Sterrekunde

Verhouding tussen swart gatmassa en -radius, en ons heelal s'n

Verhouding tussen swart gatmassa en -radius, en ons heelal s'n


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Is daar 'n grafiek van bekende swart gate, met hul geskatte massa in die X-as en hul geskatte radius in die Y-as? Indien wel, waar kan ons dit vind? Ek wil graag weet of 'n swart geheel met die totale massa van ons heelal die geskatte straal van ons heelal sou hê (wat beteken dat ons heelal 'n swart gat kan wees, daarom kan lig dit nie ontsnap nie en dit lyk 'eindig') ).


Die Schwarzschild-radius van 'n swart gat is waarskynlik die naaste aan u vraag.

$$ r_s = (2G / c ^ 2) cdot m mbox {, met} 2G / c ^ 2 = 2,95 mbox {km} / mbox {sonmassa}. $$ Dit beteken dat die Schwarzschild-radius vir 'n gegewe massa eweredig is aan die massa. Die radius moet in die fisiese sin nie te letterlik geneem word nie, want ruimte is baie nie-euklidies naby 'n swart gat.

Huidige (ligte) straal van die sigbare heelal, gesien vanaf die aarde: $$ 13.81 cdot 10 ^ 9 mbox {lightyears} = 13.81 cdot 10 ^ 9 * 9.4607 * 10 ^ {12} mbox { km} = 1.3065 cdot 10 ^ {23} mbox {km}. $$ Ons het dus $$ 1.3065 cdot 10 ^ {23} mbox {km} / 2.95 mbox {km} = 4.429 cdot nodig 10 ^ {22} $$ sonmassas om 'n swart gat van die lig-beweeg Schwarzschild-straal van die sigbare heelal te kry, redelik naby (volgens orde van grootte) aan die aantal sterre wat vir die sigbare heelal geskat word.

Die Wikipedia-outeur (s) kry 'n soortgelyke resultaat: "Die massa van die waarneembare heelal het 'n Schwarzschild-straal van ongeveer 10 miljard ligjare".


Volgens die standaard ΛCDM kosmologiese model het die waarneembare heelal 'n digtheid van ongeveer $ rho = 2,5 ! Keer ! 10 ^ {- 27} ; mathrm {kg / m ^ 3} $, met 'n kosmologiese konsant van ongeveer $ Lambda = 1.3 ! times ! 10 ^ {- 52} ; mathrm {m ^ {- 2}} $, is baie naby aan ruimtelik plat en het 'n huidige regte straal van ongeveer $ r = 14,3 , mathrm {Gpc} $.

Hieruit kan ons aflei dat die totale massa van die waarneembare heelal ongeveer $$ M = frac {4} {3} pi r ^ 3 rho sim 9.1 ! Times ! 10 ^ {53} is , mathrm {kg} text {.} $$ Die sinus dat die heelal nie-roterend en nie gelaai is nie, is natuurlik om dit met 'n Schwarzschild-swart gat te vergelyk. Die Schwarzschild-radius van so 'n swart gat is $$ R_s = frac {2GM} {c ^ 2} sim 44 , mathrm {Gpc}. $$ Wel! Groter as die waarneembare heelal.

Maar die Schwarzschild-ruimtetyd het geen kosmologiese konstante nie, terwyl ons positief is, daarom moet ons dit vergelyk met 'n swart gat van Schwarzschild-de Sitter. Die SdS-maatstaf hou verband met die Schwarzchild een deur $$ 1- frac {R_s} {r} quad mapsto quad1 - frac {R_s} {r} - frac {1} {3} Lambda r ^ 2 , $$ en vir ons waardes het ons $ 9 Lambda (GM / c ^ 2) ^ 2 sim 520 $. Hierdie hoeveelheid is belangrik omdat die swartgatgebeurtenishorison en die kosmologiese horison in $ r $ -koördinaat naby raak wanneer dit naby $ 1 $ is, 'n toestand wat 'n maksimum moontlike massa skep vir 'n SdS-swartgat vir 'n gegewe positiewe kosmologiese konstante. Vir ons $ Lambda $ gee die ekstreme limiet $ M_ text {Nariai} sim 4 ! Times ! 10 ^ {52} , mathrm {kg} $, kleiner as die massa van die waarneembare heelal.

Ten slotte kan die massa van die waarneembare heelal nie 'n swart gat maak nie.


Wel, ons verstaan ​​nie swart materie heeltemal nie, of hoe? En dit was net 'gister' dat ons die 'swart energie' ontdek het, is dit nie?

As GTR met kosmologiese konstante reg is, hoef ons dit nie 'volledig te begryp' om die swaartekrageffek daarvan te ken nie, dit is waarop die berekening gebaseer is. As GTR verkeerd is, wat natuurlik heel moontlik is, kan ons in 'n analoog van 'n swart gat leef. Maar dan is dit nogal onduidelik watter teorie van swaartekrag u wil gebruik om die vraag te probeer beantwoord. Daar is geen afstandmededingende teorie wat selfs algemene aanvaarding nader nie.

Vanuit die groot onkunde dink ek dat 14.3Gpc en 44Gpc nie eens een orde van mekaar is nie, wat ek as 'n goeie benadering beskou.

Die punt van die berekening was eintlik om aan te toon dat dit ten minste is prima facie geloofwaardig. Die Schwarzschild-radiusberekening sluit die swart gat nie uit nie - inteendeel. Dit is egter ook nie geskik vir redes wat ek hierbo verduidelik het nie. Die meer relevante een het eintlik meer as een grootteorde uitmekaar en toon teenstrydigheid. As GTR met correct korrek is, is dit dus onwaarskynlik omdat die ΛCDM-foutbalke nie so sleg is nie.

Alhoewel ons dit steeds as 'naby genoeg' behandel, beteken dit nie op sigself wat u wil hê nie. Die vraag na watter soort swart gat die massa van die waarneembare heelal, indien enige, sou uitmaak, verskil heeltemal van die vraag of ons in een woon. Die swart hipotetiese moet nog groter wees.

Die grootste punt van onsekerheid is egter die kosmologiese konstante, selfs al is GTR anders korrek. As ons heel ander toestande buite ons hipotetiese swart gat mag hê, kan ons nog een hê, maar dan kan ons op die beste in baie spekulatiewe fisika werk en in die slegste geval net raaiwerk voltooi.

Behandel die bostaande antwoord dus as voorwaardelik aan die hooffisika; as dit nie is wat u wil hê nie, kan daar nie 'n algemene antwoord wees nie, behalwe 'ons weet nie'. En dit is altyd 'n moontlikheid, hoewel dit nie baie interessant is nie.