Чи є чорні діри сферичними під час злиття?


30

Я думав про чорні діри, зокрема протягом останніх моментів до двох злиття. Мені цікаво, чи чорні діри, або я здогадуюсь конкретніше про горизонти їх подій, завжди кулясті. Мені здається, що в моменти до двох злиття їх горизонти подій будуть розтягнуті, дещо схожі на те, як Місяць спричиняє припливи нашого океану. Я намалював (погану) схему того, як я думаю, що вони можуть виглядати. Зауважте, наскільки горизонти подій ближче до сингулярності з внутрішньої сторони, це тому, що гравітація кожної чорної діри знаходиться в опозиції. Кругозір події знаходиться далі від сингулярності на зовнішній стороні, оскільки сила тяжіння до кожної чорної діри додається. введіть тут опис зображення


Відповідна, якщо не точна дупа - це останній пункт в астрономії.stackexchange.com
questions/28610/…

10
Одна з проблем цього питання полягає в тому, що, за визначенням, чорна діра - це місце, де простір і час досить спотворені, і все зазвичай відбувається досить швидко. Тож просто запитати, яка форма горизонту події складається в конкретний момент, насправді не є чітко визначеним питанням. Визначення того, які події відбуваються одночасно, є дещо арбітражним процесом залежно від спостерігача, тоді як визначення "форми" значить потребує трохи диференціальної геометрії. Моделювання SXS ( black-holes.org ) робить спробу, і ви можете прочитати їх документи для отримання деталей.
Стів Лінтон

Відповіді:


45

Не потрібно здогадуватися. У цій галузі зроблено ґрунтовні дослідження. Навіть у Вікіпедії є якась інформація:

Коли дві чорні діри наближаються одна до одної, форма "каченя" виступає з кожного з двох горизонтів подій на інший. Це виступ подовжується довше і вужче, поки не зустрінеться з випинанням з іншої чорної діри. У цей момент часу горизонт події має дуже вузьку форму X у точці зустрічі. Виступи витягнуті тонкою ниткою. Місце зустрічі розширюється до приблизно циліндричного з'єднання, що називається мостом.

https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_black_hole#Shape

Існують дослідницькі роботи із зображеннями, що показують результати розрахунків форми горизонтів події під час злиття. Ось приклад:

введіть тут опис зображення

Зображення вище взято з цієї статті:

Про тороїдальні горизонти в двійкових вдишках чорної діри

Ми вивчаємо структуру горизонту подій для чисельного моделювання двох чорних дір, які починаються на квазікруглої орбіті, вдиху і, нарешті, зливаються. Ми виявляємо, що просторовий переріз об'єднаного горизонту подій має сферичну топологію (до межі нашої резолюції), незважаючи на сподівання, що загальні бінарні злиття чорної діри за відсутності симетрії повинні спричинити горизонт подій, який коротко має тороїдальний хрест розділ.


15
+1 Прекрасні фотографії. Я ціную, як осі ксиза в кутах абсолютно нічого не сприяють.

12
@ user28113 Координати мають сенс у контексті моделювання, описаного у статті. Це фактичні результати чисельного аналізу - не «враження художника» від явища.
Флорін Андрій

8
@WhitePrime Чорні діри в основному просто сильно спотворені простором часу. На особливості наша математика розгорається, тому безглуздо багато говорити про це. Горизонт подій - це межа, де речі багато в чому різняться, але це не лінія, намальована на піску, і не "твердий предмет". Це більше схоже на Екватор - ви знаєте, що він є, ви можете його виміряти і обчислити, але на землі немає білої лінії, яка говорить "Екватор". На форму горизонту події впливають обертання, інші масивні тіла поблизу тощо. Це було б сферичним для статичної ізольованої чорної діри.
Флорін Андрій

6
@WhitePrime Вони так, так. Але гумові кульки - не єдині речі, які можуть «помахуватися». Сам космічний час може коливатися. Частинки магнітної пастки можуть коливатися. Цілий всесвіт може коливатися, якщо умови потрібні. "Коливання" просто означає, що є сила, яка протистоїть деформації, і вона повертає систему до початкової точки, але вона перестарається і деформується в зворотному напрямку, а потім знову повертається і т.д. Багато справ можуть зробити це.
Флорін Андрій

5
Квадратні димові кільця коливаються. Що стосується межі, яку називають горизонтом подій, то це просто розмежування області простору, всередині якої ми, перебуваючи зовні, не можемо призначити "коли" будь-якій події, що відбувається зсередини. Тут відбувається щось, але нам потрібно буде почекати нескінченну кількість часу, щоб побачити це.
Draco18s

1

З питання Що можна дізнатись або відзначити у цьому відео LIGO Orrery? ми можемо дивитись відео LIGO Orrery (яке надихнуло вражаючого кеплера Кеплера Оррері IV ).

Тут я зробив невеликий, низькоякісний GIF із знімків екрана, відео набагато цікавіше.

Важко бути впевненим, що саме зображено, як згадується у цій відповіді, але, ймовірно, поверхні зображують щось, принаймні трохи схоже на горизонт події.

LIGO Orrery

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.