Apakah lubang hitam memiliki energi?

Jadi lubang hitam diciptakan oleh bintang-bintang sekarat tertentu dan ketika bintang kehabisan energi nuklir gravitasi menang dan bintang meledak. Massa seluruh bintang runtuh menjadi volume ruang yang lebih kecil dan lebih kecil. Yang kemudian menciptakan lubang hitam, jadi pertanyaan saya adalah, apakah lubang hitam benar-benar memiliki energi untuk menciptakan jenis ruang hampa untuk menyedot cahaya?

Jika lubang hitam diciptakan oleh bintang besar kehabisan bahan bakar dan kemudian runtuh di dalamnya sendiri, apakah lubang hitam memiliki energi dan jika demikian dari mana asalnya, atau apakah itu seperti ruang hampa udara di ruang angkasa tanpa energi di semua?

(Tolong perbaiki saya jika saya mengatakan sesuatu yang salah tentang lubang hitam karena saya masih sangat muda dan belum diam memahami konsep itu.)

Lubang hitam yang terisolasi adalah solusi vakum dari relativitas umum, jadi dalam arti yang sangat langsung, itu tidak mengandung energi di mana pun dalam ruangwaktu. Tapi mungkin agak kontra-intuitif, itu tidak menyiratkan bahwa lubang hitam seperti itu tidak memiliki energi.

Mendefinisikan jumlah total energi biasanya sangat bermasalah dalam relativitas umum, tetapi dalam beberapa kasus khusus itu mungkin. Secara khusus, solusi lubang hitam biasa semua asimtotik datar, yaitu, ruangwaktu hanya flat Minkowski biasa ketika jauh dari lubang hitam.

Di sini (atau secara umum ketika kita memiliki bentuk ruangwaktu asimptotik yang ditentukan), kita dapat menghitung momentum energi total, dengan secara esensial mengukur medan gravitasi dari lubang hitam pada tak terhingga. Energi hanya menjadi salah satu komponen momentum energi.

Sebenarnya ada dua jenis 'tak terhingga' yang relevan di sini: tak terhingga spasial dan tak terhingga (mirip cahaya), tergantung pada apakah kita 'jauh' dari lubang hitam dalam arah seperti ruang angkasa atau seperti cahaya. Ada juga tak terbatas seperti waktu, tapi itu hanya sesuai untuk menunggu waktu yang lama, jadi itu tidak relevan di sini. Dua infinitas yang berbeda menghasilkan definisi energi-momentum yang berbeda , masing-masing memberikan energi ADM dan energi Bondi . Dalam ruang hampa, perbedaan intuitif antara keduanya adalah bahwa energi Bondi tidak termasuk gelombang gravitasi.

Jadi jawaban singkatnya adalah 'ya', dengan peringatan bahwa dalam situasi yang lebih rumit, di mana kita tidak bisa menghubungkan semuanya dengan black hole itu sendiri, jawaban untuk berapa banyak energi yang disebabkan oleh black hole mungkin ambigu atau buruk. didefinisikan.

Perhatikan bahwa momentum energi ADM dan Bondi juga menentukan ukuran massa yang sesuai , sebagai norma dari momentum energi tersebut ( ), tetapi untuk lubang hitam kita juga dapat mendefinisikan massa lebih banyak secara operasional dalam hal orbit di sekitar lubang hitam. Ada juga alternatif lain untuk menangani massa secara khusus.$m^2 = E^2-p^2$

Di luar angkasa, ruang hampa bukanlah yang menyebalkan materi ke lubang hitam. Itu mungkin terjadi untuk penghisap debu rumah tangga Anda, tetapi di mana-mana di luar angkasa pada dasarnya adalah ruang hampa. Sebaliknya, itu tarikan gravitasi lubang hitam yang kuat.

Namun, black hole dapat memiliki energi. Salah satu jenis yang terlintas dalam pikiran adalah energi kinetik sudut . Ini adalah energi yang dimiliki objek berputar - dalam hal ini, lubang hitam yang berputar (lihat juga lubang hitam Kerr dan lubang hitam Kerr-Newman ). Lubang hitam juga dapat memiliki energi kinetik translasional - energi suatu benda yang bergerak. Juga lubang hitam memiliki energi potensial gravitasi - energi potensial karena gravitasi - dan lubang hitam dengan muatan listrik dapat memiliki energi potensial listrik.

Jadi lubang hitam memang memiliki energi, meskipun mungkin tidak dalam bentuk yang Anda pikirkan.

Terus ajukan pertanyaan bagus!

Saya harap ini membantu.

Satu-satunya cara kita dapat mendeteksi lubang hitam adalah melalui efek bahwa massa gravitasinya terhadap benda-benda di luar horizon peristiwa. Objek-objek ini dapat memperoleh energi dari lubang hitam, karena mereka jatuh ke sumur potensial mereka memanas dan memancarkan (sering di wilayah sinar-X spektrum). Jadi black hole memiliki energi gravitasi dari massanya. Sebuah lubang hitam juga bisa memiliki muatan, tetapi ini jarang terjadi di alam semesta yang sebagian besar netral. Banyak lubang hitam mungkin berputar, dan ini juga memiliki energi rotasi.

http://curious.astro.cornell.edu/disclaimer/86-the-universe/black-holes-and-quasars/general-questions/436-what-type-of-energy-does-a-black-hole- memiliki-perantara

Prinsip konservasi energi memberi tahu kita bahwa jumlah energi di alam semesta adalah konstan. Karena itu kita dapat menyimpulkan energi yang pernah membentuk bintang yang berubah menjadi lubang hitam tidak dapat dihancurkan. Jadi ya sesuai dengan prinsip konservasi energi, black hole mengandung energi.