Sind schwarze Löcher während der Fusion kugelförmig?

Ich habe über Schwarze Löcher nachgedacht, insbesondere in den letzten Augenblicken vor dem Zusammenschluss. Ich frage mich, ob Schwarze Löcher oder genauer gesagt ihre Ereignishorizonte immer kugelförmig sind. Mir scheint, dass sich in den Augenblicken vor der Verschmelzung der beiden Ereignisse ihre jeweiligen Ereignishorizonte erweitern werden, ähnlich wie der Mond die Gezeiten unseres Ozeans verursacht. Ich habe ein (schlechtes) Diagramm gezeichnet, von dem ich denke, dass sie aussehen könnten. Beachten Sie, dass die Ereignishorizonte auf der Innenseite näher an der Singularität liegen. Dies liegt daran, dass die Schwerkraft von jedem Schwarzen Loch entgegengesetzt ist. Die Ereignishorizonte sind weiter von der Singularität auf der Außenseite entfernt, da sich die Schwerkraft jedes Schwarzen Lochs summiert.

black-hole gravity Ryan_L
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Relevant, wenn nicht ein exakter Betrug ist der letzte Punkt in astronomy.stackexchange.com/questions/28610/…

Steve Linton

Ein Problem bei dieser Frage ist, dass ein Schwarzes Loch per Definition ein Ort ist, an dem Raum und Zeit ziemlich verzerrt sind und die Dinge im Allgemeinen ziemlich schnell vor sich gehen. Die Frage, welche Form die Ereignishorizonte zu einem bestimmten Zeitpunkt haben, ist also nicht wirklich genau definiert. Das Festlegen, welche Ereignisse gleichzeitig stattfinden, ist je nach Betrachter ein etwas willkürlicher Vorgang, während das Festlegen von "Form" bedeutungsvoll einiges an Differentialgeometrie erfordert. Die SXS-Simulationen ( black-holes.org ) machen einen Versuch und Sie können ihre Papiere für die Details lesen.

Steve Linton

Sogar einzelne schwarze Löcher, die einen Drehimpuls ungleich Null haben (die sich "drehen"), haben nicht kugelförmige "Formen" .

StephenG

Antworten:

Keine Notwendigkeit zu raten. Auf diesem Gebiet wird gründlich geforscht. Sogar Wikipedia hat einige Infos:

Wenn sich zwei Schwarze Löcher nähern, ragt von jedem der beiden Ereignishorizonte eine 'Entenschnabel'-Form in Richtung des anderen hervor. Dieser Vorsprung erstreckt sich länger und schmaler, bis er auf den Vorsprung des anderen Schwarzen Lochs trifft. Zu diesem Zeitpunkt hat der Ereignishorizont am Treffpunkt eine sehr schmale X-Form. Die Vorsprünge sind zu einem dünnen Faden herausgezogen. Der Treffpunkt erweitert sich zu einer ungefähr zylindrischen Verbindung, die als Brücke bezeichnet wird.

https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_black_hole#Shape

Es gibt Forschungsarbeiten mit Bildern, die die Ergebnisse von Berechnungen der Form der Ereignishorizonte während der Fusion zeigen. Hier ist ein Beispiel:

Das obige Bild stammt aus diesem Papier:

Über toroidale Horizonte in binären Black Hole-Inspiralen

Wir untersuchen die Struktur des Ereignishorizonts für numerische Simulationen von zwei Schwarzen Löchern, die in einer quasikreisförmigen Umlaufbahn beginnen, inspirieren und schließlich verschmelzen. Wir stellen fest, dass der räumliche Querschnitt des zusammengeführten Ereignishorizonts eine kugelförmige Topologie aufweist (bis zur Grenze unserer Auflösung), obwohl erwartet wird, dass generische binäre Schwarzlochfusionen ohne Symmetrie zu einem Ereignishorizont führen, der kurzzeitig ein toroidales Kreuz aufweist Sektion.

Florin Andrei
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+1 Schöne Bilder. Ich schätze, wie die xyz-Achsen in den Ecken absolut nichts beitragen.

@ user28113 Die Koordinaten sind im Zusammenhang mit der im Artikel beschriebenen Simulation sinnvoll. Dies sind die tatsächlichen Ergebnisse der numerischen Analyse - keine "künstlerischen Eindrücke" des Phänomens.

Florin Andrei

@WhitePrime Schwarze Löcher sind im Grunde nur stark verzerrte Raumzeiten. In der Singularität geht unsere Mathematik in die Luft, daher ist es sinnlos, viel darüber zu reden. Der Ereignishorizont ist die Grenze, an der sich die Dinge in vielerlei Hinsicht unterscheiden - aber es ist weder eine Linie im Sand noch ein "festes Objekt". Es ist mehr wie der Äquator - Sie wissen, dass er da ist, Sie können ihn messen und berechnen, aber es gibt keine weiße Linie auf dem Boden, auf der "Äquator" steht. Die Form des Ereignishorizonts wird durch Rotation, andere massive Körper in der Nähe usw. beeinflusst. Für ein statisches, isoliertes Schwarzes Loch wäre es kugelförmig.

Florin Andrei

@WhitePrime Ja. Aber Gummibälle sind nicht die einzigen Dinge, die "wackeln" können. Die Raumzeit selbst kann wackeln. Partikel in einer Magnetfalle können wackeln. Ganze Universen könnten wackeln, wenn die Bedingungen stimmen. "Wackeln" bedeutet einfach, dass es eine Kraft gibt, die sich einer Verformung widersetzt und das System zum Anfangspunkt zurückbringt, aber es überschießt und verformt sich in die entgegengesetzte Richtung, und dann wird es wieder zurückgebracht usw. Viele Dinge können dies tun.

Florin Andrei

Quadratische Rauchringe wackeln. Die Grenze, die als Ereignishorizont bezeichnet wird, ist einfach die Abgrenzung eines Raumbereichs, in dem wir als Außenstehende keinem Ereignis, das im Inneren auftritt, ein "Wann" zuordnen können. Sachen passieren dort, aber wir müssten unendlich lange warten, um sie zu sehen.

Draco18s

Aus der Frage Was kann aus diesem LIGO Orrery-Video gelernt oder notiert werden? Wir können uns das Video LIGO Orrery (inspiriert von Kepler Orrery IV ) ansehen .

Ich habe hier ein kleines, qualitativ schlechtes GIF aus Screenshots gemacht, das Video ist viel interessanter.

Es war schwierig, genau zu wissen, was in dieser Antwort angegeben ist, aber es ist wahrscheinlich, dass die Oberflächen etwas darstellen, das zumindest einem Ereignishorizont ähnelt.

LIGO Orrery

uhoh
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