ESO/WFI (visible); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (microwave); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)
Дмитрий Харченко
сентябрь 2017.
3496

Почему сверхмассивные черные дыры могут иметь очень малую плотность?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
1
2 ответа
Поделиться

Это объясняется тем, что радиус Шварцшильда (R) прямо пропорционален массе (R ∝ M), а средняя Шварцшильдовская плотность (ρ) чёрной дыры, ограниченного радиусом Шварцшильда — обратно пропорциональна объёму (ρ = M/V). Так как объём сверхмассивной черной дыры, с массой М = 10⁵÷10¹⁰ масс Солнца, прямо пропорционален кубу радиуса (V ∝ R³), средняя плотность чёрной дыры будет обратно пропорциональна квадрату массы (ρ ∝ М⁻²), что значит, что более массивная черная дыра имеет меньшую средняя плотность внутри горизонта событий.  О жизни и долголетии Можно ли вычислить вероятное количество оставшихся лет своей жизни, и если да, то как?Какой самый первый признак (который я могу обнаружить сам) того, что я 100% болен каким-то смертельным заболеванием?Как японцы доживают до 80 лет, постоянно питаясь лапшой быстрого приготовления?Задавайте вопросы экспертам

Кажущийся парадокс легко понять на примерах. 

  • Для планеты Земля, радиус Шварцшильда R ≈ 9 мм при средней Шварцшильдовской плотности ρ ≈ 2×10²⁷ г/см³.
  •  Для звезды с массой в 3-и массы Солнца, R ≈ 9 км при ρ ≈ 1,8×10¹⁶ г/см³.
  • Для сверхмассивной чёрной дыры с массой равной массе галактики Млечный Путь (~5×10¹¹ масс Солнца), R ≈ 2×10¹² км при ρ ≈ 3,7×10⁻⁸ г/см³.

К замечательному ответу Сюзанны Казарян я хотел бы добавить следующее - почему вы приравниваете размер "собственно чёрной дыры" к радиусу Шварцшильда? Мы не знаем что происходит внутри горизонта событий и поэтому "поверхностью чёрной дыры" выбран МАТЕМАТИЧЕСКИЙ объект, а не более-менее реальная граница. Что же происходит с распределением массы ВНУТРИ этой поверхности мы пока НЕ ЗНАЕМ, и это никогда не стоит забывать при разговоре о плотности чёрной дыры

Владимир Шоминотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
Ответить