Что происходит, когда сталкиваются две черные дыры?

Лев С. Штейн (Leo C. Stein)

Они сливаются в одну большую черную дыру. В настоящее время астрофизики считают, что это довольно обычное явление во Вселенной. Масса образовавшейся черной дыры не стабильна.

Насколько мы можем судить, сверхмассивные черные дыры находятся в центре многих галактик. Большинство наблюдений указывают на наличие одной черной дыры в галактике, и масса черной дыры взаимосвязана с массой галактики (почему эта корреляция существует до сих пор — открытый вопрос). Некоторые галактики имеют по два активных центра, и есть заявления о существовании более одной сверхмассивной черной дыры в центре галактики, но единого мнения на этот счет нет.

Галактики имеют иерархическую структуру формирования (образуются снизу вверх), таким образом, почти все не карликовые галактики образуются путем слияния. Это, а также тот факт, что в галактике наблюдается лишь по одной сверхмассивной черной дыре, приводит нас к мысли, что черные дыры также соединяются воедино при слиянии галактик. Вот почему астрофизики убеждены, что слияния черных дыр происходят довольно часто, хотя убедительные данные по поводу слияний еще не обнаружены.

Цифровая (Числовая) теория относительности (часть общей теории относительности, для описания динамических объектов: космологических моделей, критических
явлений, возмущенных черных дыр и нейтронных звезд, и слияния черных дыр и нейтронных звезд) с успехом пытается сымитировать слияние черных дыр на протяжении десятилетий с начала / середины 2000-х годов.

Когда две черные дыры находятся на одной орбите, орбита может распасться за счет гравитационного излучения, после чего черные дыры становятся ближе друг к другу. Когда они достаточно близки, орбита уже не стабильна и черные дыры сливаются. Это самый динамичный процесс, который мы знаем по общей теории относительности.

 

Легкая черная дыра должна вращаться вокруг массивной черной дыры примерно так же, как Земля вращается вокруг Солнца

 

 

Слияние включает в себя образование «видимого горизонта» (В общей теории относительности, видимый горизонт представляет собой поверхность, которая является границей между световыми лучами, которые направлены наружу и движутся наружу, и тех, что направлены наружу, а движутся во внутрь), а также настоящего «горизонта событий», общих для двух черных дыр. В результате черная дыра меняет форму до тех пор, пока не придет в конечное состояние (представьте себе странные формы вибрирующего мыльного пузыря, пока он не станет сферическим).

Энергия, угловой момент и импульс уносятся излучением гравитационных волн, из-за этого масса полученной черной дыры нестабильна. Из-за того, что угловой момент тоже уносится, окончательный спин черной дыры также не стабилен. И, наконец, черная дыра может получить ускоряющий «удар» порядка 1000 км/с из-за импульса (гравитационно-волновая ракета*). Столь высокая скорость весьма проблематична, поскольку в ранней Вселенной гравитационный потенциал гало галактик был гораздо меньше, при этом удар может превысить вторую космическую скорость для галактики, и поэтому мы и не наблюдаем сверхмассивные черные дыры в каждой галактике. Естественно, исследование этих парадоксов – широкая область для изучения.

В итоге одна черная дыра, где было две.

Перевод: Кот А.
Источник: Quora.

Специально для «Астрономия».

____________

* Гравитационно-волновые ракеты относятся, пожалуй, к самым интересным эффектам среди вызываемых достаточно мощным гравитационным излучением. Суть его заключается в том, что такое излучение, испускаемое при слиянии двух массивных и компактных космических объектов, может приводить к существенному разгону получающегося в результате слияния тела.



Читайте также:

    Ничего не найдено


Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Instagram