Что будет, если в чёрную дыру уронить чёрную дыру из антиматерии?

tester1

Если дыры были равной массы, то, по идее, вещество и антивещество должны аннигилировать, масса исчезает, гравитационная сингуляность - тоже. Зато выделяется дофига энергии.
Или вообще не корректно говорить о том, из чего состоит чёрная дыра: из материи, антиматерии или чего-то ещё?

2383933

Энергия тоже масса, например одна из причин почему дырам сложно испариться за счёт излучения Хокинга это то что излучают слабее чем поглощают реликтового излучения например.Чд это наверное рай для теоретиков придумывающих всякие странные конструкции с необычными состояниями вещества.

antonata

Задай вопрос специалисту по отвечанию на абсурдные гипотетические вопросы вида "Что будет, если..."

broroman

более смешной вопрос как ЧД образовалась ибо для нас внешних время образования ЧД бесконечно

demiurg

Прочитал вопрос и мне подумалось, что насколько я знаю, в чёрной дыре нет разницы между материей и антиматерией. Решил погуглить и убедиться, прежде чем это писать. 2,3 и 5 ссылки про твой вопрос
http://lmgtfy.com/?q=are+there+antimatter+black+holes

Sergey79

масса исчезает
это шутка такая? Когда позитрон с электроном аннигилируют, думаешь масса исчезает куда-то?

Sergey79

насколько я знаю, в чёрной дыре нет разницы между материей и антиматерией
теорема об "отсутствии волос" у классической ЧД - как раз про это. Но далеко не все дыры страдают отсутствием волос, так что это все открытый вопрос.

2383933

Классическая Шваршильдовская да, там пох всё под горизонт упало и что там происходит уже нам не доступно. Но есть всякие наркоманские изыски типа разных вариантов кварковых звёзд где размер чуть больше горизонта, тут большой простор для фантазий наверное.

tester1

это шутка такая? Когда позитрон с электроном аннигилируют, думаешь масса исчезает куда-то?
вроде как исчезает, переходит в электромагнитную волну с энергией 2mc^2. не так разве? тогда поясни плиз.

tester1

"Из чд не может выйти ни материя, ни энергия, поэтому всё, что падает в чд, там и остаётся, и лишь увеличивает массу чд"
Собственно, я вопрос про две чд не сам придумал, а именно на такое рассуждение и натолкнулся где-то в сети. Но что-то мне кажется, что это слишком простой ответ, и не может быть всё так просто.

Sergey79

2mc^2
ну m-то остается, никуда не девается. Ты же сам написал.

user6705

Масса вещества и антивещества имеют разные знаки -> такие черные дыры будут отталкиваться. Нельзя уронить одну в другую

Sensor4ik

Нет, при аннигиляции частицы и античастицы масса полностью исчезает, переходя в энергию. Поэтому в формуле Эйнштейна должна стоять не m, а дельта m.
Можно и наоборот, рождать пары частица-античастица при взаимодействии гамма-кванта достаточной энергии с электромагнитным полем ядра какого-нибудь атома. Это Нобелевка по физике 1948 года.

Sensor4ik

Нет, масса и частиц, и античастиц неотрицательна. Отрицательные массы в природе не обнаружены и существуют лишь в экзотических физических гипотезах.

Sensor4ik

Вопрос твой находится на грани современной теоретической физики. Не до конца еще понимают ученые, как черная дыра помнит, что сожрала. Насколько я знаю в общих чертах, гипотезы есть, но осилить у меня их не получилось.

Sergey79

Нет, при аннигиляции частицы и античастицы масса полностью исчезает, переходя в энергию
энергия в физике черных дыр (и вообще в теории гравитации) - это и есть масса. Пример - излучение Хокинга. ЧД излучает энергию, но теряет массу.

L2JVIDOCQ

Собсно об этом и говорит формула E=m :)

Sensor4ik

Применительно к ЧД - согласен. Но при аннигиляции пары частица-античастица глупо говорить, что возникший фотон уносит массу.

