zwei schwarze Löcher, die sich innerhalb ihres Ereignishorizonts umkreisen

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Gibt es ein Argument gegen diese Situation: zwei schwarze Löcher, eines innerhalb des Ereignishorizonts des anderen, und das System ist stabil.

Es ist interessant für mich, denn wenn dies funktioniert, könnte der Ereignishorizont des Systems nicht die Form einer perfekten Kugel haben. (Der Ereignishorizont würde sich wahrscheinlich mit der Umlaufbahn bewegen)


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Keine Ahnung, aber Junge, das wäre interessant zu denken. Würde keine Assymetrie in der Größe der beiden Schwarzen Löcher dazu führen, dass das andere das kleinere verbraucht?
Geoffc
Eine sehr interessante Frage, aber sollte die Größe der Schwarzen Löcher nicht berücksichtigt werden?
Aneek

Antworten:

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Innerhalb des Ereignishorizonts ist ein seltsamer Ort. Innerhalb eines Schwarzen Lochs fließt die Raumzeit schneller als die Lichtgeschwindigkeit (gemessen von außerhalb des Schwarzen Lochs) in Richtung der Singularität. Der Effekt ist, dass alles innerhalb eines Schwarzen Lochs in einer endlichen (und normalerweise kurzen) Menge wird der Zeit enden bei der Singularität.

Es gibt Modelle zum Zusammenführen von Schwarzen Löchern, beispielsweise Videos von der NASA . Es erfordert Supercomputer, um Einsteins Gleichungen numerisch zu lösen.

Wie ich in einem Kommentar bemerkt habe, kann innerhalb des 1,5-fachen Radius des Ereignishorizonts keine stabile Umlaufbahn existieren. Die Umlaufgeschwindigkeit beträgt in dieser Entfernung c (1,5 Schwarzschild); Es wird auch die "Photonenkugel" genannt. Innerhalb dieses Radius sind alle Umlaufbahnen instabil. Und die Strahlung von Gravitationswellen bedeutet, dass zwei Schwarze Löcher, die sich gegenseitig umkreisen, Energie verlieren und somit ihre Umlaufbahnen zerfallen. Wenn sich die Schwarzen Löcher nähern, werden die Ereignishorizonte verzerrt und verschmelzen zu einer Tröpfchenform

James K.
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zwei schwarze Löcher, eines innerhalb des Ereignishorizonts des anderen

Die Prämisse ist falsch. So etwas kann es nicht geben. Was Sie und ich, externe Beobachter, als "Schwarzes Loch" verstehen, ist eigentlich das gesamte Volumen innerhalb des Ereignishorizonts. Es ist ein Stück Raumzeit, das kausal von dem Ort getrennt ist, an dem wir uns jetzt befinden.

Wenn zwei schwarze Löcher nahe genug beieinander liegen, wölben sich die Ereignishorizonte aufeinander zu. Wenn sie sich berühren und zu einem einzigen Ereignishorizont werden, hat der Fusionsprozess begonnen (manchmal wird dies als "Kollision" bezeichnet). Das einzig mögliche Ergebnis zu diesem Zeitpunkt ist, dass die beiden BHs verschmelzen und zu einem einzigen, größeren Schwarzen Loch werden.

In diesem Video finden Sie ein Beispiel:

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

(Hinweis: Die beiden roten Kugeln am Ende der Simulation haben keine physikalische Realität. Bitte ignorieren Sie sie.)

Florin Andrei
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Es ist ein technischer Punkt, aber Ihre Diskussion über "Ereignishorizonte" hier ist nicht präzise. Der Ereignishorizont ist eine globale Eigenschaft der Raumzeit. Sie können eine Folge von raumartigen Oberflächen auswählen (wie im Film beschrieben), bei der der Schnittpunkt des Ereignishorizonts auf diesen Schichten bei einer aufeinanderfolgenden Aufnahme zusammengeführt zu werden scheint. Dies ist jedoch nicht dasselbe.
Brick
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Der Ereignishorizont ist eine globale Eigenschaft der Raumzeit. In diesem Fall gibt es nur einen Ereignishorizont. Damit es "zwei" Schwarze Löcher gibt, meinen wir normalerweise, dass ihre scheinbaren Horizonte irgendwann getrennt sind und letztendlich verschmelzen.

Abgesehen von dieser Technik gibt es eine Menge Forschung, da Fusionen von Schwarzen Löchern eine wahrscheinliche Quelle für Gravitationsstrahlung sind, und es gibt weltweit mehrere Experimente, die versuchen, solche Strahlung direkt zu erfassen, einschließlich LIGO in den USA. Es werden auch mehrere weltraumgestützte Experimente vorgeschlagen, die derzeit jedoch nicht finanziert werden.

Ein Großteil der theoretischen Arbeit besteht darin, große numerische Simulationen auf Supercomputern zu verwenden, um wichtige Größen zu berechnen, einschließlich Ereignis- und scheinbarer Horizonte. Aufgrund der Emission von Gravitationsstrahlung werden die von Ihnen beschriebenen Schwarzen Löcher langsam spiralförmig und verschmelzen schließlich vollständig. (Die Gravitationsstrahlung führt Energie weg, so dass ihr Umlaufradius kleiner wird.) Schließlich setzen sie sich (asymptotisch) entweder in einer Kerr- oder einer Schwarzschild-Lösung ab.

Backstein
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Es ist ein unwahrscheinliches Szenario.

Der Ereignishorizont ist der Punkt, an dem die Umlaufgeschwindigkeit C (die Lichtgeschwindigkeit) überschreitet.

Materie ist nicht in der Lage, C innerhalb ihres Rahmens zu erreichen oder zu überschreiten. Daher ist eine stabile Umlaufbahn unplausibel, da sich das zweite Schwarze Loch schneller als C bewegen müsste. Somit ist die Umlaufbahn von Natur aus instabil und zerfällt.

Wir sollten in der Lage sein, eine Geschwindigkeitsverschiebung in den Umlaufbahnen von Objekten außerhalb des Ereignishorizonts in der Akkretionsscheibe zu erkennen, und der Ereignishorizont sollte ebenfalls eine Ausbuchtung aufweisen, die jedoch abhängig vom aktuellen Punkt in der Umlaufbahn mit zunehmender Größe unerkennbar klein werden kann Spiralen des Schwarzen Lochs kommen näher und näher.

Beachten Sie, dass ich nicht über alle Details des Frame-Ziehens und anderer Verrücktheiten im Zusammenhang mit Schwarzen Löchern informiert bin. Dies ist also nur eine Prüfung der Prinzipien erster Ordnung, daher eher unplausibel als unmöglich.

Aramis
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Die Umlaufgeschwindigkeit beträgt c bei 1,5 Schwarzschild, die als "Photonenkugel" bezeichnet wird. Innerhalb dieses Radius sind alle Umlaufbahnen instabil.
James K
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Diese Antwort ist sehr falsch und es wird viel spekuliert. Die Wissenschaft der BH-Fusion ist gut verstanden - kein Grund zur Spekulation.
Florin Andrei
@FlorinAndrei Und der Vorfahr eines Großteils denkt jetzt, dass es größtenteils falsch ist ... Hawking hat seine Ansichten geändert.
Aramis