Svarte hull skal ha skiltingsplater som materien faller ned i, og etter å ha krysset hendelseshorisonten, skal materien ikke lenger ha en måte å komme seg ut på. Kan noe påvirke denne rekkefølgen?
Når du har truffet begivenhetshorisonten på et svart hull, kan du ikke komme deg ut. Det er ingen slik hastighet som kan hjelpe deg med å komme deg ut derfra, selv lysets hastighet er ikke nok for dette. Men i henhold til generell relativitet, bøyer rom seg i nærvær av masse og energi, og sammenslåing av sorte hull er et av de mest ekstreme scenariene i naturen. Er det mulig å falle ned i et svart hull, krysse hendelseshorisonten og deretter flykte derfra mens denne horisonten er forvrengt som følge av en massiv fusjon? Dette spørsmålet kom fra leseren vår:
Ideen er selvfølgelig gal. Men er hun gal nok til å jobbe? La oss finne det ut.
Når levetiden til en massiv stjerne kommer til slutt, eller når tilstrekkelig massive rester av stjerner smelter sammen, kan resultatet bli en BH. Arrangementshorisonten vil være proporsjonal med dens masse, og rundt den vil det være en akkresjonsskive av materie som faller ned i den.
Vanligvis dannes en BH når kjernen til en massiv stjerne kollapser, som oppstår enten etter en supernovaeksplosjon, eller når nøytronstjerner smelter sammen, eller under direkte kollaps. Så vidt vi vet, består hver BH av materie som tidligere var en del av en stjerne, så en BH på mange måter er den endelige formen for stjernester. Noen BH-er vises isolert, mens andre er del av et binært system eller til og med et system med flere stjerner. Over tid kan BH-er ikke bare nærme seg i en spiral og fusjonere, men også absorbere annet stoff som faller inn i hendelseshorisonten.
Når det gjelder en Schwarzschild BH, vil det å falle i det føre til singularitet og mørke. Det spiller ingen rolle i hvilken retning du beveger deg, hvor mye du akselererer, og så videre - å krysse horisonten vil uunngåelig føre til et møte med enestående.
Salgsfremmende video:
Når noe krysser BH-hendelseshorisonten utenfra, er den saken dømt. På bare noen få sekunder vil den uunngåelig møte en singularitet i sentrum av BH: i tilfelle av en ikke-roterende BH vil det være et punkt, og i tilfelle av en roterende BH vil det være en ring. BH selv har ikke noe minne om hvilke partikler som falt i den, og hva deres kvantetilstand var. Fra informasjonssynspunktet er det bare den totale massen, ladningen og vinkelmomentet til BH som gjenstår.
I de siste øyeblikkene før fusjonen vil romtid rundt et par BH-er bli forvrengt, og saken vil fortsette å falle inn i begge BH-ene fra rommet som omgir dem. Det er ikke et eneste øyeblikk der det kan være en mulighet til å flykte fra innsiden av hendelseshorisonten til utsiden.
Så kan man forestille seg en situasjon når saken faller i en BH i de siste faser av sammenslåing, når en BH er klar til å slå seg sammen med en annen. Siden BH-er, i teorien, alltid skal ha skiltingsplater, og i det interstellare rommet er det alltid mater som flyr et sted, må partiklene stadig krysse hendelseshorisonten. Alt er klart her, og vi kan vurdere en partikkel som nettopp har kommet inn i hendelseshorisonten, i de siste øyeblikkene før fusjonen.
Kan hun stikke av? Kan hun "hoppe" fra en BH til en annen? La oss undersøke situasjonen med tanke på rom-tid.
Datasimulering av sammenslåingen av to sorte hull og tidsrommet forvrengt av dem. Gravitasjonsbølger slippes ut i overflod, men materien må ikke slippe unna.
Når to BH-er fusjonerer, oppstår selve fusjonen etter en lang periode med tilnærming i en spiral, der energi utstråles utover i form av gravitasjonsbølger. Det slippes ut helt til siste øyeblikk før fusjonen. Men på grunn av dette blir ikke hendelseshorisontene til begge BH-ene komprimert; denne energien vises på grunn av den stadig økende deformasjonen av rom-tid i området av massesenteret. Man kan forestille seg en lignende prosess der energien til planeten Merkur ville gå tapt - som et resultat ville planeten nærme seg Solen, men dette ville ikke endre egenskapene til Solen og Merkur.
Imidlertid på de aller siste øyeblikkene før sammenslåingen av BH, begynner begivenhetshorisontene å forvrenges på grunn av deres gravitasjonspåvirkning på hverandre. Heldigvis har de numeriske forskerne fra relativitetsteorien allerede beregnet nøyaktig hvordan denne fusjonen påvirker hendelseshorisontene, og dette er en utrolig informativ beregning.
Til tross for at opptil 5% av den totale massen av en BH før sammenslåing kan rømme utover i form av gravitasjonsbølger, kan det bemerkes at hendelseshorisonter aldri trekker seg sammen; det vises en forbindelse mellom dem, de er litt forvrengt og øker deretter volumet. Det siste punktet er viktig: hvis vi tar to BH-er med samme masse, vil hendelseshorisontene okkupere et visst volum. Hvis vi fletter dem sammen og lager en BH med dobbel masse, vil volumet som opptas av hendelseshorisonten være fire ganger større enn det totale volumet som hendelseshorisonten til to BHer okkuperte. Massen til BH er direkte proporsjonal med dens radius, og volumet er proporsjonalt med kuben til radien.
Vi har funnet mange BH-er, og for alle av dem er radiusen til hendelseshorisonten direkte proporsjonal med massen. Dobbelt massen - radien fordobles, overflaten av horisonten firedobler seg og volumet firedobler!
Det viser seg at selv om du holder en partikkel stasjonær inne i BH, og får den til å falle så sakte som mulig til singulariteten i sentrum, vil den fortsatt ikke kunne komme seg ut av hendelseshorisonten. Det totale volumet av den totale hendelseshorisonten øker, ikke avtar, og uavhengig av banen til en partikkel som krysser hendelseshorisonten, er den bestemt til å bli slukt for alltid av den kombinerte singulariteten til begge BH-ene.
I mange kollisjonsscenarier i astrofysikk er det en "utblåsning" når materie fra innsiden av et objekt kastes utover under en katastrofe. Men i tilfelle av BH-sammenslåing, forblir alt som var inni; det meste av det som var utenfor går inn; bare en liten del av det som var utenfor kan i prinsippet slippe unna. Hvis noe har falt inne, er det dømt, og ingenting vil endre det, uansett hva du kaster inn i BH - enda en BH!