Sensor4ik

Все равно непонятно выразился. Короче, я хочу сказать, что масса -это форма энергии, но не вся энергия сопряжена с наличием массы. Фотон массы не имеет. Можно ему приписать условную массу через mc^2, но это будет лишь условность для упрощения рассуждений и расчетов.

Sergey79

у меня сложилось впечатление, что в этом треде многие признают массу только за фермионами.
Поэтому, наверное, нужно написать, что масса - это не некая сакральная вещь, а просто параметр размерности обратной длины, [m]=L^{-1}.
Этот параметр появляется в полевых лагранжианах: например, масса электронов (а в Стандартной модели так и вовсе масса эта "эффективная" и получается из параметра потенциала Хиггса).
А еще этот параметр возникает в геометрических лагранжианах: например, масса Планка при скалярной кривизне в гравитации Эйнштейна-Гильберта, или параметр некоего решения для метрики. Этот параметр обычно согласуют с параметрами тензора энергии-импульса так, что масса выражается по формуле m=E. Но не всегда. Например, у черных дыр типа NUT-Brill, имеющих не плоскую асимптотику, масса вовсе не является положительно определенной, при том что в качестве материи выступает нормальное электромагнитное поле.
И в более общем случае, наши бытовые представления о законах сохранения (массы, заряда и.т.д.) базируются на теореме Нетер. А согласно ней мало получить токи с нулевой дивергенцией из симметрий теории. Нужно их еще проинтегрировать, чтобы получить сохраняющиеся величины - заряды. В обычных полевых теориях берешь да интегрируешь автоматически. А вот в теориях живущих на нетривиальных пространственно-временных многообразиях может выйти совсем другое: как появление зарядов и масс без физических носителей, так и наоборот исчезновение зарядов и масс для внешних наблюдателей при их локальном наличии где-то.

Sergey79

Так что я считаю, что масса - это не форма существования энергии, а параметр модели. В моделях с черными дырами нельзя отрицать массу у фотонов, поскольку в черную дыру фотон приносит/уносит именно массу, а не энергию. Так исторически сложилась терминология в гравитации: в конечном итоге от теорий гравитации требовалось чтоб они воспроизводили закон тяготения Ньютона, в котором фигурирует масса. Хотя гравитирует, конечно, тензор энергии-импульса в ОТО.
То, что в физике частиц сложилась другая терминология, это понятно. Но все-таки слияние черных дыр лучше описывать в аутентичной терминологии, чтобы не возникало путаницы, по примеру той, которая побудила топикстатера создать этот тред.

broroman

многие признают массу только за фермионами
нет, многие признают за массу только массу покоя.
поэтому у фотона нет

tester1

Всем спасибо. Интересно. Продолжаю читать с удовольствием.

natunchik

нет, многие признают за массу только массу покоя.
поэтому у фотона нет
А у двух фотонов (движущихся в противоположных направлениях) — есть.

broroman

> массу покоя. поэтому у фотона нет
А у двух фотонов (движущихся в противоположных направлениях) — есть.
Это теоретически :)
а вот допустим они пойманы в коробочку с идеальным зеркальным покрытием внутри.
Она станет инертнее, чем без них? И тот же вопрос про один фотон :)
Вот поглотит его допустим электрон, и станет на орбиту выше.
Масса покоя атома/молекулы/кристалла разве увеличится?
Масса покоя должна быть аддитивна ж.

nicoletta

Что-то тут ВОИ на форуме.
А то, что масса ядра отличается от суммы масс покоя нуклонов, тебя тоже смущает?
Так же и масса атома с возбужденным электроном растёт.
Коробок фотонов да, станет инертнее, за счёт того, что при ускорении "задняя" стенка придаст фотону энергии при разгоне коробка, он станет фиолетовее (только в инерциальной СО, кажется) и при этом надавит на заднюю стенку сильнее, чем потом на переднюю.

tester1

Что-то тут ВОИ на форуме.
это что ли? http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%BE...

