블랙홀의 최대 크기가 있습니까?

내가 이해하는 한, 블랙홀은 호킹 방사선과 아마도 중력파를 방출 하는데, 시간이 지남에 따라 질량을 잃고 결국 헤아릴 수없는 시간이 지나면 증발하게된다. 또한 블랙홀의 인증 디스크에서 작동하는 중력이 흡수되기 전에 낙하 물질을 배출하기 시작할 수 있기 때문에 블랙홀은 결국 특정 지점에서 크기를 얻는 데 어려움이 있음을 읽었습니다.

나는 블랙홀이 상당히 커질 수 있다는 것을 알고 있지만, 블랙홀은 가능한 한 추가 질량을 즉시 방출하기 시작하는 최대 크기를 가질 수 있는지 궁금해합니다. 또는 물질의 공급이 방사선 및 방출의 영향보다 큰 한 블랙홀이 효과적으로 효과적으로 확장 될 수 있습니까?

블랙홀에 효과적으로 크기 제한이 있습니까?

David Hammen이 언급했듯이 Hawking 방사선을 통해 방출되는 전력은 비례합니다 . 따라서 블랙홀의 증발 시간 척도는 비례합니다 . 이것은 질량이 큰 블랙홀이 질량이 낮은 블랙홀보다 증발에 대해 훨씬 더 안정적임을 의미합니다. M $M^{-2}$$M^3$

언급 한 다른 문제는 블랙홀을 "공급"할 수있는 제한된 속도입니다. 필연적으로 피드백이 있습니다. 가스가 이벤트 지평을 향하여 압축됨에 따라 가스가 뜨거워지고 방사선을 방출합니다. 이 방사선의 압력은 결국 내부 중력 유입의 균형을 맞출 수 있습니다. 구면 대칭 가속의 경우 Eddington limit 으로 설정되어 최대 구면 가속 률을 설정합니다. 여기서 입니다. 즉, 최대 증가율은 블랙홀 질량에 비례합니다.$\dot{M}_{\rm max}\propto M$

Eddington 한도에서 누적이 진행되면 블랙홀 질량은 시간이 지남에 따라 약 5 천만 년의 두배로 증가합니다 (원래 질량과 관계 없음- 이 수학적 세부 사항 은 이 물리 SE 페이지 참조).

블랙홀이이 증가율로 제한되는 경우 (높은 적색 편이에서 매우 빛나는 퀘이사의 존재로 인해이를 초과 할 수 있다는 증거가 있지만) 최대 블랙홀 질량은 우주의 나이와 크기에 따라 다릅니다. 초기 "씨앗"블랙홀. 초기 태양 질량이 100 만 년이고 배가 된 시간이 5 천만 년이고 시드 블랙홀이 빅뱅 이후 4 억 년 후에 형성되었다고 가정하면 (모두 그럴듯하지만 논쟁의 여지가 있음) 블랙홀은 의 계수로 성장할 수있었습니다 !$10^{80}$

관측 가능한 우주에서이 질량 근처의 어느 곳에도 블랙홀이 없습니다. 가장 큰 것은 태양 질량입니다. 그들의 성장은 식량 공급에 의해 제한됩니다. 초 거대 블랙홀은 은하 중심에 있습니다. 블랙홀 질량과 은하의 팽창의 질량 사이에는 잘 이해되지 않은 관계가 있습니다. 비율은 가장 큰 팽창의 경우 약 1 %에서 최고치입니다 (예 : Hu 2009 ; McConnell & Ma 2013 참조 ). 가장 거대한 거대한 타원은하는 태양 질량이기 때문에 오늘날 우주에서 블랙홀의 최대 질량을 설정하는 것으로 보인다. 10 $10^{10}$$10^{12}$

미래는 추측입니다. 우주 팽창률이 계속해서 가속화된다면, 은하 합병은 점점 더 드문 일이되고 블랙홀 성장을위한 기회는 제한 될 것입니다.

블랙홀의 최대 크기가 있습니까?

아니.

