hai lỗ đen quay quanh nhau trong chân trời sự kiện


11

Có bất kỳ tranh luận nào chống lại tình huống này: hai lỗ đen, một trong phạm vi sự kiện của bên kia và hệ thống ổn định.

Điều thú vị đối với tôi bởi vì nếu điều này hoạt động, chúng ta có thể có chân trời sự kiện của hệ thống không phải là hình cầu hoàn hảo. (Chân trời sự kiện có thể sẽ di chuyển theo quỹ đạo)


Không có manh mối, nhưng cậu bé đó sẽ rất thú vị khi nghĩ về. Sẽ không có bất kỳ sự đồng hóa nào về kích thước của hai lỗ đen khiến cái kia tiêu thụ cái nhỏ hơn?
geoffc

Một câu hỏi rất thú vị, nhưng không nên tính đến kích thước của các lỗ đen?
Aneek

Câu trả lời:


10

Bên trong chân trời sự kiện là một nơi kỳ lạ. Bên trong lỗ đen thời gian không gian đang chảy về phía điểm kỳ dị nhanh hơn tốc độ ánh sáng (được đo từ bên ngoài lỗ đen. Hiệu quả là bất kỳ thứ gì bên trong lỗ đen sẽ, trong một lượng hữu hạn (và thường là ngắn) của thời gian kết thúc ở điểm kỳ dị.

Các mô hình hợp nhất các lỗ đen tồn tại như video từ nasa . Nó đòi hỏi siêu máy tính để giải phương trình số của Einstein.

Như tôi đã lưu ý trong một nhận xét, không có quỹ đạo ổn định nào có thể tồn tại trong vòng 1,5 lần bán kính của chân trời sự kiện. Vận tốc quỹ đạo là c ở khoảng cách đó (1,5 Schwarzschild); nó cũng được gọi là "quả cầu photon". Trong bán kính đó, tất cả các quỹ đạo đều không ổn định. Và bức xạ của sóng hấp dẫn có nghĩa là khi hai lỗ đen quay quanh nhau, chúng sẽ mất năng lượng và do đó quỹ đạo của chúng sẽ phân rã. Khi các lỗ đen đến gần, các chân trời sự kiện bị biến dạng và hợp nhất thành một hình giọt nước


3

hai lỗ đen, một trong chân trời sự kiện của cái kia

Tiền đề là sai. Không thể có chuyện đó. Những gì bạn và tôi, các nhà quan sát bên ngoài, hiểu là một "lỗ đen" thực sự là toàn bộ khối lượng bên trong chân trời sự kiện. Nó là một đoạn không thời gian nhân quả bị ngắt kết nối từ nơi chúng ta đang ở.

Khi hai lỗ đen gần nhau, các chân trời sự kiện phình ra về phía nhau. Khi chúng chạm vào và trở thành một chân trời sự kiện duy nhất, quá trình sáp nhập đã bắt đầu có hiệu lực (đôi khi điều này được gọi là "va chạm"). Kết quả khả dĩ duy nhất tại thời điểm đó là hai BH sẽ hợp nhất và trở thành một lỗ đen lớn hơn, duy nhất.

Xem video này để biết ví dụ:

https://www.youtube.com/watch?v=p647WrQd684

(lưu ý: hai quả cầu đỏ ở cuối mô phỏng không có thực tế vật lý, vui lòng bỏ qua chúng)


Đó là một điểm kỹ thuật, nhưng cuộc thảo luận của bạn về "chân trời sự kiện" ở đây không chính xác. Chân trời sự kiện là một tài sản toàn cầu của không thời gian. Bạn có thể chọn một chuỗi các bề mặt giống nhau (như được thực hiện trong phim) trong đó giao điểm của chân trời sự kiện trên các lát cắt đó sẽ xuất hiện để hợp nhất khi được thực hiện theo trình tự, nhưng điều đó không giống nhau.
Gạch

1

Chân trời sự kiện là một tài sản toàn cầu của không thời gian. Chỉ có một chân trời sự kiện trong trường hợp này. Để có "hai" lỗ đen, chúng ta thường có nghĩa là các chân trời rõ ràng của chúng tách biệt nhau tại một thời điểm và cuối cùng là hợp nhất.

Về mặt kỹ thuật này, có rất nhiều nghiên cứu về vấn đề này là do các vụ sáp nhập lỗ đen có khả năng là nguồn bức xạ hấp dẫn và có nhiều thí nghiệm trên khắp thế giới đang cố gắng phát hiện trực tiếp bức xạ đó, bao gồm cả LIGO ở Mỹ. Ngoài ra còn có một số thí nghiệm dựa trên không gian được đề xuất nhưng hiện không được tài trợ.

Rất nhiều công việc lý thuyết trong việc này là sử dụng các mô phỏng số lớn trên các siêu máy tính để tính toán các đại lượng quan trọng, bao gồm các sự kiện và chân trời rõ ràng. Do sự phát xạ của bức xạ hấp dẫn, các lỗ đen mà bạn mô tả sẽ từ từ theo hình xoắn ốc và cuối cùng sẽ hợp nhất hoàn toàn. (Bức xạ hấp dẫn mang theo năng lượng, do đó bán kính quỹ đạo của chúng sẽ co lại.) Cuối cùng, chúng sẽ ổn định (không có triệu chứng) thành dung dịch Kerr hoặc Schwarzschild.


0

Đó là một kịch bản không thể xảy ra.

Đường chân trời sự kiện là điểm mà vận tốc quỹ đạo vượt quá C (tốc độ ánh sáng).

Vật chất không có khả năng bằng hoặc vượt quá C trong khung của nó. Do đó, một quỹ đạo ổn định là không thể tin được, vì lỗ đen thứ hai sẽ cần phải di chuyển nhanh hơn C. Do đó, quỹ đạo vốn không ổn định và bị phân rã.

Chúng ta sẽ có thể phát hiện sự dịch chuyển vận tốc trong quỹ đạo của các vật thể bên ngoài chân trời sự kiện trong đĩa bồi tụ và chân trời sự kiện cũng sẽ có một chỗ phình ra, nhưng tùy thuộc vào vị trí hiện tại trên quỹ đạo, nó có thể trở nên nhỏ không thể phát hiện được khi nhỏ hơn xoắn ốc lỗ đen ngày càng gần hơn.

Lưu ý rằng tôi không cập nhật tất cả các chi tiết về kéo khung và những điều kỳ lạ liên quan đến lỗ đen khác, vì vậy đây chỉ là lần kiểm tra thứ tự đầu tiên về các nguyên tắc, do đó không thể tin được hơn là không thể.


6
Vận tốc quỹ đạo là c tại 1,5 Schwarzschild, được gọi là "quả cầu photon". Trong bán kính đó, tất cả các quỹ đạo đều không ổn định.
James K

1
Có rất nhiều sai với câu trả lời này, và có rất nhiều suy đoán. Khoa học về sáp nhập BH được hiểu rõ - không cần suy đoán.
Florin Andrei

@FlorinAndrei Và người sáng lập ra phần lớn bây giờ nghĩ rằng điều đó gần như sai ... Hawking đã thay đổi quan điểm của mình.
aramis
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.