Sergey79

Масса покоя должна быть аддитивна ж.
аддитивна как раз не масса покоя, а энергия (та масса, которая E=m)
"Масса покоя" удобна для классификации частиц, но не всегда для описания динамики. В английской вики хорошо написано
 
In physical science, one may distinguish conceptually between at least seven different aspects of mass, or seven physical notions that involve the concept of mass
правда нарисовали только 6:)

nicoletta

ВОИ = Время Охуительных Историй в данном случае.
Расскажите лучше, что с другими числами происходит, типа заряда. Переносчики ЭМ взаимодействия фотоны из дыры не вылетают: заряд не измерить : его нет?
Хотя нет, это слишком просто. А вот, если в чд засунуть одним концом магнит - получится магнитный монополь?

Sensor4ik

А вот, если в чд засунуть одним концом магнит - получится магнитный монополь?
Нет, получится половинка магнита, у которой опять же будут оба полюса. И так делить можно до тех пор, пока у тебя не останется один электрон с его орбитальным и спиновым моментом. Тут поделить ты уже ничего не сможешь.

Lene81

Нет, получится половинка магнита
Нет, получится именно монополь. Ведь как определяется магнитный диполь? По поведению пробного (бесконечно малого) магнитного диполя в поле данного. Теперь проведём такой эксперимент: поместим магнит вблизи горизонта событий, но так, чтобы он его не пересекал (тогда его не разорвёт, если он достаточно прочный и его можно удержать). Как будут выглядеть силовые линии его поля, нарисованные пробными магнитными диполями? Вблизи магнита, но до горизонта событий будет обычное дипольное поле. А вот как только пробный заряд окажется под горизонтом... он-то, может и продолжит "видеть" поле (продольные фотоны будут падать вместе с ним а вот сторонний наблюдатель уже нет, для него траектория пробного заряда обрывается на горизонте событий. Итоговая суперпозиция полей обоих полюсов магнита на бесконечности будет напоминать именно магнитный заряд, а не диполь.

Lene81

Не до конца еще понимают ученые, как черная дыра помнит, что сожрала.
Прочёл. Не понимаю я что-то этого дрочева на информацию... Положим, мы облучаем стакан с водой магнетроном, на который поставлена запись какого-нибудь Боба Марлина. Была информация — песня, стал стакан с горячей водой, из которого эту песню уже не извлечёшь. Никто из "реальных" физиков вроде по этому поводу не расстраивается: да, произошёл коллапс ФВ фотонов, информация потерялась, из чистого (когерентного) состояния превратились в смесь, да еще и термическую (с максимальной энтропией). Почему дыра не может так же функционировать? Бросали в неё тело с из материи с определёнными барионными и лептонными числами (фиксирующими число протонов и электронов получили на выходе — чернотельное излучение с температурой, определяемой только радиусом ЧД. Причем чем больше набросали тем ниже эта температура. В идеально пустой Вселенной всё ОК, рано или поздно ЧД испарится потому что может излучать сколь угодно низкочастотные фотоны. Но в реальной Вселенной есть реликтовое излучение которое тоже может поглощаться ЧД. В итоге имеем альтернативу: либо ЧД с определенной массой, больше чем заданная (с излучением по температуре ниже реликтового) во Вселенной нет, либо они никогда не испарятся и в конце-концов сожрут всю Вселенную, точнее, локально все вещество и излучение в своей окрестности, пока не достигнут теплового равновесия с ним.
Забавно, что расширение Вселенной делает этот сценарий еще более веселым: из-за расширения температура реликтового излучения падает и любая черная дыра, вне зависимости от массы, в конце-концов испарится, потому что будет излучать наружу больше, чем на неё падать (остывающего) реликтового излучения...

antcatt77

Была информация — песня
В данном случае под информацией понимается только информация о состоянии самих частиц, но не информация записанная через конфигурацию частиц (расположение частиц относительно друг друга).

Sergey79

Всем спасибо. Интересно. Продолжаю читать с удовольствием.
а мне вот интересна судьба статьи, к улучшению которой (и сопровод. письма) столько людей тут приложило руку.

tester1

в настоящем треде это оффтоп, но
1. вот полный текст сабмита, статья и кавер-леттер http://vk.com/doc3806727_423075828?hash=18092ffdf16908df36&...
благодарности форумчанам присутствуют :)
2. вот статус из личного кабинете эльсевера:

Sergey79

по идее у редактора должно пару недель висеть, так что имхо скоро должен быть апдейт.

