Чи мають чорні діри енергію?

Отже, чорні діри створюються певними вмираючими зірками, і коли зірці закінчується ядерна енергія, гравітація виграє, і зірка вибухає. Маса всієї зірки руйнується на менший і менший об'єм простору. Що потім створює чорну діру, тож моє запитання полягає в тому, чи справді в чорних дірах є енергія для створення такого типу вакууму для всмоктування світла?

Якщо б чорна діра була створена величезною зіркою, у якої закінчується паливо, а потім вона руйнується на ній, то чорна діра матиме енергію, і якщо так, то звідки вона береться, чи це так, як вакуум у просторі без енергії на все?

(Будь ласка, виправте мене, якщо я сказав щось не так про чорні діри, оскільки я дуже молодий і не мовчу, щоб зрозуміти його поняття.)

Ізольована чорна діра - це вакуумний розчин загальної відносності, тому в прямому сенсі він ніде не містить енергії в просторі часу. Але, можливо, дещо контрінтуїтивно, це не означає, що така чорна діра не має енергії.

Визначення загальної кількості енергії зазвичай дуже проблематично в загальній відносності, але в деяких особливих випадках це можливо. Зокрема, звичайні рішення для чорної діри всі асимптотично плоскі, тобто просторовий час - це просто звичайний плоский Міньковський, коли він знаходиться далеко від чорної діри.

Тут (або взагалі, коли ми маємо встановлену асимптотичну форму простору часу), ми можемо обчислити загальний енергетичний імпульс, по суті виміряючи гравітаційне поле чорної діри в нескінченності. Енергія просто є одним із компонентів імпульсу енергії.

Тут насправді є два релевантні різні види "нескінченності": просторова нескінченність та нульова (світлоподібна) нескінченність, залежно від того, чи ми "далекі" від чорної діри у просторовому чи світлоподібному напрямку. Існує також нескінченність у часі, але це відповідає лише довільному довгому очікуванню, тому це не актуально. Дві різні нескінченності починають різні визначення імпульсу енергії, даючи енергію ADM та енергію Бонді відповідно. У вакуумі інтуїтивна різниця між ними полягає в тому, що енергія Бонді виключає гравітаційні хвилі.

Отже, коротка відповідь - «так», із застереженням, що у складніших ситуаціях, коли ми не можемо віднести все до самої чорної діри, відповідь на те, скільки енергії обумовлено чорною дірою, може бути неоднозначною чи поганою, визначений.

Зауважимо, що енергія-імпульс ADM та Bondi також визначають відповідні їм міри маси , як норму цих енергій-імпульсів ( ), але для чорної діри ми також можемо визначити масу більше оперативно в плані орбіт навколо чорної діри. Існують також інші варіанти конкретного звернення до маси.$m^2 = E^2-p^2$

У космосі вакуум - це не те, що всмоктує речовину до чорної діри. Це може бути у випадку з вашим побутовим пилососом, але скрізь у космічному просторі - це по суті вакуум. Натомість це потужна гравітаційна тяга чорної діри.

Однак чорна діра може мати енергію. Один з типів, що спадає на думку, - це кутова кінетична енергія . Це енергія, яку має обертовий об'єкт - в цьому випадку чорна діра , що обертається (див. Також чорну діру Керра та чорну діру Керра-Ньюмена ). Чорні діри також можуть мати поступальну кінетичну енергію - енергію предмета в русі. Також чорні діри мають гравітаційну потенційну енергію - потенційну енергію завдяки гравітації - а чорні діри з електричним зарядом можуть мати електричну потенційну енергію.

Отже, чорні діри мають енергію, хоча, можливо, не у тому вигляді, який ви думали.

Продовжуйте задавати хороші запитання!

Я сподіваюся, що це допомагає.

Єдиний спосіб виявити чорні діри - це вплив, який їх гравітаційна маса має на об'єкти поза горизонтом подій. Ці об'єкти можуть отримувати енергію з чорної діри, оскільки вони потрапляють у потенційну свердловину, яку вони нагрівають і випромінюють (часто в рентгенівській області спектру). Так чорні діри мають гравітаційну енергію від своєї маси. Чорна діра також може мати заряд, але це є рідкістю у Всесвіті, яка значною мірою нейтральна. Можливо, багато чорних дір обертаються, і вони також мають енергію обертання.

http://curious.astro.cornell.edu/disclaimer/86-the-universe/black-holes-and-quasars/general-questions/436-what-type-of-energy-does-a-black-hole- мають-проміжні

Принцип збереження енергії говорить нам про те, що кількість енергії у Всесвіті є постійною. Тому ми можемо зробити висновок, що енергію, яку колись склала зірка, що перетворилася на чорну діру, неможливо знищити. Так, так, згідно принципу збереження енергії, чорна діра містить енергію.