Итак, черные дыры действительно сливаются! За 1/5 секунды - Как?

Я прочитал много противоречивых ответов на этих форумах. Однако сегодня мы увидели потрясающее объявление о гравитационных волнах. Слились две черные дыры: http://www.slate.com/blogs/bad_astronomy/2016/02/11/gravitational_waves_finally_detected_at_ligo.html

Мало того, они слились БЫСТРО. За 1/5 секунды они вращаются вокруг друг друга 250 раз в секунду. Все мероприятие прошло быстрее биения сердца. Более того, мы наблюдали за происходящим как далекие посторонние. Итак, теперь мы можем точно сказать:

  1. Объекты, приближающиеся к горизонту событий, НЕ замедляются
  2. Черные дыры МОГУТ слиться за конечное (и быстрое) время
  3. И все это относительно системы отсчета далеко-далеко

Цитирую статью NYTimes:

Один из них был в 36 раз массивнее Солнца, другой — в 29. По мере приближения к концу со скоростью, равной половине скорости света, они вращались вокруг друг друга 250 раз в секунду.

А затем звон прекратился, когда две дыры слились в одну черную дыру, люк в космосе с массой, эквивалентной 62 солнцам. Все за пятую долю секунды по земному времени.

Однако все, что я до сих пор читал, позволяет мне поверить, что сторонний наблюдатель никогда не сможет измерить столкновение, происходящее за конечное время. Итак, что именно здесь происходит? Я, должно быть, прочитал по крайней мере 5 различных версий этого везде на этих форумах за последние несколько лет.

В конце сигнал очень быстро ослабевает. Он только асимптотически стремится к нулю, но LIGO имеет конечную чувствительность, примерно через секунду сигнал падает ниже уровня шума.
@CountIblis Значит, это означает, что мы еще не можем сделать заявление «Черные дыры слились»? С нашей точки зрения, они все еще кружат вокруг друг друга? Я предполагаю, что это также означает, что когда они говорят: «… две дыры слились в одну черную дыру», это неверно — верно?
Да, но, как объясняет Джон в своем ответе, это все еще «фактически верно». Вы можете сравнить это со многими другими вещами, например сказать, что ваше положение такое-то и такое-то и вы движетесь с такой-то и такой-то скоростью, хотя, строго говоря, вы не можете иметь определенную скорость и скорость одновременно. Или то, что фазовый переход не может произойти с конечным количеством вещества (если у вас конечное число молекул, то термодинамические функции будут аналитическими, у них не будет разрывных производных).

Ответы (3)

По-видимому, это связано с тем, что в системе координат внешнего наблюдателя ничто и никогда не может пересечь горизонт событий черной дыры .

Это совершенно верно, но если бы вы наблюдали, как объект падает на черную дыру звездной массы, он бы сместился в красное и стал бы невидимым за несколько микросекунд, и он выглядел бы для вас так, как будто он пересек горизонт. Точнее, какой бы чувствительной ни была ваша измерительная аппаратура, будет время, по истечении которого вы уже не сможете обнаружить, что объект не пересек горизонт, а для любой физически разумной аппаратуры это время чрезвычайно мало.

Тот же принцип применим и к сливающимся черным дырам. У нас есть два объекта, которые на самом деле не могут быть настоящими черными дырами, потому что мы знаем, что в любой конечной вселенной настоящие черные дыры существовать не могут . Однако экспериментально они неотличимы от настоящих черных дыр. Когда эти два объекта приближаются друг к другу, геометрия пространства-времени изменяется и приближается к геометрии одной вращающейся черной дыры — метрике Керра . Мы знаем, что геометрия никогда не сможет стать Керром, потому что это займет бесконечное время. Однако геометрия приближается к геометрии Керра так быстро, что уже через пятую долю секунды она экспериментально неотличима от геометрии Керра.

Слились ли черные дыры или нет, зависит от того, что именно вы подразумеваете под слиянием . Они, безусловно, больше не являются двумя отдельными объектами, и это происходит в течение короткого времени и является наблюдаемым. В этом смысле мне кажется разумным описать их как слившиеся. Если вы настаиваете на том, что слияние завершается только тогда, когда завершен переход к геометрии Керра, то это займет бесконечное время, поэтому они никогда не сольются.

tl;dr — в любом разумном значении термина « слияние» две черные дыры действительно сливаются за конечное и очень короткое время.

Спасибо за это! Я думаю, что это почти имеет смысл для меня сейчас :)
@BhagwadJalPark Если это поможет, когда мы проводим расчеты с рассеянным скоплением материи, а не с точкой материи, мы видим, что дальний наблюдатель видит, что по мере того, как скопление приближается к черной дыре, материя внутри скопления вызывает событие горизонт расширяться, что крепко «съедает» материю. Таким образом, поверхность черной дыры — это не просто смещенное в красную сторону изображение всего, что она поглотила, но вещество действительно «падает».
Имейте свой голос. Да прибудет с вами HNQ :)
Но сливаются ли сингулярности? Или они будут вечно вращаться вокруг друг друга в черной дыре?
Они никогда не сольются по-настоящему, но они настолько близки друг к другу, что уже невозможно измерить бесконечно малое расстояние, оставшееся между ними, с помощью инструментов, которые у нас есть или когда-либо будут.
@Jossi, нет никаких особенностей, потому что, как говорится в этом ответе, черная дыра не выходит. Перечитайте.

Точно так же, как фотоны не стареют, но все еще движутся, горизонты черных дыр не стареют, а движутся и, таким образом, могут сливаться с другими черными дырами.

Процесс формирования черной дыры, по мнению внешних наблюдателей, занимает бесконечное количество времени, но это не значит, что она должна оставаться в исходном положении. Застывший горизонт перемещается в пространстве и испускает гравитационное излучение, чтобы сообщить о своем новом положении окружающей среде. Ничто, кроме излучения Хокинга, не покидает внутреннюю часть черной дыры, включая гравитоны.

Вращение объекта вокруг черной дыры не замедляется (по частоте). На него не влияет замедление времени. Объект застревает на поверхности черной дыры, даже ускоряет ее вращение.

Итак, черные дыры действительно сливаются! За 1/5 секунды - Как?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v