Sensor4ik

Не очень понимаю, как ты странное поведение пробного магнита за горизонтом событий аппроксимируешь на бесконечность в другую сторону. Вообще, если вспомнить, что магнитное поле - это то же самое электрическое, только в движущейся системе отсчета, а все заряды магнита вместе с их моментами у нас пока по эту сторону горизонта событий, то интуитивно понятно, что ничего не поменяется.

Nefertyty

Положим, мы облучаем стакан с водой магнетроном, на который поставлена запись какого-нибудь Боба Марлина. Была информация — песня, стал стакан с горячей водой, из которого эту песню уже не извлечёшь. Никто из "реальных" физиков вроде по этому поводу не расстраивается: да, произошёл коллапс ФВ фотонов, информация потерялась,
Нет, информация не потерялась. Практическая извлекаемость информации не влияет на её количество.

Sensor4ik

Не понимаю я что-то этого дрочева на информацию...
Под информацией понимаются в том числе барионное и лептонное число. Считается, что во всех превращениях частиц они сохраняются, по крайней мере отклонений от законов сохранения экспериментально не обнаружено. А в модели испарения ЧД через излучение Хокинга получается, что ЧД поглотила протоны с барионным числом 1, а испустила фотоны с B=0. В этом и есть теоретическое противоречие. И тут есть масса возможностей для теор.физики:
1) Снимать это противоречие, предлагая механизмы, по которым законы сохранения все-таки будут работать (сохранение информации на горизонте событий, испускание не только фотонов, но и других частиц не вдаваясь в причины, почему они работают.
2) Либо разбираться, откуда вообще берутся законы сохранения барионного и лептонного числа, а дальше предлагать объяснение, почему они должны нарушаться в случае ЧД.

Jusun

Как всегда с чёрными дырами, вопрос надо ставить так: что будет видеть определённый наблюдатель.
Допустим чёрная дыра, в которую до этого попадало дофига материи куда больше чёрной дыры, куда попадало дофига антиматерии (это нужно, чтобы влиянием мелкой на геометрию пространства можно было пренебречь).
Ситуация 1: наблюдатель находится на орбите вокруг большой ЧД.
Для него обе чёрные дыры выглядят по большей части одинаково. Излучение Хокинга от них выглядит одинаково и они просто сливаются. Процесс сливания выглядит также, как выглядело бы слияние обычных чёрных дыр.
Ситуация 2: наблюдатель падает вместе с мелкой ЧД, находясь на орбите вокруг неё.
С точки зрения наблюдателя ничего особенного не происходит, когда они с мелкой ЧД пересекают горизонт. Всё, что падало вместе с ними продолжает падать вместе с ними. Они могут нагонять материю, которая упала в большую ЧД ранее, если её что-то задержало. Мелкая чёрная дыра будет присасывать эту материю как обычно.
Ситуация 3: наблюдатель падает внутрь мелкой ЧД, которая падает в большую ЧД.
Тут всё как в ситуации 2. Если наблюдатель ещё не в сингулярности, его движение просто будет со временем всё больше и больше направлено к месту, в котором центральные сингулярности большой и мелкой дыр сливаются. За ним следом будет падать материя, которая уже была в большой ЧД, и которую нагнала мелкая в своём падении. Вокруг наблюдателя всё будет происходить как обычно.

seregaohota

Вопрос твой находится на грани современной теоретической физики. Не до конца еще понимают ученые, как черная дыра помнит, что сожрала. Насколько я знаю в общих чертах, гипотезы есть, но осилить у меня их не получилось.
как раз книгу читаю, возможно тебе интересно будет
http://elementy.ru/bookclub/book/370
Леонард САССКИНД Битва при черной дыре
Мое сражение со Стивеном Хокингом за мир, безопасный для квантовой механики
(Leonard Susskind. The Black Hole War: My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics)
Издательский дом «Питер», 2013 г.
Серия: Библиотека фонда «Династия»
PS жаль что Династию тоже в асфальт закатали
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: