stabiele eindtoestand van een verdampend zwart gat

[HansH]

Dit topic was gesloten omdat op het physics forum theorieontwikkeling blijkbaar uit den boze is en men niet is geinteresseerd in ideen die de wetenschap kunnen veranderen als die niet van het selecte groepje vooraanstaande wetenschappers komen. Gemiste kans lijkt mij, vandaar dat we er hier misschien verder mee komen
https://www.physicsforums.com/threads/b ... 054/page-2


Zwarte gaten verdampen langzaam vanwege Hawkingstraling. De vraag is echter of er dan nog wat van over blijft als het gat verdampt is. Volgens de general relativity (GR) zou de singulariteit blijven, maar van buitenaf gezien blijft er niets achter.
Onze kennis houdt echter ook op omdat een singulariteit in feite aangeeft dat we er geen raad mee weten.

Er zijn ideen voor een uitbreiding van de GR, noem het even GR+ die GR en quantum mechanica met elkaar probeert te verbinden. In die theorie zouden singulariteiten voorkomen kunnen worden en dat lijkt een meer voor de hand liggende manier waarom de natuur zich zou kunnen gedragen. dat laatste bericht van de link gaat daarover waarbij ik me voorstel dat de massa niet puntvormig in de singulariteit is geconcentreerd, maar dat door de combinatie met quantum mechanica de massa zich opsplitst als een soort elektronenwolk, dus een statistische kansverdeling waarbij de massa dus verdeeld is over een bepaald effectief volume terwijl de massa verdeling volgens die statistische verdeling dan heel snel afneemt op grotere afstand van het centrum. Effect daarvan is wel dramatisch groot voor de singulariteit want die is er dan niet meer omdat door het opsplitsen van massa in een volume de massa die in een bol zit met straal r rondom het centrum dan afneemt tot 0 in het centrum, dus heb je daar geen zwaartekrachtsveld meer net zoals bv in het centrum van de aarde.

Van buitenaf gezien is er nog wel een event horizon omdat het effectieve bolletje met massa nog steeds heel erg klein is tov de normale wereld, dus het zwaartekrachtsveld naar binnen toe steeds groter wordt. Maar echt helemaal in net centrum dus afneemt naar 0 terwijl in GR het dan naar oneindig gaat.

Voor een verdampend zwart gat heeft dat dan als consequentie dat de verdamping steeds sneller gaat naarmate de massa afneemt, net zoals in GR alleen zal dat gedurende het laatste stadium de massa zodanig klein worden dat de event horizon verdwijnt en er daarom geen Hawking straling meer is dus is dat de stabiele situatie met een restmassa in het centrum en dus waarschijnlijk eindigend in een neutronen ster of een gewone stofwolk. Dat hangt dan af hoe die kwantum effecten precies de massa verdelen. maar daar kan ik niets over voorspellen.

[wnvl1]

Voor een verdampend zwart gat heeft dat dan als consequentie dat de verdamping steeds sneller gaat naarmate de massa afneemt, net zoals in GR alleen zal dat gedurende het laatste stadium de massa zodanig klein worden dat de event horizon verdwijnt en er daarom geen Hawking straling meer is dus is dat de stabiele situatie met een restmassa in het centrum en dus waarschijnlijk eindigend in een neutronen ster of een gewone stofwolk. Dat hangt dan af hoe die kwantum effecten precies de massa verdelen. maar daar kan ik niets over voorspellen.

Het antwoord zit wel in de eerste twee replies van Peter Donis lijkt mij. Een zwart gat is een singulariteit in de ruimtetijd metriek. De kern van het zwart gat is een moment in de toekomst (tijd wordt immers ruimte en ruimte wordt tijd) in het zwarte gat. Dat moment in de tijd is na de 'explosie' van het zwarte gat niet meer bereikbaar. Dat er een massa overblijft zoals je stelt lijkt mij onwaarschijnlijk en in strijd met de theorie voor zover ik het begrijp. Mijn kennis is sowieso beperkt tot de elementaire ART. Hawking straling snap ik wiskundig, wat mij wel nodig lijkt voor goed inzicht.

[HansH]

Het antwoord zit wel in de eerste twee replies van Peter Donis lijkt mij. Een zwart gat is een singulariteit in de ruimtetijd metriek. De kern van het zwart gat is een moment in de toekomst (tijd wordt immers ruimte en ruimte wordt tijd) in het zwarte gat. Dat moment in de tijd is na de 'explosie' van het zwarte gat niet meer bereikbaar.

