Svart hål med jetstråle?

Exakt så simpelt är det. Rotationen kring det svarta hålet, med kollisioner och whatnot, skapar ett magnetfält som är starkt nog att ioniserad materia som ännu inte kommit för nära det svarta hålet faktiskt kan påverkas av det - och skickas iväg.

Nu finns det aktiva diskussioner om att ett svart hål "pga att det inte har nåt hår" inte skulle kunna agera pulsar, men imo är det felaktigt och uppenbart så. Det som kan ske kring en neutronstjärna kan ske kring ett svart hål så länge du inte råkar möta händelsehorisonten.

Det finns många intressanta diskussioner kring detta, men ja - ett svart hål kan agera som en pulsar och via magnetfält skapade av .. accretion disc .. accelerera materia likt en pulsar.

Skrev lite längre i ett annat inlägg om fysiken runt ett svart hål, om magnetfält som är "infrysta" i plasmat som roterar runt det svarta hålet.

En grej till kan nämnas om detta magnetfält. Tänk dig först ett "vanligt" magnetfält runt en stavmagnet, av det slag man ser i skolan med järnfilspån runt en stavmagnet. Detta ger även en hyfsad bild av hur magnetfältet ser ut runt jorden. Men inte runt ett svart hål! Eftersom magnetfältet är "infruset" (vinkelrätt mot magnetfältet) i plasmat, och plasmat roterar snabbt runt det svarta hålet, så blir hela magnetfältet ihoptvinnat runt polerna. Och då händer det grejer med induktion och sånt som just skulle kunna fungera som en plasmakanon längs polaxeln. Detta är rätt svåra grejer att räkna på i detalj, så det är ok att vara grymt skeptisk mot det jag säger, men klart är iaf att någonting radikalt måste hända just längs polerna.

Var kommer öht detta magnetfält ifrån? Detta är faktiskt lite av ett mysterium om man ville veta den yttersta orsaken. Men det närmaste svaret är att alla stjärnor har magnetfält som även är rätt så kaotiska. I vår egen sol är det speciellt koncentrerat i solfläckarna. Om man väl har magnetfält i ett plasma så är det "fastfryst" i riktningar som är vinkelräta mot magnetfältet, det är helt enkelt så som plasmafysik fungerar. Så om t ex vår sol skulle sugas in mot ett svart hål så skulle solens plasma bära med sig sitt magnetfält, och ju mer koncentrerat plasmat blev, desto starkare skulle magnetfältet bli.

Om man sedan dessutom tar hänsyn till att alla dessa effekter blir extrema runt svarta hål pga dess starka gravitation, och rent relativistiska effekter förstärker fenomenen, så kan resultatet bli sådant som kvasarer som är bland universums mest energetiska fenomen.

Detta riskerar att bli ett nytt ämne, men var det kommer ifrån är inte det stora problemet - det e väl änna välkänd fysik. Roterande laddningar, etc.

Men om delar av magnetfältet passerar händelsehorisonten? Nu börjar vi prata avancerat, och det kanske delvis förklarar några delar av annat jag funderat över. Om man ser magnetfält kvantmekaniskt så ska det ju inte påverka fältet i stort att delar av det faller under händelsehorisonten - men gör det? Det är över min nivå, kan vi lätt säga.

Men att kvasarer, dvs magnetiskt influerande föremål, kan vara svarta hål är väl knappast nytt, så principen fungerar ju?

Ja, det är välkänd fysik att EM-fält utvecklas enl Maxwells ekvationer, med eller utan laddningar som källor, och det är välkänd fysik att laddningars rörelser i EM-fält styrs av Lorentzkraften. Men notera att EM-fält ju kan finnas ändå, även när man inte känner till dess ursprungliga källa. T ex ljus är EM-fält som kan spridas i vakuum. Ekvationerna talar om hur fält och partiklar ändras med tiden, givet något initialtillstånd för dessa, men detta initialtillstånd skulle ju kunna ha EM-fält från själva Big Bang. Sådant som måste spåras tillbaks till Big Bang (eller strax efter) brukar kallas för "primordial", vilket väl kan översättas till "ursprunglig". Detta gäller t ex fördelningen av de grundämnen (mest isotoper av väte och helium men även en gnutta litium) som skapades i den ursprungliga nukleosyntesen (som iofs är välförstådd med beräknade resultat som stämmer snuskigt bra med observationer), i motsats till alla tyngre grundämnen som t ex kol och syre och järn som har skapats i stjärnor, och t ex uran som har skapats i supernovor. Men bildades det även något ursprungligt EM-fält? Det forskas det iaf om, googla på "primordial magnetic field". Vad ÄR den ursprungliga källan till magnetfält i stjärnorna, mellan stjärnorna, och t o m mellan galaxerna?

Ang EM-fält i och omkring svarta hål, kan såna aldrig ha sina källor i ett svart hål -- relativt en utomstående observatör. Därför att ingenting korsar horisonten relativt en utomstående observatör, pga den extrema gravitationella tidsdilatationen på horisonten -- relativt en utomstående observatör. Relativt den utomstående observatören sitter alla laddningar som någonsin fallit in i det svarta hålet fast nära eller på horisonten. Relativ tid kan vara ett rätt ointiutivt begrepp öht, men nära horisonten blir det extremt. Hoppar du själv in i ett svart hål med laddningar och magneter, så kommer du visst se att de följer med genom horisonten, men relativt en yttre observatör fastnar ni på horisonten. Osynliga blir ni ändå, för den yttre observatören, pga en allt extremare rödförskjutning.

