Können auf diese Weise supermassereiche Schwarze Löcher „Schurken“ gemacht werden?

Könnten sich zwei Galaxien (eine große und eine kleine) mit einer Geschwindigkeit schneiden, damit das kleinere Schwarze Loch entweichen kann, aber nicht die Galaxie um es herum?

Können auf diese Weise supermassereiche Schwarze Löcher „Schurken“ gemacht werden?

Ich denke nicht, dass sie auf diese Weise "gemacht" wurden, aber ich denke ja, dass sie auf diese Weise "zum Schurken gemacht" werden können.

Könnten sich zwei Galaxien (eine große und eine kleine) mit einer Geschwindigkeit schneiden, damit das kleinere Schwarze Loch entkommen kann, aber nicht die Galaxie um es herum?

Ich denke, die Antwort lautet ja, aber nicht aus den von Peter und Mark beschriebenen Standardgründen. Ich sage das, weil ich gerne denke, dass ich weiß, wie die Schwerkraft funktioniert, siehe diesen Aufsatz. Das liegt daran, dass ich die digitalen Einstein-Papiere gelesen habe. Siehe den zweiten Absatz hier , in dem Einstein sagte, "die Krümmung von Lichtstrahlen kann nur auftreten, wenn die Lichtgeschwindigkeit räumlich variabel ist" . Ein Gravitationsfeld ist ein Ort, an dem die heutige "Koordinaten" -Lichtgeschwindigkeit variiert, und aufgrund dieser Lichtkurven.

Der Mechanismus ist im Wesentlichen eine Brechung, daher dieses Papier: Inhomogenes Vakuum: Eine alternative Interpretation der gekrümmten Raumzeit . Wir nennen es nicht umsonst Gravitationslinsen. Das Licht "dreht" sich wie ein Auto, wenn es am Straßenrand auf Schlamm trifft. Weitere Informationen finden Sie in Professor Ned Wrights Artikel " Ablenkung und Verzögerung des Lichts" . Er sagt nicht, dass das Licht abgelenkt wird, weil die Raumzeit gekrümmt ist. Stattdessen sagt er Folgendes: „In einem sehr realen Sinne ist die Verzögerung, die das Licht durch ein massives Objekt erfährt, für die Ablenkung des Lichts verantwortlich. Die folgende Abbildung zeigt ein Strahlenbündel die Sonne in verschiedenen Abständen“vorbei :

^{Bild von Ned Wright}

Wenn Sie dies mit dem Elektronenspin und der Wellennatur der Materie kombinieren, können Sie erkennen, warum ein Elektron herunterfällt. Sie können es dann allgemein auf Materie anwenden. Wenn Sie jedoch versuchen, es auf Schwarze Löcher anzuwenden, funktioniert es einfach nicht. Ein Schwarzes Loch ist ein Ort, an dem die "Koordinaten" -Lichtgeschwindigkeit Null ist , und es ist kein dynamischer "Spinor". Sie haben also keinen Mechanismus mehr, durch den ein Schwarzes Loch herunterfällt.

Dies deutet darauf hin, dass bei Ihrer galaktischen Kollision das kleinere Schwarze Loch wie eine Kugel durch den Nebel direkt durch die größere Galaxie segeln würde. Ob dies richtig ist, kann ich nicht sicher sein, da die innere Konstitution eines Schwarzen Lochs eine offene Frage bleibt. Aber meiner Meinung nach ist es ein Denkanstoß.

Bearbeiten: Ich habe gerade diese Antwort bemerkt , in der Rob Jeffries sagte, "die Umlaufgeschwindigkeit der Schwarzlochkomponenten kurz vor der Fusion ist größer als die Hälfte der Lichtgeschwindigkeit" . Das Problem dabei ist, dass ein Gravitationsfeld ein Ort ist, an dem "die Lichtgeschwindigkeit räumlich variabel ist" . Wir haben harte wissenschaftliche Beweise dafür, dass optische Uhren langsamer werden, wenn sie niedriger sind. Wir sehen Photonen als bläulich verschoben, weil wir und unsere Uhren langsamer werden, wenn wir uns auf einem niedrigeren Gravitationspotential befinden. Alles in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie schafft einige Probleme für die zeitgenössische Physik des Schwarzen Lochs.

Ich nehme an, Sie fragen nach zentralen supermassiven Schwarzen Löchern (SMBHs, eines pro Galaxie), nicht nach Schwarzen Löchern mit Sternmasse.

Die Antwort lautet ja, aber was tatsächlich passiert, ist, dass die beiden SMBHs zuerst zusammengeführt werden müssen, und dann kann das resultierende kombinierte SMBH manchmal aus der kombinierten (zusammengeführten) Galaxie ausgeworfen werden.

