Видео, связанное с этим ответом , показывает, как пространство-время будет искажено во время такого события. Без сомнения, такое событие было бы чрезвычайно сильным источником гравитационных волн. Но будет ли что-нибудь видно в электромагнитном спектре (при условии, что вокруг нет другой материи)? Стандартное вещество, падающее в черную дыру, сильно излучает, разрываясь приливными силами. Но что произойдет, если черная дыра будет «спагеттизирована» таким образом? Может быть, его горизонт событий как-то разорван? Или горизонты событий просто сольются? Будет ли излучаться какое-либо значительное излучение Хокинга?
Во-первых, видео, на которое ссылается вопрос, дополняет реальные данные художественной интерпретацией. Я уверен, что ОП и другие плакаты знают об этом, но я просто хотел убедиться, что не было недоразумений.
Я был частью исследовательской группы, которая создала данные, показанные в видео. Над созданием видео мы работали со специалистом по научной визуализации/художником. Он добавил фон из звезд.
Короткий ответ на вопрос заключается в том, что не будет никакого электромагнитного (ЭМ) излучения, кроме ЭМ-излучения, уже произведенного заряженным веществом, падающим в черные дыры.
Если оставить в стороне проблему объединения общей теории относительности и квантовой механики, горизонт событий имеет смысл только для изолированной черной дыры. Как правило, это черная дыра Шварцшильда (не вращающаяся) или Керра (вращающаяся), хотя она может быть и более экзотической. Изолированная означает, что черная дыра существует во Вселенной, лишенной всей другой материи и энергии. Другими словами, черная дыра, которая существует только на бумаге. В таком случае горизонт событий — это граница между путями света, которые никогда не удаляются от черной дыры, и теми, которые удаляются. Нахождение этой границы требует точного решения уравнений Эйнштейна, а у нас есть решения только для нескольких особых случаев, которые не включают астрофизические ( настоящие ) черные дыры.
Чтобы понять столкновение (или слияние) двух астрофизических черных дыр, мы либо находим приближенные решения, либо решаем уравнения численно на компьютерах ( симулируем ). В этом случае мы рассматриваем видимые горизонты . Это границы между световыми путями, которые удаляются от системы черных дыр, и теми, которые не удаляются. Точное определение этого требует выбора систем координат, что является довольно сложной темой, которая, вероятно, выходит за рамки интересов ОП. Тем не менее, кажущийся горизонт, вероятно, является тем, о чем спрашивает ОП. Это лучше всего соответствует интуитивному представлению о горизонте событий.
Я смоделировал слияние двух черных дыр, и в ходе моделирования видимые горизонты двух черных дыр соединились в новый видимый горизонт, который первоначально выглядел как скорлупа арахиса с двумя лепестками. Детали формации зависели от выбранных координат, поэтому нельзя рассматривать единую последовательность видимых горизонтов.
Видимые горизонты и горизонты событий не являются физическими границами. Это деления пространства-времени. Аналогией является расстояние, на котором реактивному истребителю уже не хватает топлива, чтобы вернуться к авианосцу, с которого он взлетел. В точке ничего не происходит, и смотреть не на что, но после того, как самолет преодолеет это расстояние, он не может вернуться к носителю. Таким образом, видимый горизонт слияния черных дыр — это решение проблемы разделения пространства-времени в соответствии с путями света, а не физическая поверхность.
Детали падения материи в две черные дыры были бы настолько сложны, что детали кажущегося горизонта до слияния и слившегося кажущегося горизонта после слияния были бы незначительными. Материя производит электромагнитное излучение только в том случае, если она заряжена, а заряд материи будет вызван высокоэнергетическими столкновениями частиц материи, когда они ускоряются по направлению к черным дырам. Это невероятно сложное явление.
Спагетификация происходит в видимых горизонтах черных дыр. Чтобы это произошло, должна быть достаточная разница в силе тяжести между самой близкой и самой дальней точками тела, падающего в черную дыру. К этому моменту свет, произведенный в этом процессе, не может покинуть черную дыру, поэтому мы не можем ее увидеть.
Наконец, хотя слияние черных дыр не вызовет дополнительного электромагнитного излучения, мы могли наблюдать электромагнитное излучение черных дыр по мере их слияния по спирали. Это похоже на наблюдения PSR B1913+16 , двойной нейтронной звезды, где одна из нейтронных звезд является пульсаром, излучающим электромагнитные волны. Эта система предоставляет доказательства, подтверждающие общую теорию относительности. Кроме того, мы могли видеть электромагнитное излучение черной дыры, образовавшейся в результате слияния, которое могло иметь сложные изменения по мере того, как черная дыра переходит в устойчивое состояние.
Не уверен насчет общего электромагнитного излучения от сталкивающихся сингулярностей, но на одну часть почти можно ответить: излучение Хокинга (HR). По мере приближения сингулярностей количество испускаемого излучения в определенных направлениях немного уменьшалось. HR, излучаемый Black Hole и 2 (S1 и S2), должен поглощаться другим. Если предположить, что S1 и S2 имеют значительно большую массу, количество HR, испускаемого после столкновения, также будет значительно уменьшено.
Все это предполагает (очень маловероятную) ситуацию, когда между S1 и S2 не задействовано никакого большого количества углового момента.
Теории о черных дырах с большими угловыми моментами сильно различаются, но есть много оснований полагать, что формирование пульсаров может происходить вокруг быстро вращающихся сингулярностей и может создавать горизонты событий интересной формы (посмотрите на работу Роя Керра). Некоторые предполагают, что это может привести к формированию «голых сингулярностей», после чего все ставки сняты. Это далеко за пределами того мира, на который мне удобно отвечать, но, надеюсь, у вас достаточно информации, чтобы немного больше почитать самостоятельно.
CuriousOne
Питер Шор