Hypothetische Frage, basierend auf meinem Verständnis, dass zwei sich überlappende Ereignishorizonte (Berührungen) sich nie wieder trennen können:
Stellen Sie sich vor, ein Schwarzes Loch mit einer Sonnenmasse von 1 Milliarde (der Ereignishorizont ist also massiv und sehr gravitationsschwach) bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 0,9 c durch den leeren, flachen intergalaktischen Raum. Stellen Sie sich nun ein identisches Schwarzes Loch mit 1 Milliarde Sonnenmassen vor, das sich bei 0,9 c bewegt, aber genau in die entgegengesetzte Richtung, sodass die beiden sich grob aufeinander zubewegen. Die Pfade der Schwarzen Löcher befinden sich nach Berücksichtigung aller Raum-Zeit-Verzerrungen nicht auf einer direkten Kollision, sondern die äußersten Ränder der Ereignishorizonte "kürzen" sich nur gegenseitig und überlappen sich normalerweise nur für einen Bruchteil einer Nanosekunde Diese beiden Körper bewegen sich mit unglaublich hohen Geschwindigkeiten und in entgegengesetzte Richtungen zueinander.
Also, habe ich erstens Recht, wenn sich zwei Ereignishorizonte überlappen, können sie sich nie "öffnen"?
Zweitens, was würde mit dieser unglaublichen Dynamik der Schwarzen Löcher geschehen? Wird es sofort in Gravitationsenergie umgewandelt? Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass Schwarze Löcher normalerweise verschmelzen, geschieht dies sehr langsam, da sich Schwarze Löcher über Millionen von Jahren langsam näher und näher kommen und dabei Gravitationsenergie abgeben, also nicht in einem Bruchteil einer Nanosekunde wie in diesem Fall.
Und drittens, wie würde das aussehen? Würden die Ereignishorizonte ziemlich kugelförmig bleiben und die ausgestrahlte Energie einfach nur verrückt sein, oder würden sie sich strecken und in eine Art langen, dünnen, elastischen Ereignishorizont verziehen, wenn sie aneinander vorbeischießen und sich dann mit der Zeit verlangsamen und aneinander reißen?
Antworten:
Sie haben bereits einige gute Antworten, aber ich werde nur versuchen, eine intuitivere Lösung dafür zu finden, warum sich die Ereignishorizonte nie wieder trennen, wenn sie sich überlappen:
Stellen Sie sich zunächst einen Staubfleck vor, der in das Innere eines Schwarzen Lochs gelangt . Ich glaube, wir sind uns einig, dass dieser Fleck dem Schwarzen Loch niemals entkommen kann, weil hinter dem Ereignishorizont nichts zurückkehren kann.
Stellen Sie sich nun denselben Staubfleck vor, aber innerhalb der überlappenden Teile des EH von zwei schwarzen Löchern, die sich gegenseitig passieren. Dieser Staubfleck entweicht niemals einem dieser beiden schwarzen Löcher, da er sich innerhalb des EH von beiden befindet. Wenn sich diese Schwarzen Löcher wieder trennen könnten, würde der zwischen ihnen gefangene Fleck offensichtlich mindestens einem der Schwarzen Löcher entkommen, nachdem er sich hinter seinem Ereignishorizont befunden hat.
Da dies nicht passieren kann, werden die beiden Schwarzen Löcher an dem Punkt vereint, an dem sich ihre Ereignishorizonte überlappen, unabhängig von ihrer Geschwindigkeit.
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Wenn sich die Ereignishorizonte jemals berühren und zu einer zusammenhängenden Oberfläche werden, ist ihr Schicksal besiegelt - die beiden schwarzen Löcher verschmelzen vollständig. Sie können sich nie wieder trennen, egal was passiert.
Es gibt verschiedene Erklärungsmöglichkeiten mit unterschiedlicher Strenge.
Eine intuitive Erklärung ist, dass die Fluchtgeschwindigkeit am Ereignishorizont der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Aber nichts kann sich so schnell bewegen wie Licht, nicht einmal ein schwarzes Loch. Damit sich die beiden Schwarzen Löcher trennen, müssten Teile des einen dem anderen "entkommen" oder sich schneller als Licht bewegen, was unmöglich ist.
BEARBEITEN : Eine weitere intuitive "Erklärung" (auch bekannt als viel Handwinken) - innerhalb des Ereignishorizonts führen alle Flugbahnen in die Mitte. Es gibt keinen Weg von irgendwo innerhalb des Horizonts nach außen. Egal in welche Richtung Sie abbiegen, Sie schauen in die Mitte. Egal wie Sie sich bewegen, Sie bewegen sich in Richtung Zentrum. Wenn die Ereignishorizonte verschmolzen wären, müssten sich Teile von ihnen "vom Zentrum weg" (oder von einem der Zentren weg) bewegen, damit sich die Schwarzen Löcher wieder aufteilen, was nicht möglich ist.
Alles oben Genannte ist ungefähr so "rigoros" wie das "Erklären" der allgemeinen Relativitätstheorie mit Stahlkugeln auf einer Gummiplatte. Es ist nur eine Metapher.
Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel von Stephen Hawking:
Schwarze Löcher in der Allgemeinen Relativitätstheorie
BEARBEITEN : Event-Horizonte "schneiden sich nicht einfach gegenseitig". Perfekt sphärische Ereignishorizonte sind eine theoretische Abstraktion (ein nicht rotierendes Schwarzes Loch in einem ansonsten leeren Universum). In Wirklichkeit wird alles in der Nähe eines BH den Ereignishorizont deformieren, der auf diese Masse "hinausreicht". Wenn es sich um eine kleine Masse handelt, ist der Effekt vernachlässigbar.
Aber wenn sich zwei Schwarze Löcher nähern, werden die EH eiförmig, als wollten sie sich berühren. Wenn sie nahe genug sind, wird sich irgendwann eine sehr schmale Brücke dazwischen bilden, und die EHs werden verschmelzen. In diesem Moment ist die vollständige Fusion beschlossen und wird mit absoluter Sicherheit fortgesetzt, bis sie abgeschlossen ist. Nichts kann es aufhalten.
Siehe diese Antwort:
Sind schwarze Löcher während der Fusion kugelförmig?
Das resultierende Schwarze Loch nach dem Zusammenschluss wird eine Menge Spin haben, wenn die Kollision nicht perfekt frontal ist. Was auch immer Energie nicht in Spin gestopft werden kann, wird wahrscheinlich als Gravitationswellen abgestrahlt (wie andere bereits in Kommentaren zu Ihrer Frage angedeutet haben).
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