Jaki jest rozmiar materialnej części czarnej dziury? Czy jest ona nieskończenie mała, jako że jest to materia, która zapadła się sama w sobie?

https://www.youtube.com/watch?v=QgNDao7m41M

To co jest prezentowane na tym filmie to wielkość horyzontu zdarzeń czy samej czarnej dziury?

Jaka jest prawda Ci nie powiem, bo nie wiem, ale na filmiku jest pokazany horyzont i rozmiar samej dziury, wiec masa trzech słońc zciśnięta do rozmiaru Manhatanu.

Ciężkie pytanie.
Tak naprawdę to nie wiadomo, ponieważ teorie są różne.
Fizykiem nie jestem więc nie bierz za pewnik tego co piszę, ale wg klasycznej teorii w środku czarnej dziury jest osobliwość a ta sama w sobie jest punktem o nieskończonej gęstości w którym jest ściśnięta cała masa a od jej ilości uzależniona jest wielkość (promień?) horyzontu zdarzeń.

Rzuć też okiem na:
https://kopalniawiedzy.pl/Stephen-Hawking-czarna-dziura-horyzont-zdarzen-osobliwosc,19587

Przypuszczam (z dużą dozą pewności), że działa w tym wypadku podobna (lecz odwrócona) zasada; dzięki której gwiazdy nie są jedynie gigantycznymi eksplozjami termojądrowymi.
Otóż gwałtowna i odbywająca się na ogromną skalę synteza termojądrowa wewnątrz gwiazd na "chłopski rozum" powinna je rozerwać. Dlaczego tak się nie dzieje? Otóż istnieje przeciwstawna siła, która utrzymuje tę reakcję w ryzach; jest to ogromna siła ciążenia gwiazdy. W pewnych zakresach czasowych (do czasu wypalenia się wodoru) obie te siły się równoważą i z tej właśnie przyczyny nasze Słońce w miarę stabilnie już przez kilka miliardów lat oświetla Ziemię.
W wypadku czarnych dziur, zasadę tę trzeba odwrócić. Czarna dziura dąży do zapadnięcia, lecz grawitacja reszty otaczających ją obiektów (galaktyk, czy też w pewnym stopniu reszty wszechświata [ponieważ jak wiemy, grawitacja maleje z kwadratem odległości oddziaływania te będą słabsze]) nie dopuszcza do tego.

Tu rodzi się kolejne bardzo trudne pytanie: jaka siła spowodowała, że w trakcie Wielkiego Wybuchu cała materia otaczającego nas wszechświata - więc również wszystkie czarne dziury - ściśnięta do niewyobrażalnie małych rozmiarów, miast zapaść się w nicość, nagle eksplodowała i zaczęła się od siebie oddalać z ogromną prędkością? Zastanówcie się nad tym pytaniem, warto.

Odpowiedź na ostatnie zdanie " tu rodzi (..)" znajduję się w jednym z filmów Zagadki Wszechświata z morganem freemanem.
Jedną z nowych teorii naukowych jest to, że nasz Wszechświat nie jest pierwszym wszechświatem, tylko którymś z kolei. Każdy z "poprzednich" Wszechświatów "umierał" powodując wybuch z którego wydostawała się jakaś cześć energii powodując Wielki Wybuch. Dając w ten sposób "życie" nowemu wszechświatowi. Aby dokładniej to zrozumieć odsyłam do filmu.

:tynf całkiem możliwe, że cała ta energia nie mogąc się już bardziej zapaść, zaczyna działać z przeciwnym zwrotem i mamy big bang.

W sumie napotyka się na ten temat sprzeczne informacje.
Krauss w "Fizyce podróży międzygwiezdnych" (a przedmowę do tej książki napisał sam Hawking, więc coś ona znaczy) napisał, że gęstość czarnej dziury jest tym mniejsza, im większa jest jej masa. I dodał, że gęstość czarnej dziury o masie wszechświata byłaby porównywalna właśnie z jego gęstością, a więc niewykluczone, że żyjemy wewnątrz czarnej dziury (!).
Choć nie wiem, czy nie napisał tego, aby zabrzmieć sensacyjnie. Wikipedia bowiem stwierdza coś podobnego, ale precyzując, że chodzi tu o gęstość średnią. Ta sama wikipedia informuje, że w czarnej dziurze występuje osobliwość, czyli punkt o nieskończonej gęstości materii. I ma to sens, bo promień Scwarzschilda jest wprost proporcjonalny do masy, natomiast objętość jest proporcjonalna do trzeciej potęgi promienia (a więc i trzeciej potęgi masy), stąd gęstość (masa/objętość) jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu masy. Przy czym znowu należy tu zaznaczyć, że chodzi o średnią gęstość wszystkiego wewnątrz horyzontu zdarzeń, a więc nie wyklucza to istnienia jednego punktu, w którym skupiona jest cała materia dziury, podczas gdy reszta jest pusta.
Jeśli więc dobrze wszystko rozumiem: Słońce skurczone do rozmiarów małego miasteczka, samoczynnie pod wpływem własnej grawitacji będzie zapadać się jeszcze bardziej, aż do pojedynczego punktu. Natomiast jednocześnie horyzont zdarzeń powstałej tak czarnej dziury będzie miał rozmiar właśnie wspomnianego miasteczka.

Cóż, dla mnie prostego człowieka pojęcie nieskończoności jest straszliwie niewygodne. Być może jest ono ciekawe jako pewnego rodzaju kuriozum, jako czysta w swej formie idea. Choć pojmuję samą ideę tego pojęcia, to moim zdaniem nijak ma się ona do otaczającego nas wszechświata. Sądzę, że problem tkwi w tym, że aparat matematyczny został spontanicznie przeniesiony do fizyki; nie przyjmując jednocześnie samemu realiów fizyki. Moim zdaniem przy obecnym stanie wiedzy matematyka powinna się wyrzec chęci przebywania w światach idei i połączyć się z fizyką w jedną dziedzinę. Być może wtedy wszystko stało by się bardziej zrozumiałe.
Ot takie wieloletnie przemyślenia wioskowego głupka.

Mi się wydaje, że w centrum czarnej dziury nie może być osobliwości - punktu o nieskończonej gęstości. Jest to wygodny twór matematyczny, pozwalający modelować wiele zjawisk, ale raczej nie może istnieć w rzeczywistości (a przynajmniej nie w czarnej dziurze).

Gdyby istniał w środku czarnej dziury, to w procesie jego formowania powstawałyby gwiazdy, których paliwem do fuzji termojądrowej byłyby coraz cięższe pierwiastki. I byłyby one stabilne, aż do momentu wyczerpania układu okresowego (o ile to jest możliwe).

Z tego co wiem, nie ma stabilnych obiektów spalających np. hel, a już na pewno nie lit.

Czynnikiem, który hamuje ciągłe zapadanie się czarnej dziury, są prawdopodobnie, oddziaływania między cząsteczkami, które budują jądra atomowe. Jakieś kwarki, czy jak to się tam zwie, nie dadzą się bardziej ścisnąć, bo wymagana do tego siła, jest tak duża, że nie starczyło by materii we wszechświecie aby ją wytworzyć poprzez grawitację.

A może i by starczyło, ale żadnej czarnej dziurze nie udało się jej tyle zgromadzić

No i dochodzi jeszcze fakt, że jeżeli czarna dziura nie ma czego wchłaniać to traci swoją masę w postaci promieniowania. Jest to bardzo powolne, ale raczej nie sprzyja nieskończonej gęstości.

"Teoria względności opisując zapadanie się czarnej dziury przewiduje, że cała materia tworząca taki obiekt skupia się w końcu w centralnym punkcie — tzw. osobliwości — osiągając nieskończone gęstości. Nie wiemy co to fizycznie oznacza i co tak właściwie w tej „osobliwości” się dzieje. Nieskończona gęstość nie ma przecież fizycznego sensu."
prof. Jerzy Sikorski
źródło:https://web.archive.org/web/20110429191056/https://postepy.camk.edu.pl/jks-antropic.html

:Trias
Nie wiem jak to dokładnie jest z teorią względności w tym temacie (nie otwiera mi się twój link).
Zapewne przewiduje osobliwość, nawet w bardzo elegancki sposób, jednak to jest model matematyczny, w którym można sobie pozwolić na takie twory.

Brak fizycznego sensu dużo psuje
No, ale fizyczny sens może się znaleźć w przyszłości.

Jednak z tego co wiem, nieskończona gęstość przeczy innemu założeniu.

Chodzi mi o odległość/długość Plancka. Ponoć nic nie może być bliżej czegoś innego niż ta wartość. Jeżeli tak jest, to nieskończona gęstość nie może istnieć.

Dodam jeszcze, że mogę się bardzo mylić. Do fizyka mi daleko. To co wiem, to poziom popularnonaukowy.

:daro256
Tu się kolego mylisz, bo gwiazdy (i to jeszcze w ciągu głównym) z łatwością spalają hel zamieniając go w lit, duże gwiazdy natomiast potrafią dojść aż do żelaza (dopiero po zamianie wszystkiego w żelazo następuje wybuch)



Natomiast wracając do oryginalnego pytania: warto wspomnieć o moście Einsteina-Rosena, który to sugeruje że osobliwość w środku czarnej dziury jest zarazem przejściem (wormholem) do innego miejsca w (być może innym) wszechświecie, jednakże objętość osobliwośći (według obecnych danych) jest zerowa (co istotnie przeczy fizyce kwantowej) tylko dla statycznej (nie wirującej), nie posiadajacej ładunku elektrycznego czarnej dziury. Jeśli osobliwość posiada ładunek i/lub wiruje wtedy może posiadać fizyczne rozmary.

No to widzę, że na moje pytanie najprawdopodobniej nie ma jednoznacznej odpowiedzi

Co to kwestii nieskończonej gęstości i tego czy to jest możliwe czy nie, to z tego co mi wiadomo ogólnie przyjmuje się, że ze względu na niezwykle ekstremalne warunki w czarnej dziurze prawa fizyki nie obowiązują.
Podobnie dziwnym zjawiskiem jest czas, który w pewnym momencie zatrzymuje się względem osoby obserwującej obiekt wpadający do czarnej dziury.

Moim zdaniem to wszystko może wynikać z niedoskonałości teorii fizycznych jakimi dysponujemy. Tak jak teoria względności uzupełniła niedoskonałości teorii newtonowskiej, tak i tu może potrzeba pewnej aktualizacji.

:kamigkh
Takie tematy są o tyle ciekawe, że można tu toczyć jedynie rozważania myślowe. Prawdziwej "czarnej dziury" nikt nigdy nie będzie miał możliwości zbadać. Możemy sobie jedynie w miłym towarzystwie porozmawiać o tym stosując dostępną w tej chwili wiedzę teoretyczną. A nuż nasze rozmowy podsuną jakiemuś naukowcowi jakiś pomysł.

taki troche offtop.
"ze względu na niezwykle ekstremalne warunki w czarnej dziurze prawa fizyki nie obowiązują."

nie ma miejsca we wszechswiecie gdzie prawa fizyki nie obowiazuja. w samej czrnej dziurze jesli juz to obowiazuja prawa ktorych jeszcze nie poznalismy.

podobnie bylo z mechanika newtonowska. wydawalo sie wszystkim, ze dokladnie opisuje zjawiska nas otaczajace. problem pojawil sie przy duzych predkosciach (zblizonych do predkosci swiatla). mamy zatem teraz mechanike relatywistyczna oraz jej szczegolny przypadek dla malych predkosci czyli mechanike newtonowska. oczywiscie dochodzi jeszcze do tego mechanika kwantowa .

@kombinator_83
przeczytaj ostatni akapit, właśnie o tym napisałem

a ja sie czepilem fragmentu "to z tego co mi wiadomo ogólnie przyjmuje się, że ze względu na niezwykle ekstremalne warunki w czarnej dziurze prawa fizyki nie obowiązują. "

moze zrobiles skrot myslowy, ale nieladnie to wyglada . tak samo jak niektorzy mowia, ze zlamiemy jakies prawa fizyki, otoz nie zlamiemy zadnych praw fizyki. odkryjemy co najwyzej nowe i uaktualnimy stare.

problem samych czarnych dziur jest dla nas raczej nie do rozwiazania. madrzejsi od nas sie nad tym zastanawiaja i maja rozne wnioski