Czy materia może opuścić horyzont zdarzeń podczas scalania czarnych dziur?

Jak tylko znajdziesz się w horyzont zdarzeń czarnej dziury, już nigdy go nie opuścisz. Nie ma prędkości, którą można było zdobyć, nawet prędkość światła, aby pozwoliła ci wyjść. Ale w ogólnej teorii względności przestrzeń zakrzywia się w obecności masy i energii, i połączenie czarnych dziur — jeden z najbardziej ekstremalnych scenariuszy takiego wykrzywienia. Czy istnieje jakiś sposób, aby dostać się w czarną dziurę, przekroczyć horyzont zdarzeń, a następnie opuścić go, gdy horyzont zdarzeń okaże się zakrzywione pod wpływem ogromnej korespondencji seryjnej?

Gdy łączą się dwie czarne dziury, czy materia znajdująca się w pobliżu horyzontu zdarzeń jednej czarnej dziury, uciec? Czy może oni wziąć i przenieść się do innego (bardziej masywnej czarnej dziurze)? Jak może wyjść poza granice obu horyzontów?

Ten pomysł z pewnością szalona. Ale czy ona jest szalona, aby zadziałać? Odpowiedz na to pytanie pomoże nam fizyk Ethan Зигель.

Kiedy wystarczająco masywna gwiazda przestaje istnieć, albo gdy dwa dość masywnych gwiazd stałych łączą się, może powstać czarna dziura z horyzontem zdarzeń, proporcjonalna do jej masy i dyskiem akrecji, w którym skręca otaczająca czarną dziurę materia

Czarna dziura, zazwyczaj powstaje w procesie rozpadu jądra masywnej gwiazdy, lub po wybuchu gwiazdy supernowej, albo scalenia gwiazdy neutronowe lub w trakcie bezpośredniego upadku. O ile nam wiadomo, każda czarna dziura powstaje z materii, która kiedykolwiek była częścią gwiazdy, więc w wielu aspektach czarne dziury są ostateczne szczątkami gwiazdek. Niektóre czarne dziury powstają w izolacji; inne stają się częścią systemu podwójnego. Z czasem czarne dziury mogą nie tylko do skrętu spirali i zlewać, ale i wchłaniania innych substancji, który wnika w horyzont zdarzeń.

W czarnej dziury Schwarzschilda spadek do środka prowadzi do osobliwości i ciemności. Niezależnie od tego, w jakim kierunku podróży, jak ускоряетесь i tak dalej, przekraczania horyzontu zdarzeń oznacza nieuniknione zderzenie z liczby pojedynczej

Kiedy coś przecina horyzont zdarzeń czarnej dziury na zewnątrz, ono skazane na zagładę. W ciągu kilku sekund obiekt osiągnie osobliwości w centrum czarnej dziury: punkty dla невращающейся czarnej dziury i pierścienia obrotowego. Sama czarna dziura nie pamięta, jakie cząstki spadły w niej lub jaki jest ich stan kwantowy. Zamiast tego wszystko, co pozostanie, z punktu widzenia informacji — to wspólna masa, ładunek i moment pędu czarnej dziury.

W ostatni etap poprzedzający fuzja, przestrzeń-czas, otaczający czarną dziurę, będzie naruszona, ponieważ materia będzie nadal spadać w obie czarne dziury z otoczenia. W żadnym wypadku nie powinniśmy myśleć, że coś będzie w stanie uciec od wewnątrz horyzontu zdarzeń

W Ten sposób, można sobie wyobrazić scenariusz, w którym substancja wpada w czarną dziurę podczas końcowych etapów korespondencji seryjnej, gdy jedna czarna dziura to połączy się z innym. Ponieważ czarne dziury zawsze muszą mieć twarde akrecji, a w międzygwiezdnego środowisku ciągle leci substancja, horyzont zdarzeń stale będą przemierzać cząstki. Tutaj wszystko jest proste, dlatego rozważmy cząstkę, która znalazła się w horyzont zdarzeń do ostatnich chwil korespondencji seryjnej.

Czy Może teoretycznie uciec? Czy może "przeskoczyć" z jednej czarnej dziury na inną? Spójrzmy na sytuację z punktu widzenia czasu i przestrzeni.

symulacje Komputerowe dwóch łączących się czarnych dziur i skrzywienia czasu i przestrzeni, przez nich spowodowanych. Chociaż grawitacyjne fale emitowane są stale, sama substancja nie może uciec

Gdy dwie czarne dziury łączą się, robią to po długim okresie zakręcania po spirali, w trakcie którego energia promieniuje w postaci fal grawitacyjnych. Do najbardziej ostatnich chwil przed połączeniem energia emitowane i odlatuje daleko. Ale to nie może prowadzić do tego, że horyzont zdarzeń lub nawet czarna dziura сжимались; zamiast tego energia pochodzi z czasu i przestrzeni w środku ciężkości, która odkształca się silniejsza. Z takim powodzeniem można by ukraść energię planety Merkury; stała by obracać się bliżej Słońca, ale jej właściwości (lub właściwości Słońca) w żaden sposób nie zmieniły się.

Jednak, gdy nadchodzą ostatnie chwile korespondencji seryjnej, horyzonty zdarzeń dwóch czarnych dziur zdeformowane grawitacyjnym obecnością siebie. Na szczęście, релятивисты już numerycznie obliczyć, jak fuzja wpływa na horyzonty zdarzeń, i to imponująco pouczające.

Mimo, że do 5% całkowitej masy czarnych dziur do korespondencji seryjnej może być odrzucający w postaci fal grawitacyjnych, horyzont zdarzeń nigdy nie maleje. Ważne jest to, że jeśli weźmiemy dwie czarne dziury równej masy, ich horyzonty zdarzeń będą trwać określoną ilość miejsca. Jeśli połączyć je z tworzeniem czarnej dziury zdwojoną masy, ilość miejsca zajmowane horyzontem, będzie cztery razy więcej pierwotnej objętości połączonych czarnych dziur. Masa czarnych dziur jest wprost proporcjonalna do ich promienia, ale ilość jest proporcjonalna do sześcianu promienia.

Chociaż odkryliśmy wiele czarnych dziur, promień każdego z horyzontu zdarzeń jest wprost proporcjonalna do masy dziury, i tak jest zawsze. Zwiększ masę, zwiększ promień, ale powierzchnia wzrośnie cztery razy, a objętość — w osiem

Okazuje się, że nawet jeśli będzie trzymać cząstkę w możliwie postoju wewnątrz czarnej dziury i będziemaksymalnie powoli spadać w kierunku osobliwości, nie ma sposobu, aby się wydostać. Całkowita ilość łączących horyzontu zdarzeń podczas scalania czarnych dziur wzrasta, i niezależnie od tego, jaka jest trajektoria cząstki, która przekracza horyzont zdarzeń, to jest skazane być którego zjednoczonej liczby pojedynczej obu czarnych dziur.

W wielu scenariuszach astrofizyki pojawiają się emisje, gdy materia z obiektu ucieka podczas kataklizmu. Ale w przypadku fuzji czarnych dziur wszystko, co jest w środku, pozostaje wewnątrz; duża część tego, co było na zewnątrz jest zasysane, i tylko niewiele z tego, co było na zewnątrz, może uciec. Pierwsze w czarną dziurę, jesteś skazany. I jeszcze jedna czarna dziura nie zmieni równowagę sił.