Можно ли разделить одну большую черную дыру на несколько меньших черных дыр?

Нет, черные дыры неразделимы с научной точки зрения. Никакая энергия не может их разделить.

Черные дыры могут со временем «испаряться», но этот процесс больше похож на смерть, чем на рождение. Если это божество сможет напрямую манипулировать тканью пространства-времени, тогда расщепление станет возможным. Но если вы хотите объяснить это, вам придется создать свою собственную физику.

Ответ Александра полностью правильный; нет способа разделить одну черную дыру на более мелкие. Я думаю, однако, что, возможно, стоит объяснить , почему это так, особенно потому, что есть две независимые линии рассуждений, которые приводят к одному и тому же заключению. Если вы хотите расщепить черную дыру в своей вселенной, оказывается, вам придется отбросить и термодинамику, и геометрию.

Термодинамический аргумент

Черные дыры обладают энтропией, которая довольно четко связана с их площадями:

$$S=\frac{k_BA}{4\mathcal{l}_p^2}$$ где$k_B$постоянная Больцмана и$\mathcal{l}_p$это планковская длина. Теперь второй закон термодинамики говорит нам, что энтропия изолированной системы не может уменьшаться, и оказывается, что мы можем сгенерировать неравенства , говорящие нам, что если бы черная дыра разделилась на две меньшие черные дыры и сохранила бы все нужные величины (например, масса, заряд, угловой момент), энтропия системы уменьшится. Следовательно, такое событие нарушило бы второй закон термодинамики, а значит, невозможно.

Геометрический/релятивистский аргумент

На самом деле есть совершенно независимый аргумент, приписываемый Хокингу, основанный исключительно на геометрии, относительности и причинности. Более тонкие моменты мне непонятны, но все сводится к идее, что расщепление черной дыры приведет к тому, что две нулевые геодезические начнутся в конечной точке контакта между двумя черными дырами, что оказывается невозможным.

---

Затем у нас есть два независимых аргумента в пользу того, почему вы не можете разделить черную дыру. Любой создатель мира, заинтересованный в том, чтобы обойти их, должен избавиться как от термодинамики, так и от геометрии (и, в более широком смысле, от теории относительности) и все же суметь создать самосогласованную вселенную, в которой даже могут существовать черные дыры. Игнорирование одного или нескольких законов сохранения могло бы решить термодинамическое возражение, но тогда мы просто ведем себя глупо и решаем только половину проблемы.

Ответ HDE 226868 полностью правильный. Но что, если мы возьмем две черные дыры в процессе слияния и добавим третью черную дыру?

Первые два будут чуть ниже точки невозврата друг друга, но все равно будут вращаться вокруг друг друга. Зрители со стороны просто увидели бы черную дыру удлиненной формы, очень быстро вращающуюся, используя косвенные методы, такие как лазерное сканирование.

Теперь третья черная дыра тех же пропорций, что и две другие вместе, пролетает со скоростью, близкой к скорости света (скажем, все три встречаются в центре большой группы черных дыр и движутся к этой группе с ускорением в течение миллионы лет, с некоторыми «удачливыми» гравитационными выстрелами других черных дыр несколько раз).

Третья черная дыра пролетает рядом с двумя другими черными дырами, и их горизонты событий слегка перекрываются.

Это было бы немного похоже на то, как неостановимый поезд врезается в нерушимую стену, так что математика немного выше моего понимания. Но я думаю, что мы могли бы не только получить эффект гравитационной рогатки, достаточно сильный, чтобы разделить две ранее соединенные черные дыры, но и создать совершенно новую четвертую черную дыру, где три черные дыры перекрываются, с весом, который три первоначальные черные дыры потеряны при столкновении (вероятно, лишь малая часть из трех тел — достаточно мала, чтобы превратиться в нейтронную звезду или взорвавшееся облако протонов). Энтропия продолжала бы нормально увеличиваться, поскольку все черные дыры теперь будут двигаться очень медленно (с хорошими шансами в конечном итоге слиться).

Хотя вы не можете разделить черную дыру в обычном смысле, я бы не стал полностью исключать это из-за излучения Хокинга. Чем меньше дыра, тем горячее она излучает, но это потому, что улетает больше виртуальных частиц.

Что произойдет, если вы сконструируете ручную машину, которая вытянет все эти виртуальные частицы из черной дыры? Мне кажется, что вы можете увеличить скорость испарения настолько, насколько у вас есть энергия для его питания. Вытягивание этих частиц, конечно, будет невероятно энергозатратным, но что, если машина питается от того, что сбрасывает их в другую черную дыру? Я бы не стал исключать возможность существования машины, которая фактически высасывала массу из одной черной дыры и перебрасывала ее в другую очень близко.