Nu har jag inte läst nån doktorandkurs om just någonting men har fått för mig, genom populärvetenskapliga tidskrifter, att den där hawkingstrålningen i princip kan få ett svart hål att avdunsta till ingenting. Är det helt fel? Hålet borde ju inte försvinna om det handlar om partiklar som reflekteras innan de fallit innanför horisonten.

Det är korrekt att Hawkingstrålning som förklarad, kan få svarta hål att avge energi och slutgiltigt alltså vara nere på så lite att de "dunstar", så att säga. Så säger teorin.

Det man ofta missar är att detta är en så extremt liten bortstrålning av energi från svarta hål (och dessutom saknas konsensus att det funkar så - 2 virtuella partiklar skapas *exakt* på händelsehorisonten och den med 'negativ energi' är alltid den som faller ner igen?) att man med viss rätt kan ifrågasätta detta.

Men om man ignorerar detta, och detaljer, så är den postulerade utstrålningen så extremt liten, att du kan får vänta uppemåt 10^100 år för vissa svarta hål att på detta vis avdunsta. Vilket är märkligt, med tanke på vad dom är, men det är vad Hawking-genren säger. Detta förutsätter alltså att ingenting - inte ens ljus - under tiden faller NER och 'laddar' detta svarta hål, så inget som gäller för vårt universum heller.

Detta är extrema teorier kring universums död - inget annat.

Hawkingstrålning finns nog (det är rätt svårt att verifiera experimentellt därför att den är så svag, men det finns goda teoretiska argument, argument som också funkar i andra sammanhang där deras resultat KAN kontrolleras).

Men denna har ingenting att göra med jetstrålar från svarta hål. Som sagt, dessa jets kommer från infallande materia som pga av bl a elektromagnetiska effekter, förstärkta av relativistiska effekter, slungas ut igen innan det korsar det svarta hålets horisont. Notera att detta bara händer med en del av den infallade materian.

Ett sätt att tänka på detta är utifrån hur små svarta hål är i förhållande till sin massa. Ett svart hål med t ex 10 gånger solens massa skulle ha en Schwarzschildradie på bara 30 km! Föreställ dig nu att denna lilla sak, med sin extremt starka gravitation nära horisonten, ska glufsa i sig t ex hela vår sol -- med en radie på ca 700 tusen km, dvs drygt 20 tusen gånger större än det svarta hålet som ska sörpla i sig det. Det blir RIKTIGT trångt på vägen in, och därav extremt hett. Det är liksom inte särskilt konstigt om den "spiller ut" en stor del innan den får in det i "munnen" (dvs innanför händelsehorisonten).

Jodå, man räknar visst med att saker faller in. Hawkingstrålning är ett sorts termodynamiskt fenomen, och det svarta hålets horisont har både entropi och temperatur. Om det svarta hålet är varmare än sin omgivning så strålar det ut mer än det det strålar in, och vice versa om det istället är kallare. Och just nu är svarta hål kallare än universums bakgrundsstrålning, så för tillfället är inga svarta hål som krymper. Men detta ändras med tiden pga universums expansion vilket kyler ner universum. T ex har umiversum nu en temperatur på ca 2.7K, men när den kosmiska bakgrundsstrålningen släpptes lös (innan dess var universum i kompakt dimma), var temperaturen ca tusen gånger högre. I en avlägsen framtid kommer den att vara mycket lägre och då kommer det alltmer bara stråla ut energi. Ju större svarta hål, desto längre tid överlever de, men om typ 10¹⁰⁰ år borde även de största ha strålat bort.

Allt det ovanstående handlar då alltså om effekter från Hawkingsstrålning vs universums bakgrundsstrålning och har inget att göra med jets eller infallande materia. Men även när det gäller infallande materia kommer ju det också att tunna ut allt mer.

---
Ang parbildningen vid horisonten är detta en populärvetenskaplig förklaring, och inte precis vad man tror faktiskt händer, så dra inte alltför stora växlar på den.

Så exakt vad är det man påstår sker? Självklart ett kvantmekaniskt fenomen, men drar man inte ut "temperatur" lite väl när man påstår att svarta hål har en utan att vidare förklara? Eller fastnar man i den logiska fällan allt allt med entropi måste ha en temperatur för det är allt vi vet? Att allting som tappar entropi gör det genom att det blir värme enbart för att det är lägsta formen av energi vi vet?

Lite of topic..
Men vad skulle hända om jorden hamnade i en jetstråle från ett svart hål, eller neutronstrjärna, låt säga på 10 ljusårs avstånd, skulle det vara katastrofalt? eller ofarligt?

Det förklaras visst, men på en hög teknisk nivå. Vill du verkligen veta måste du läsa och förstå de vetenskapliga artiklarna. Förklaringen med parbildning är inte helt Off för en allmän populärvetenskaplig förståelse (FB-medlemmen och fysikern Osmiumkaka tycker iofs att den är rätt missvisande -- (FB) Ingen logik i Hawkingstrålning), men helt otillräcklig för att verkligen kunna bidra till den vetenskapliga diskussionen.

Och vad menar du för sorts entropi som inte har med temperatur att göra??
TdS = dU + PdV ...
Men det kanske är mer "logiskt" att hoppa över de faktiska definitionerna?

Klantigt uttryckt av mig, men det är mitt mellannamn. Saker som ökar entropi sägs göra det genom att det blir värmeenergi men det måste ju änna vara att hoppa över andra steg, så att säga. En damm högt uppe som trillar ner i en lägre sjö ökar entropin - men är den direkt relaterad till värmeenergi?

En del av energin i svarta hål kunde ju t.ex tänkas evaporera genom att 2 av dom roterar kring varandra och skapar gravitationsvågor, kan det inte ses som entropi?

Eller pratar vi bara skapande av värme? Jag är, som du redan vet sedan länge, bara en ilsk lekman :P