Другой вопрос об истинно сферических объектах в природе ( существуют ли в природе сферы? ) навел меня на мысль о лекции, на которой, насколько я помню, упоминалось, что наиболее совершенно сферическим объектом в природе является на самом деле (событие горизонт) черная дыра.
В комментариях к вышеупомянутому вопросу мне сообщили, что любые отклонения от сферической формы такого горизонта событий будут затухать в течение очень короткого времени, связанного с характерным масштабом времени системы. Поэтому мне было интересно, о каком именно порядке временных масштабов мы здесь говорим, я был бы признателен за некоторые уточнения по этому поводу.
И вот о чем я только что подумал: возможно ли в этом горизонте какое-то волновое (периодическое) явление, периодически искажающее сферическую форму?
На упомянутый вами вопрос один комментатор сказал: «Астрофизики были бы очень удивлены, обнаружив в природе невращающуюся черную дыру». И горизонт событий вращающейся черной дыры на самом деле не будет сферическим.
В любом случае, расслабление до сплюснутой формы может быть быстрым. Теперь это грязный бизнес. Для анализа слияния двух черных дыр использовались приближенные и численные методы. Это выше моего понимания, но рисунок 2 слияния бинарных черных дыр в Physics Today (2011) показывает, что время звонка вниз составляет примерно сто раз. . ( было характерным временем, упомянутым в комментариях к другому вопросу, так что это согласуется с тем, что там было сказано.)
Для черной дыры с массой Солнца характерное время составляет около 5 микросекунд. Масса сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики оценивается примерно в 4 миллиона масс Солнца, поэтому время составляет около 20 секунд. Так что время дозвона даже для этого монстра будет всего около 2000 секунд или, скажем, полчаса.
Тем не менее, это только моделирует, сколько времени требуется огромным искажениям, чтобы расслабиться до небольших искажений. Мне не ясно, что у малых искажений время релаксации такое же быстрое, как и у еще меньших искажений. Точнее, я не понимаю, почему распад будет экспоненциальным. Опять же, это выше моей головы. [Возможно, это должен быть другой вопрос.]
Вы также спросили, могут ли быть другие периодические возмущения горизонта. Технически нет, любое возмущение будет подвержено некоторому затуханию, потому что оно должно создавать гравитационное излучение . Если бы объект вращался вокруг черной дыры, например, это должно было бы исказить горизонт событий, когда он проходил над ней, в то время как его орбита распадалась бы из-за излучения. Но излучаемая мощность не линейно зависит от массы тела на орбите. Для очень небольших возмущений это может занять очень много времени, и у вас может быть почти периодический сценарий. (В пределе пробные частицы имеют стабильные орбиты и не вызывают искажения горизонта.)
Как бы вы ни обнаружили вращение черной дыры, ничего не ускользнет. Если эргосфера или сила черных дыр сжата, то центробежная / центростремительная сила сильнее, чем гравитация черных дыр!
Воутер