Dat is op zich duidelijk en zoals het werkt volgens de algemene relativiteitstheorie (GR) en niet het punt. Punt is dat het ontstaan van singulariteiten in die theorie feitelijk aangeeft dat die theorie daar vastloopt. De aanname van de wetenschap is dus dat er nog iets moet zijn als uitbreiding op de GR (noem het even GR+) Daarbij zouden ook kwantum effecten van de zwaartekracht meegenomen moeten worden. Dat zou dan betekenen dat massadeeltjes niet puntvormig zijn met afmeting 0, maar een statistisch bepaald volume hebben. En dat heeft dan tot gevolg dat er geen singulariteit meer kan zijn, maar altijd een statistisch bepaald volume. Dus massa is dan weer verdeeld over een volume, met in het centrum dus een massa=0 ipv oneindig. (net zoals in het centrum van de aarde, dus geen gravitatieveld op die plek)

De vraag is dus wat dat betekent voor verdamping van zwarte gaten en wat er na verdamping dan van over blijft. (en die vraag paste niet binnen het physics forum omdat het (nog) geen bestaande theorie is en voor theorieontwikkeling geen plaats is op dat forum)

[wnvl1]

Ik kan er wel inkomen dat theorieën van leken over zulke dingen niets bijdragen aan hun forum en dat ze daarom zo'n topics sluiten. Ik ben helaas ook zo'n leek.

[HansH]

Ik kan er wel inkomen dat theorieën van leken over zulke dingen niets bijdragen aan hun forum en dat ze daarom zo'n topics sluiten. Ik ben helaas ook zo'n leek.

Ik ook helaas. het doel van mij was vooral om mensen te triggeren die wel thuis zijn in een deel van de theorie en die dan misschien aanvullende uitleg kunnen geven zodat er meer inzicht ontstaat en een deel van het probleem op zijn plek valt.

[HansH]

Er is misschien nog wel aan ander onderdeel waar we hier misschien het antwoord op kunnen geven:
als materie zover wordt samengeperst dat er een neutronenster ontstaat door de tegendruk van de neutronen wat verder ineenstorten voorkomt . Dan is er nog geen eventhorizon.

Als je dan massa blijft toevoeren vanaf buiten dan komt er op een gegeven moment een punt dat zelfs die tegendruk niet meer voldoende is en de zwaartekracht het gaat winnen. Dan krimpt de neutronenster verder en krijg je een meekoppeling waardoor er geen stabiel punt meer kan zijn en alles ineen stort tot een singulariteit.

Maar stel nu dat er kwantum effecten zijn die zorgen dat de massa zich niet verder kan verdichten dan een bepaalde afmeting omdat zich dan een soort wolk van massa ontstaat met een kans dat de massa zich op een bepaalde positie bevindt. Is dat dan een stabiele situatie of kan dat niet omdat als zich eenmaal een eventhorizon heeft gevormd alles alleen maar naar 1 punt kan vallen in de toekomst?

[HansH]

Dus met andere woorden: heeft het feit dat zich een event horizon vormt per definitie een singulariteit tot gevolg of kan het zijn dat er door een effect wat wij nog niet kennen een nieuw evenwicht instelt? Die vraag zouden specialisten op het physics forum denk ik wel kunnen beantworden, maar daar ontnemen ze zich nu de kans voor als ik die vraag daar niet mag stellen omdat het niet binnen de bestaande theorie valt.

[HansH]

nav dit filmpje heb ik het idee van een statistisch verdeelde massa nog eens opgeschreven.

black_hole

(373.37 KiB) 65 keer gedownload

[HansH]

wat er dan denk ik gebeurt is dat je een 2e event horizon krijgt op en hele kleine afstand van het centrum. die gedraagt zich dan als een white hole. Je kunt daar niets over die grens heen krijgen naar buiten toe, zelfs geen licht. maar in het centrum is geen kromming van de ruimtetijd, hooguit misschien een kromming als een soort ruisfunctie vanwege kwantum fluctuaties.

[HansH]

Die vraag zouden specialisten op het physics forum denk ik wel kunnen beantworden, maar daar ontnemen ze zich nu de kans voor als ik die vraag daar niet mag stellen omdat het niet binnen de bestaande theorie valt.

ik gooi het gewoon over een andere boeg. eens kijken of het dan wel mag met die vraag.
https://www.physicsforums.com/threads/w ... d.1051302/
Het gaat er uiteindelijk toch om om er wijzer van te worden.

[flappelap]

Volgens de general relativity (GR) zou de singulariteit blijven.

[...]

Heb je hier een referentie voor? Ik zie namelijk niet in hoe de ART dat voorspelt. Bovendien wordt dit proces niet beschreven met de ART; je hebt er kwantumzwaartekracht voor nodig.

[flappelap]

Dat zou dan betekenen dat massadeeltjes niet puntvormig zijn met afmeting 0, maar een statistisch bepaald volume hebben.

Waarom?

[flappelap]

Ik kan er wel inkomen dat theorieën van leken over zulke dingen niets bijdragen aan hun forum en dat ze daarom zo'n topics sluiten. Ik ben helaas ook zo'n leek.

