Влияет ли как-то на черные дыры расширение пространства? Увеличивается ли площадь горизонта событий черной дыры из-за расширения пространства? Или эффект «испарения» сильнее?

Спрашивает

Sonic The-Hedgehog

#горизонт событий

#черная дыра

25.02.2023

29 576

Средний вопрос

Анатолий Глянцев

эксперт

Нет, расширение Вселенной никак не влияет на площадь горизонта событий черной дыры. Чтобы понять, почему это так, оставим в покое далекие черные дыры и попробуем задаться более насущными вопросами. Становитесь ли лично вы толще из-за расширения Вселенной? Расширяется ли Земля? Удаляется ли она от Солнца? Разлетаются ли в разные стороны электрон и ядро в атоме? А атомы одной молекулы? А звезды в Галактике?

Ответ на все эти вопросы: нет, нет и нет. Связанные системы не расширяются вместе со Вселенной. Не вдаваясь в сложную математику, скажем, что связанные системы — это такие системы, части которых удерживаются вместе какими-либо силами. Например, электрон удерживается у ядра атома электромагнитными силами, а Земля у Солнца — гравитационными. Галактика тоже связана гравитационными силами в единое целое, поэтому расширение Вселенной не увеличивает ее в объеме.

А вот крупные сверхскопления галактик — это уже не связанные системы: составляющие их галактики слишком далеки друг от друга, чтобы гравитация крепко связала их. Поэтому сверхскопления расплываются под действием расширения Вселенной.

Ну а черная дыра — самая связанная система из связанных. Никто еще не оторвал кусочек от черной дыры. Так что горизонт событий не расширяется.

Можно подойти к вопросу и с другой стороны. Размер горизонта событий черной дыры зависит только от массы, электрического заряда и момента импульса черной дыры. Ни одна из этих величин не меняется с расширением Вселенной.

С горизонтом событий ЧД, по-моему, все выглядит довольно логично. ГС нематериален, это чисто математическая поверхность. Грубо говоря, если между центром ЧД и ее ГС возникло некоторое количество дополнительного пространство, то "расчетный" ГС сместится к центру ровно на эту величину. " Галактика тоже связана гравитационными силами в единое целое, поэтому расширение Вселенной не увеличивает ее в объеме. А вот крупные сверхскопления галактик — это уже не связанные системы: составляющие их галактики слишком далеки друг от друга, чтобы гравитация крепко связала их. Поэтому сверхскопления расплываются под действием расширения Вселенной." А вот это утверждение всегда мне было непонятно. С какого момента "связанные" системы становятся "несвязанными"? Если бы пространство одинаково расширялось во всех точках наблюдаемой вселенной, то это было бы заметно даже в масштабе Солнечной системы, чего в действительности не наблюдается. Тогда получается, что там, где гравитация слаба (в пустотах между сверхскоплениями), возникает больше пространства, чем там, где она сильна (внутри скоплений, галактик, солнечных систем). Что требует объяснения.

Ответить

—

слава алексеев

08.03.2023

Я думаю автор оговорился. Ибо сверх-скопление, потому и сверх-скопление, что оно связано гравитационно, и никуда не разлетается, а наоборот притягивает. Разлетаются думаю, объекты практически не связанные друг с другом гравитацией. Расширение вселенной вообще интересная тема, и мало изученная.

Ответить

ещё комментарии

Zhe Sh

08.03.2023

Это вопрос может быть даже не совсем к автору этой статьи, поскольку утверждение о гравитационно связанных и несвязанных системах постоянно повторяется в различных источниках. В классическом описании гравитация убывает пропорционально квадрату расстояния, при этом нельзя сказать, что вот здесь она есть, а тут ее уже нет - она везде не равна нулю. Когда же "связанность" становится "несвязанностью"? Встречал объяснение, что если скорость расширения пространства между объектами меньше скорости убегания, то такая система гравитационно связана и потому не расширяется. Хорошо, пусть так, но какова механика процесса? Возьмем, к примеру, протон. Почему небольшое расширение пространства не влияет на его структуру? Потому что кварки протона связаны сильным взаимодействием - чем дальше мы разносим связанные кварки, тем сильнее они притягиваются друг к другу, компенсируя расширение. Почему небольшое расширение пространства не дестабилизирует атом? Потому что электрон в атоме не может находиться на произвольной орбите, все параметры его движения жестко определяются квантовыми законами, создавая локальный минимум потенциальной энергии, куда электрон самопроизвольно "скатывается" при попытке "отодвинуть" его от ядра. То же относится и к молекулам. Поэтому вся окружающая нас "светлая" материя не раздувается вслед за пространством. В случае гравитации никаких подобных механизмов нет. Гравитационное притяжение убывает с расстоянием, квантованных орбит для небесных тел тоже не существует. Если между Землей и Солнцем все время возникает новое пространство, то почему же тогда не увеличивается радиус земной орбиты? Каков компенсирующий механизм?

Ответить