Existe um tamanho máximo para um buraco negro?

Até onde eu entendo, os buracos negros irradiam radiação Hawking e provavelmente ondas de gravidade , o que com o tempo os leva a perder massa e eventualmente evaporar após quantidades quase insondáveis ​​de tempo. Também li que os buracos negros acabam tendo dificuldade em ganhar tamanho depois de um certo ponto, porque as forças gravitacionais que trabalham no disco de acreditação de um buraco negro podem começar a ejetar matéria em queda antes que ela possa ser absorvida.

Embora eu saiba que os buracos negros podem se tornar bastante maciços, isso me leva a pensar se os buracos negros têm o tamanho máximo possível, onde começarão a irradiar imediatamente qualquer massa adicional adicionada a ele. Ou um buraco negro pode se expandir efetivamente para sempre, desde que o suprimento de matéria seja maior que os efeitos da radiação e da ejeção?

Existe efetivamente um limite de tamanho para os buracos negros?

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

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

Se a acumulação prosseguir no limite de Eddington, a massa do buraco negro aumenta exponencialmente com o tempo e com uma escala de tempo característica de duplicação de cerca de 50 milhões de anos (independente da massa original - consulte a página SE da Física para obter alguns detalhes matemáticos).

$10^{80}$

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

O futuro é especulação. Se a taxa de expansão cósmica continuar acelerando, as fusões de galáxias se tornarão cada vez mais incomuns e as oportunidades para o crescimento de buracos negros serão limitadas.

Existe um tamanho máximo para um buraco negro?

Não.

Tanto quanto eu entendo, buracos negros irradiam radiação Hawking

É o que as pessoas dizem, mas não temos evidências reais da radiação Hawking. No entanto, mesmo que Hawking estivesse 100% correto, como Rob disse, a radiação Hawking tem cada vez menos efeito à medida que o buraco negro se torna cada vez maior.

e provavelmente ondas de gravidade

Um buraco negro por si só não emitirá nenhum.

que com o tempo os leva a perder massa e eventualmente evaporar após quantidades quase insondáveis ​​de tempo.

Não há evidências científicas de que um buraco negro desapareça. No entanto, existem evidências científicas de que existem buracos negros. Definitivamente, há algo muito pequeno e muito maciço no centro da nossa galáxia :

Também li que os buracos negros acabam tendo dificuldade em ganhar tamanho após um certo ponto, porque as forças gravitacionais que trabalham em um disco de acreditação de buracos negros podem começar a ejetar matéria em queda antes que ela possa ser absorvida.

Sim, dizem que os buracos negros "sufocam" se tentarem comer muito de uma só vez. Veja o artigo physicsworld: Buracos negros supermassivos lutam para engolir a Via Láctea . Há outras questões relacionadas aos explosivos de raios gama, o que significa que os buracos negros são comedores bagunçados, mas eles ainda "comem", por assim dizer.

Embora eu saiba que os buracos negros podem se tornar bastante maciços, isso me leva a pensar se os buracos negros têm o tamanho máximo possível, onde começarão a irradiar imediatamente qualquer massa adicional adicionada a ele. Ou um buraco negro pode se expandir efetivamente para sempre, desde que o suprimento de matéria seja maior que os efeitos da radiação e da ejeção?

É o último. Imagine que você está perto de um buraco negro supermassivo. É tão grande que qualquer radiação Hawking é desprezível. Não possui disco de acreção porque comeu tudo ou o empolgou. O que acontece depois? Você cai. Então esse buraco negro fica maior.

Existe efetivamente um limite de tamanho para os buracos negros?

Não. Se houvesse, e o buraco negro no cenário acima chegasse, você não cairia.

Não há tamanho teórico máximo menor que o tamanho do universo. Mas não há como a natureza formar um buraco negro tão grande.

Mais interessantes, talvez, são os BHs que se formaram naturalmente. As maiores BHs naturais que conhecemos das BHs supermassivas nos centros galácticos. Observamos uma relação muito interessante: a massa de BHs galácticas nunca é superior a 0,001 da massa da protuberância central de sua galáxia .

Ainda não entendemos detalhadamente por que isso ocorre, mas suspeita-se fortemente que uma protuberância galáctica e sua BH central cresçam ao mesmo tempo e parem de crescer juntas também. Foi feito um trabalho de modelagem que torna isso plausível, mas até onde eu sei, ninguém tem uma teoria totalmente satisfatória que explique sua origem e crescimento.

As BHs supermassivas às vezes se fundem após a fusão das galáxias hospedeiras, embora na maioria dos casos provavelmente não tenha havido tempo suficiente para que isso aconteça. (Conhecemos galáxias com várias SMBHs.)

Juntando tudo isso, as maiores BHs encontradas na natureza terão algumas vezes mais que 0,001 da massa dos maiores protuberâncias galácticas e serão formadas quando várias galáxias especialmente grandes se fundirem e suas SMBHs também se fundirem.