Nou, ze zijn wat conservatief daar (weet ik uit eigen ervaring; ik ben "science advisor" daar), maar het voorkomt wel dat je gaat speculeren over hoeveel engelen er op de punt van een naald passen.

[ukster]

Er is geen volledige lijst van alle wereldwijd bestaande hypothesen over de stabiele eindtoestand van een verdampend zwart gat, omdat dit een actief gebied van onderzoek en discussie is binnen de theoretische fysica en nieuwe hypothesen voortdurend worden voorgesteld. Het is belangrijk om op te merken dat geen van de tot nu toe bekende hypothesen momenteel experimenteel is bewezen en dat er nog veel onzekerheid bestaat over de aard van de eindtoestand van een verdampend zwart gat.
Hier enkele van de belangrijkste hypothesen die momenteel worden overwogen:
1 Het holografisch principe: deze hypothese stelt dat de informatie die in het zwarte gat is opgeslagen, wordt overgedragen naar de buitenwereld en het zwarte gat dus volledig verdwijnt. Het holografisch principe gaat ervan uit dat alle informatie over de inhoud van het zwarte gat kan worden afgeleid vanaf de rand, of het zogenaamde "event horizon" van het zwarte gat.
2 Remnants: een andere hypothese is dat het zwarte gat kan veranderen in een "remnant", een minuscule, maar stabiele versie van een zwart gat die de informatie bewaart die erin is opgeslagen. Deze hypothese stelt dat de informatie van het zwarte gat niet verloren gaat, maar wordt bewaard in deze "restanten" die uiteindelijk de stabiliteit van het universum zouden kunnen bedreigen.
3 Het vuurbalmodel: dit model suggereert dat een verdampend zwart gat uiteindelijk een enorm explosieve "vuurbal" zou produceren, vergelijkbaar met een supernova. Deze hypothese is gebaseerd op de idee dat de energie die wordt uitgestoten door het zwarte gat tijdens de verdamping op enig moment een kritieke massa bereikt die zou resulteren in een enorme explosie.
4 De singulariteitshypothese: deze hypothese stelt dat een verdampend zwart gat uiteindelijk een singulariteit zou creëren, een punt van oneindige dichtheid en oneindige zwaartekracht. Deze hypothese suggereert dat de informatie die in het zwarte gat is opgeslagen, verloren gaat in deze singulariteit, waardoor het zogenaamde "informatie paradox" probleem ontstaat.
5 Andere hypothesen, zoals de firewall-hypothese en de fuzzball-hypothese, zijn ook voorgesteld en worden momenteel bestudeerd.
Als leek begeef je je natuurlijk op ontzettend glad ijs om te denken hier iets zinnigs over te kunnen zeggen. In het algemeen is wetenschap gebaseerd op een grondige en rigoureuze aanpak van het onderzoeken van de natuurlijke wereld. Theorieën worden ontwikkeld op basis van zorgvuldig verzamelde en geanalyseerde gegevens, en worden voortdurend getest en geëvalueerd door experts in het veld. Hoewel goedbedoelende leken soms interessante ideeën kunnen aandragen, is het over het algemeen niet waarschijnlijk dat hun theorieën voldoen aan de hoge eisen die worden gesteld aan wetenschappelijke theorieën. Om een wetenschappelijke theorie te ontwikkelen, is het belangrijk om een diep begrip te hebben van het onderwerp en de vaardigheden om gegevens te verzamelen en te analyseren. Wetenschappers moeten ook in staat zijn om hun ideeën te presenteren en te ondersteunen met bewijsmateriaal en experimenten die herhaalbaar zijn door andere wetenschappers. Dit niveau van expertise wordt doorgaans niet bereikt door leken zonder een wetenschappelijke achtergrond. Dat gezegd hebbende, kunnen goedbedoelende leken wel een belangrijke rol spelen bij het bevorderen van wetenschappelijk begrip en het stimuleren van interesse in wetenschappelijke onderwerpen. Door middel van outreach, educatie en communicatie kunnen zij helpen om wetenschappelijke ideeën toegankelijker te maken voor het grote publiek en het begrip van wetenschappelijke kwesties te vergroten.

[HansH]

Volgens de general relativity (GR) zou de singulariteit blijven.

[...]

Heb je hier een referentie voor?

ja https://www.physicsforums.com/threads/b ... st-6868573
'The singularity is a global feature of the spacetime (more precisely, of the region of spacetime inside the hole). It doesn't "disappear". It just is not reachable from any events after the evaporation is complete.'

en
https://www.physicsforums.com/threads/b ... st-6868583
'A term like "always" does not make sense with respect to the singularity. The singularity is not a thing in space. It is a moment of time. That moment of time is to the future of all moments inside the black hole. But from outside the hole, that moment of time is not reachable after the black hole has evaporated (because the region of spacetime inside the hole is not reachable).'