내가 이해하는 한 블랙홀은 호킹 방사선을 방출합니다.

그것이 사람들의 말이지 만 우리는 호킹 방사선에 대한 실제 증거가 없습니다. 그러나 Robing이 말했듯이 Hawking이 100 % 정확하더라도 블랙홀이 점점 커짐에 따라 Hawking 방사선의 효과는 점점 줄어 듭니다.

그리고 아마도 중력파

블랙홀 자체는 아무 것도 방출하지 않습니다.

시간이 지남에 따라 질량을 잃고 거의 헤아릴 수없는 시간이 지나면 결국 증발합니다.

블랙홀이 사라질 것이라는 과학적 증거는 없습니다. 그러나 블랙홀이 존재한다는 과학적 증거가 있습니다. 우리 은하의 중심 에는 분명히 아주 작고 거대한 것이 있습니다 .

또한 블랙홀 인증 디스크에서 작동하는 중력이 흡수되기 전에 떨어지는 물질을 배출하기 시작할 수 있기 때문에 블랙홀은 결국 특정 지점 이후에 크기를 얻는 데 어려움이 있음을 읽었습니다.

그렇습니다. 블랙홀은 한 번에 많이 먹으려 고하면 질식한다고합니다. physicsworld 기사 은하수를 삼키기 위한 초 거대 블랙홀 투쟁 참조 . 감마선 버스터와 관련된 다른 문제가 있는데, 이는 블랙홀이 지저분한 먹는 사람이지만 여전히 "먹는"것입니다.

나는 블랙홀이 상당히 커질 수 있다는 것을 알고 있지만, 블랙홀은 가능한 한 추가 질량을 즉시 방출하기 시작하는 최대 크기를 가질 수 있는지 궁금해합니다. 또는 물질의 공급이 방사선 및 방출의 영향보다 큰 한 블랙홀이 효과적으로 효과적으로 확장 될 수 있습니까?

후자입니다. 초 거대 블랙홀 근처에 있다고 상상해보십시오. 그것은 매우 무겁기 때문에 호킹 방사선은 무시할 수 있습니다. 그것은 모든 것을 먹거나 날려 버렸기 때문에 accretion 디스크가 없습니다. 다음에는 어떻게 되나요? 당신의 가을. 블랙홀이 커짐에 따라서있다.

블랙홀에 효과적으로 크기 제한이 있습니까?

아니요. 위 시나리오에서 블랙홀이 도달했다면 넘어지지 않습니다.

우주의 크기보다 이론상의 최대 크기는 없습니다. 그러나 실제로 큰 블랙홀이 형성 될 수있는 방법은 없습니다.

아마도 더 흥미로운 것은 자연스럽게 형성된 BH입니다. 우리가 아는 가장 큰 자연 BH는 은하 중심의 초대형 BH입니다. 우리가 관찰 한 매우 흥미로운 관계가 있습니다. 은하계 BH의 질량은 그들의 가정 은하 중심 팽창의 질량의 약 0.001을 넘지 않습니다 .

우리는 이것이 왜 그런지 이해하지는 못하지만, 중앙 BH가 동시에 성장하고 함께 자라는 것을 중지시키는 것은 의심의 여지가 있습니다. 모델링 작업이이 타당성을 갖도록 만들어졌지만, 내가 아는 한 그 기원과 성장을 설명하는 완전히 만족스러운 이론을 가진 사람은 아무도 없습니다.

초대형 BH는 종종 호스트 은하가 ​​합쳐진 후에 합쳐 지지만, 대부분의 경우에 그것이 일어날 시간이 충분하지 않은 것 같습니다. (우리는 SMBH가 여러 개있는 은하에 대해 알고 있습니다.)

이 모든 것을 종합하면, 자연에서 발견되는 가장 큰 BH는 가장 큰 은하의 질량의 0.001 배의 몇 배가 될 것이며, 특히 큰 은하계가 합쳐져서 그들의 SMBH가 합쳐질 때 형성 될 것입니다.