Gibt es eine maximale Größe für ein Schwarzes Loch?

Soweit ich weiß, strahlen Schwarze Löcher Hawking-Strahlung und wahrscheinlich Schwerkraftwellen aus , was im Laufe der Zeit dazu führt, dass sie an Masse verlieren und nach fast unvorstellbarer Zeit schließlich verdunsten. Ich habe auch gelesen, dass Schwarze Löcher nach einem bestimmten Punkt Schwierigkeiten haben, an Größe zu gewinnen, weil die Gravitationskräfte, die in der Akkreditierungsscheibe eines Schwarzen Lochs wirken, möglicherweise fallende Materie auswerfen, bevor sie absorbiert werden kann.

Obwohl ich weiß, dass Schwarze Löcher ziemlich massiv werden können, frage ich mich, ob Schwarze Löcher eine maximal mögliche Größe haben, bei der sie sofort beginnen, zusätzliche Masse abzustrahlen, die dazu hinzugefügt wird. Oder kann sich ein Schwarzes Loch effektiv für immer ausdehnen, solange das Materieangebot größer ist als die Auswirkungen von Strahlung und Auswurf?

Gibt es effektiv eine Größenbeschränkung für Schwarze Löcher?

$M^{-2}$$M^3$

$\dot{M}_{\rm max}\propto M$

Wenn die Akkretion an der Eddington-Grenze voranschreitet, wächst die Masse des Schwarzen Lochs exponentiell mit der Zeit und mit einer charakteristischen Verdopplungszeitskala von etwa 50 Millionen Jahren (unabhängig von der ursprünglichen Masse - einige mathematische Details finden Sie auf dieser Seite der Physik-SE ).

$10^{80}$

$10^{10}$$10^{12}$

Die Zukunft ist Spekulation. Wenn sich die kosmische Expansionsrate weiter beschleunigt, werden Fusionen von Galaxien immer seltener und die Möglichkeiten für ein weiteres Wachstum von Schwarzen Löchern werden begrenzt sein.

Gibt es eine maximale Größe für ein Schwarzes Loch?

Nein.

Soweit ich weiß, strahlen schwarze Löcher Hawking-Strahlung aus

Das sagen die Leute, aber wir haben keine tatsächlichen Beweise für Hawking-Strahlung. Aber selbst wenn Hawking zu 100% korrekt war, wie Rob sagte, hat Hawking-Strahlung immer weniger Wirkung, je größer das Schwarze Loch wird.

und wahrscheinlich Schwerkraftwellen

Ein Schwarzes Loch allein wird keine ausstrahlen.

was im Laufe der Zeit dazu führt, dass sie an Masse verlieren und schließlich nach fast unergründlicher Zeit verdunsten.

Es gibt keine wissenschaftlichen Beweise dafür, dass ein Schwarzes Loch verschwinden wird. Es gibt jedoch wissenschaftliche Beweise dafür, dass es Schwarze Löcher gibt. Es gibt definitiv etwas sehr Kleines und sehr Massives im Zentrum unserer Galaxie :

Ich habe auch gelesen, dass Schwarze Löcher nach einem bestimmten Punkt Schwierigkeiten haben, an Größe zu gewinnen, weil Gravitationskräfte, die in einer Akkreditierungsscheibe für Schwarze Löcher wirken, möglicherweise fallende Materie auswerfen, bevor sie absorbiert werden kann.

Ja, schwarze Löcher werden als "Würger" bezeichnet, wenn sie versuchen, zu viel auf einmal zu essen. Siehe den Physikwelt-Artikel Supermassives Schwarzes Loch kämpft, um die Milchstraße zu schlucken . Es gibt noch andere Probleme mit Gammastrahlen-Burstern, was bedeutet, dass Schwarze Löcher unordentliche Esser sind, aber sie "essen" sozusagen immer noch.

Obwohl ich weiß, dass Schwarze Löcher ziemlich massiv werden können, frage ich mich, ob Schwarze Löcher eine maximal mögliche Größe haben, bei der sie sofort beginnen, zusätzliche Masse abzustrahlen, die dazu hinzugefügt wird. Oder kann sich ein Schwarzes Loch effektiv für immer ausdehnen, solange das Materieangebot größer ist als die Auswirkungen von Strahlung und Auswurf?

Es ist das letztere. Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs. Es ist so massiv, dass jegliche Hawking-Strahlung vernachlässigbar ist. Es hat keine Akkretionsscheibe, weil es alles gefressen oder weggeblasen hat. Was passiert als nächstes? Sie fallen hinein , damit das Schwarze Loch größer wird.

Gibt es effektiv eine Größenbeschränkung für Schwarze Löcher?

Wenn es das gäbe und das Schwarze Loch im obigen Szenario es erreicht hätte, würden Sie nicht hineinfallen.

Es gibt keine theoretische Maximalgröße, die der Größe des Universums nicht entspricht. Aber in der Natur gibt es keine Möglichkeit, dass sich ein so großes Schwarzes Loch bildet.

Interessanter sind vielleicht die BHs, die sich auf natürliche Weise gebildet haben. Die größten natürlichen BHs, die wir kennen, sind die supermassiven BHs in galaktischen Zentren. Es gibt eine sehr interessante Beziehung, die wir beobachtet haben: Die Masse der galaktischen BHs beträgt nie mehr als etwa 0,001 der Masse der zentralen Ausbuchtung ihrer Heimatgalaxie .

Wir verstehen - noch - nicht im Detail, warum dies so ist, aber es wird stark vermutet, dass eine galaktische Ausbuchtung und ihr zentrales BH gleichzeitig wachsen und auch aufhören, zusammen zu wachsen. Es wurden Modellierungsarbeiten durchgeführt, die dies plausibel machen, aber meines Wissens hat niemand eine völlig zufriedenstellende Theorie, die ihre Herkunft und ihr Wachstum erklärt.

Supermassive BHs verschmelzen manchmal nach dem Verschmelzen ihrer Wirtsgalaxien, obwohl in den meisten Fällen wahrscheinlich nicht genügend Zeit dafür vorhanden war. (Wir kennen Galaxien mit mehreren SMBHs.)

Zusammengenommen machen die größten in der Natur vorkommenden BHs ein paar Mal mehr als 0,001 der Masse der größten galaktischen Ausbuchtungen aus und entstehen, wenn mehrere besonders große Galaxien verschmelzen und ihre SMBHs schließlich auch verschmelzen.