[Bearbeitet, um hinzuzufügen: Da Sie die Frage mit einer Reihe von Diagrammen aktualisiert haben, sollte ich ausdrücklich darauf hinweisen, dass das in den Diagrammen vorgeschlagene Szenario - Sterne in kleineren Galaxien verschmelzen zu großen Galaxien, SMBH bleibt jedoch nahezu unberührt - dies nicht ist physikalisch möglich. Die meisten Sterne von der kleineren Galaxie nicht in der Mitte der großen Galaxie am Ende, aber wegen der dynamischen Reibung , die SMBH wird .]

Diese Pressemitteilung der NASA aus dem Jahr 2017 beschreibt die Entdeckung eines Quasars, der offenbar aus einer kürzlich zusammengeschlossenen Galaxie ausgestoßen wurde. Ich werde ihre Beschreibung des vorgeschlagenen Mechanismus zitieren (diese Möglichkeit wurde durch theoretische Studien vorgeschlagen, die mindestens zehn oder fünfzehn Jahre zurückreichen):

Nach ihrer Theorie verschmelzen zwei Galaxien und ihre Schwarzen Löcher setzen sich im Zentrum der neu gebildeten elliptischen Galaxie ab. Während die schwarzen Löcher umeinander wirbeln, werden Gravitationswellen wie Wasser aus einem Rasensprinkler herausgeschleudert. Die kräftigen Objekte rücken mit der Zeit näher zusammen, während sie die Gravitationsenergie ausstrahlen. Wenn die beiden Schwarzen Löcher nicht die gleiche Masse und Rotationsrate haben, senden sie Gravitationswellen entlang einer Richtung stärker aus. Wenn die beiden Schwarzen Löcher kollidieren, erzeugen sie keine Gravitationswellen mehr. Das neu verschmolzene Schwarze Loch schreckt dann in die entgegengesetzte Richtung der stärksten Gravitationswellen zurück und schießt wie eine Rakete ab.

Da die meisten massiven Galaxien - einschließlich jener, die in der Vergangenheit größere Fusionen durchlaufen haben - ein SMBH in ihrem Zentrum haben, ist der Gravitationsrückstoß normalerweise nicht stark genug, um das SMBH auszuwerfen. Stattdessen verliert das SMBH durch dynamische Reibung Energie an die Sterne im inneren Teil der verschmolzenen Galaxie und setzt sich wieder im Zentrum ab. Aber es scheint, dass es manchmal genug Kick gibt, um der SMBH die Flucht zu ermöglichen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass, wenn zwei Galaxien verschmelzen und ihre SMBHs eine Binärdatei bilden und dann eine andere Galaxie (mit ihrem eigenen SMBH) verschmilzt, bevor die vorherigen zwei SMBHs tatsächlich verschmolzen sind, Sie eine Drei-Körper-Interaktion zwischen dem SMBH mit später Ankunft haben können und das binäre SMBH, was dazu führen könnte, dass eines der SMBHs ausgeworfen wird. Dies erfordert jedoch das richtige Timing und kommt wahrscheinlich nicht sehr oft vor.

Ja, und tatsächlich hat ein Mechanismus wie dieser wahrscheinlich eine große Anzahl von BHs in den intergalaktischen Raum geworfen.

Schwarze Löcher neigen dazu, sich zum Zentrum von Galaxien hin niederzulassen (ein Effekt der dynamischen Reibung). Wenn sie sich niederlassen, "kühlen" sie sich durch Verdunstung ab. Das Chaos der BHs, die den Schwerpunkt umkreisen, interagiert alle, besonders wenn sich zwei von ihnen eng nähern. Abhängig von der Geometrie des Beinaheunfalls kann ein BH auf Kosten des anderen Energie gewinnen. Einer schwingt in eine größere Umlaufbahn und der andere in eine kleinere Umlaufbahn.

Manchmal ist die größere Umlaufbahn hyperbolisch und das BH wird direkt aus der Galaxie geworfen. Dies entfernt die Orbitalenergie aus der Ansammlung von BHs und das Ganze schrumpft ein wenig und Begegnungen werden etwas häufiger. Am Ende werden viele der ursprünglichen BHs in den intergalaktischen Raum geworfen.

Wie viele? Niemand weiß es noch. Wir haben gute Beweise für ein einzelnes sehr großes BH (> 10 ⁶ Sonnenmassen) im Zentrum der Milchstraße, aber die jüngsten Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich möglicherweise bis zu 10.000 kleinere BHs (jeweils ~ 10 Sonnenmassen) in der Umlaufbahn befinden .

Wenn letzteres richtig ist, können viele BHs durch den intergalaktischen Raum wandern!