1つは今から100億年後に形成され、もう1つは今から200億年後に形成されました。過去を振り返って、t = t0 + 1,000億年で、これらのブラックホールの年齢を予測できますか?ホーキング放射線の散逸率は彼らにとって違いますか?


「ホーキング放射の散逸率は彼らにとって違いますか?」それが最も具体的な質問のようです。
Fattie

回答:


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ブラックホールだけを見ても、その年齢を特定することはできません。ブラックホールの状態は、いくつかの基本的な変数(質量、角運動量、電荷)によって完全に決定されます。これは有名な口論の発言ですブラックホールには髪がありません。特別にホーキング放射線はこれらの変数にのみ依存しています。

ブラックホールの年齢は、間接的な方法(たとえば、周囲を見て、どれだけ物質が除去されているかを確認するなど)で判断できる場合があります。


そのため、私は100億年後のことを具体的に尋ねました。その時までに、周囲はかなりきれいになります。
Knu8 2016年

これは必ずしもKnu8の場合ではありません。あなたは何桁も外に出ています! en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future 通常の銀河などのように見えますが、1兆年経ってもまだ存在しています。しかしjknは質問に完全に答えました。
Fattie

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いいえ、あなたは彼らの年齢について何も言うことができません、そして、はい、彼らのホーキング放射線は異なります...あなたが違いを検出することができなかったことではありません。さらに詳細に:

2つのブラックホールが同じ質量で始まったが、異なる時点で、ホーキング放射によって若い方のホールが他よりも少ない質量を失った場合、年齢差は100億年にすぎず、質量差は測定できません(現在の技術では) 。

遠い将来のある時点で異なる質量の2つのBHに遭遇した場合、それらが異なる質量で同時に生まれたのか、同じ質量で異なる時間に生まれたのか一般にはわかりません。

ホーキング放射の強度はブラックホールの温度に依存し、BHが蒸発するにつれて効果的に加熱され、加熱するにつれてホーキング放射がますます放出され、最後にバーストが発生する前に最終バーストが発生します。

したがって、より多くの質量を失った古いブラックホールの温度がわずかに(ただし、測定できないほど)高くなることも事実です。

しかし、これまでのところ、宇宙マイクロ波背景の温度は無視しています。それは現在約2.7ケルビンであり、宇宙の膨張によってブラックホールのそれよりも低くなるまで、ブラックホールは実際にはホーキング放射を通じて放出するよりもCMBから多くのエネルギーを吸収し、実際には(計り知れないほど)増加します。質量。

これが、すべてのブラックホールが蒸発するのに10 ^ 100年のオーダーがかかる理由です。これと比べると、名目上の1000億年の間隔でさえ、(宇宙の)海の落下です。


「したがって、より多くの質量を失った古いブラックホールが、わずかに(しかし測定不能なほど)高温になることもまた事実です。」-いいえ。ブラックホールの温度(したがってホーキング放射)は、その質量、周期に依存します。同じ質量の2つのブラックホールは、年齢に関係なく同じ温度になります。
Peter Erwin、

勘違いしている。思考実験のブラックホールは、異なる質量の同じ質量で始まります。したがって、最も長く進化したBH(CMBなどは無視されます)は、他の質量よりも多くの質量を失いました。特に、1番目と2番目の形成の間の時間を考慮した場合;)
ジュリアンムーア

もちろん、絶対的な意味では温度と質量の関係は正しいですが、行われる比較は相対的です
Julian Moore

@JulianMoore私の思考実験では、ブラックホールは異なる質量で異なる時間に始まりました。ただし、宇宙のタイムラインの任意の時点Txでは、それらの質量は同じです。
Knu8 2016年

@ Knu8ああ、そうか。シュヴァルツシルトBHは、その質量によって完全に特徴付けられます。したがって、それがあなたが知っている/知っている唯一のものであることを考えると、歴史/年齢については何も言えません。将来、同じ質量の2つのBHの場合、1つは小さく始めてより多くの質量を獲得したか、または同じように進化した可能性があります。Re:ホーキング放射-純粋に関数の質量/地平線領域でもあり(2つは関連しています)、30 Msolでは絶対的に無視できるのは両方で同じです(シュヴァルシルトBH:帯電/回転BHの修正が予想されるかもしれませんが、これらのケースについては具体的な答えはありません)
ジュリアンムーア
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