Черные дыры — антирекорд на фоне рекорда.

      Астрономы оповестили нас об очередном рекорде в их епархии. Они обнаружили черную дыру массой аж в 40 миллиардов масс Солнца!

      В то же время у большинства из нас за годы всхлипов СМИ о черных дырах сложилось четкое убеждение, что ЧД есть очень плотные объекты. Состоящие чуть ли не из вплотную притертых друг к другу кварков или иной экзотики. Но это — чистейшей воды миф. Реально внутри столь массивных ЧД средняя плотность вещества весьма мала. Те, кому интересно простое, буквально на пальцах, доказательство этого утверждения, ныряйте под кат.

      Радиус ЧД (гравитационный радиус или радиус горизонта событий) пропорционален массе М этой ЧД: Rg = 2GM/c2 , Реальный радиус Солнца около Rs ~ 700 тысяч км, а его гравитационный радиус Rgs ~ 3км. Поэтому гравитационный радиус рекордной ЧД массой в 40 млрд. солнечных масс будет равен почти 120 млрд. км.

      В сферу радиусом 120 млрд. км. может поместиться (120 млрд./700 тысяч)3 ~ 5*1015 = 5 миллионов миллиардов реальных солнц. И, следовательно, средняя плотность вещества в рекордной ЧД будет в (5*1015 /4*1010) ~ 100 тысяч раз меньше средней плотности реального Солнца. Последняя примерно в 1,5 раза больше плотности воды или в тысячу раз больше плотности земного воздуха.

      Итак, средняя плотность вещества внутри рекордной черной дыры примерно в сотню раз меньше плотности земного воздуха! Разве это не антирекорд на фоне рекорда?

      В чем смысл этого казуса? Он прост. Радиус ЧД пропорционален массе ЧД. Но масса ЧД пропорциональна произведению средней плотности ее вещества на ее объем, то есть произведению ее средней плотности на куб ее радиуса. Из чего следует, что средняя плотность ЧД обратно пропорциональна квадрату ее радиуса или, другими словами, средняя плотность вещества в ЧД обратно пропорциональна квадрату массы ЧД.

      Разумеется, в пределе черных дыр звездных масс, гравитационные волны от слияния которых ловят гравитационные телескопы LIGO и Virgo, плотности вещества в сливающихся ЧД будут близкими к плотности вещества в нейтронных звездах. То есть, вещество в них в практическом плане представляет совокупность буквально прижатых друг к другу нейтронов.



Вам также может понравиться