Маленькая черная дыра асимптотически приближается к горизонту событий большой черной дыры. Будет ли оно как бы застывшим там, или оно как бы сливается?

На этом сайте в настоящее время описаны два сценария:

  1. две черные дыры сливаются за конечное время

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

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

  2. все, что падает на горизонт событий черной дыры, будет казаться там замороженным

    Действительно, ничто не может уйти под горизонт. Вещество, близкое к горизонту событий, действительно перемещается наружу по мере увеличения радиуса черной дыры. Более того, при любых деформациях черной дыры, таких как волны на ее поверхности, приливные деформации или изменение скорости вращения, все объекты, находящиеся достаточно близко к горизонту, остаются «прилепленными» к ней и следуют за всеми изменениями формы черной дыры.

    Как может что-то попасть в черную дыру, если смотреть со стороны?

Таким образом, в первом говорится, что две черные дыры сольются за конечное время с точки зрения стороннего наблюдателя (на самом деле мы были свидетелями слияния черных дыр и исходящих от них гравитационных волн ), а во втором говорится, что все, что приближается к горизонт останется прилипшим к нему (будто там застыл).

Сейчас я не могу решить это, потому что если маленькая черная дыра приближается к большей черной дыре, то они должны как бы сливаться за конечное время, но маленькая черная дыра должна казаться застывшей на горизонте событий большей. Эти два сценария не могут происходить одновременно. Мы должны либо увидеть слияние дыр и создание общего горизонта за конечное время, либо мы должны увидеть, как маленькая черная дыра застынет на горизонте событий большей. Я понимаю, что черные дыры черные, но у них есть фотонные сферы и аккреционные диски, поэтому слияние или замороженное состояние должны быть четко различимы.

Какой из них мы будем наблюдать? Слияние или меньшая черная дыра, застывшая на горизонте событий большей?

Маленькая черная дыра асимптотически приближается к горизонту событий большой черной дыры. Будет ли оно как бы застывшим там, или оно как бы сливается?

Ответы (3)

Это две разные ситуации.

Когда обычный объект падает в черную дыру, черная дыра искривляет пространство-время. Предполагается, что объект не искривляет пространство-время. Типичное решение дается метрикой Шварцшильда. В этом решении, с точки зрения удаленного наблюдателя, объекту требуется бесконечное время, чтобы достичь горизонта событий.

Когда туда попадает маленькая черная дыра, оба объекта искривляют пространство-время. Маленькая черная дыра не собирается произвольно приближаться к большому горизонту событий, не нарушая его. Метрика между черными дырами плохо описывается метрикой Шварцшильда. Они сольются.

Спасибо большое! «Черная дыра искривляет пространство-время. Типичное решение дается метрикой Шварцшильда. Объект - нет». Вы имеете в виду, что объект очень мало искривляет пространство-время (относительно)? Я считаю, что все, что связано с кривыми энергии-напряжения, искривляет пространство-время.
@ ÁrpádSzendrei Я думаю, что объект здесь относится к тестовой частице, которая, как предполагается, не искривляет пространство-время.
@ ÁrpádSzendrei Да, слишком мало, чтобы что-то изменить. Хороший ответ +1
Это не правильно отвечает на вопрос. Смысловой разницы между пробной частицей и массивным объектом в этой ситуации нет. Оба словно замирают на горизонте.
При этом не учитывается красное смещение и последующий отказ приближения геометрической оптики для объекта, падающего за горизонт. На самом деле удаленный наблюдатель не увидит, как «объект застыл на горизонте», он увидит, как объект быстро исчезает и исчезает из поля зрения за доли секунды (такая же временная шкала, как и слияние).
@mmeent И все же, если падающая частица упруго сталкивается с тяжелым объектом, на мгновение зависшим над горизонтом, частица вернется даже через более длительное время, а маленькая черная дыра - нет.
@safesphere, если вы найдете способ отразить черную дыру от чего-то, она полностью вернется
@JohnDvorak Не будет, потому что горизонты сливаются за секунды координатного времени. Когда обычный объект падает, он никогда не пересекает горизонт в наших координатах, поэтому концептуально он всегда может вернуться. Черная дыра быстро «пересекает» (сливается) горизонт другой черной дыры, поэтому вернуться в нее в принципе не может.

Вы не должны понимать «застывшее на горизонте» в том смысле, что вытянутое тело будет казаться застывшим, как только его передний конец достигнет горизонта, и сохранит свою форму. Скорее, кажется, что передняя часть замирает по мере приближения к горизонту, а задняя часть также кажется замирающей по мере приближения к горизонту, так что объект в конечном итоге кажется сплющенным относительно горизонта (Лоренц сжался, если хотите; это довольно подходящее выражение). аналогия, поскольку объект также кажется смещенным в красную сторону, как если бы он быстро удалялся). При этом горизонт событий расширяется на величину, соответствующую массе падающего объекта. Это начинается как выпуклость в месте падающего объекта, но также быстро сглаживается.

Когда сливаются две черные дыры, происходит практически то же самое. Если бы меньшая дыра светилась достаточно ярко, чтобы ее можно было увидеть, вы бы увидели ее блин на горизонте и красное смещение до невидимости, как обычный объект того же размера и температуры. Горизонт событий меньшей дыры становится выпуклостью на горизонте комбинированной дыры, которая затем сглаживается.

Большое спасибо! Причина, по которой я спрашиваю, заключается в том, что есть предложенные анимации слияния двух дыр, где два горизонта событий деформируются и соединяются. Но вы говорите, если я правильно понимаю, что меньшая дыра просто сгладится и станет невидимой?
« Если бы меньшая дыра светилась достаточно ярко, чтобы ее можно было увидеть, вы бы увидели ее блинчиком на горизонте и красным смещением до невидимости, подобно обычному объекту того же размера и температуры». — Это неверно. Маленькая черная дыра уже имеет бесконечное красное смещение, поэтому тот факт, что она приближается к большой черной дыре, не влияет на красное смещение. Кроме того, маленькая черная дыра не будет сплющена. Численная гравитация показывает обратное — горизонты обеих черных дыр расширяются и выпячиваются навстречу друг другу, пока они не объединятся, как два мыльных пузыря: youtube.com/watch?v=Y1M-AbWIlVQ
@ ÁrpádSzendrei Моделирование правильное и эквивалентно тому, что я сказал в ответе. Я добавил немного больше об этом.

Я хотел бы добавить еще один ответ, который подходит к этому по-другому. Я не совсем уверен в этом ответе. Если у кого-то есть исправления, я хотел бы услышать об этом.

Предположим, что две черные дыры приближаются друг к другу и застывают на месте, но не сливаются, как описано в ответе Натаниэля на вопрос «Как что-то может попасть в черную дыру, если смотреть со стороны?» .

Это не сферически-симметричное распределение материи. Мы должны увидеть асимметричное гравитационное поле. Если пара вращается, мы должны видеть, что гравитационные волны продолжают излучаться. Мы должны увидеть осцилляции в положениях фоновых звезд. Мы должны увидеть интересные эффекты в любом аккреционном диске.

Маленькая черная дыра асимптотически приближается к горизонту событий большой черной дыры. Будет ли оно как бы застывшим там, или оно как бы сливается?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v