두 개의 블랙홀 이벤트 수평선이 겹치면 (터치) 다시 분리 할 수 ​​있습니까?


53

겹치는 (터치) 두 이벤트 지평이 다시 분리 될 수 없다는 내 이해에 근거한 가상의 질문 :

10 억 개의 태양 질량 블랙홀 (이벤트 지평이 거대하고 매우 중력이 약한)이 빈 평평한 은하 간 공간을 통해 0.9c의 속도로 이동한다고 상상해보십시오. 이제 0.9c로 이동하지만 정확히 반대 방향으로 이동하는 동일한 10 억 태양 질량 블랙홀을 상상해보십시오. 블랙홀의 경로는 일단 모든 시공간 왜곡이 고려되면 직접 충돌하지는 않지만 이벤트 수평선의 가장 바깥 쪽 가장자리는 서로 '클리핑'됩니다. 이 두 몸은 엄청나게 빠른 속도로 서로 반대 방향으로 움직입니다.

먼저, 두 사건의 지평선이 겹치면 결코 '언랩'할 수 없다고 생각하는 것이 옳습니까?

둘째, 서로의 블랙홀의 놀라운 운동량은 어떻게 될까요? 그냥 중력 에너지로 즉시 전환됩니까? 블랙홀이 정상적으로 합쳐지면 블랙홀이 수백만 년에 걸쳐 점점 더 가깝고 가까이 움직일 때 발생하는 중력 에너지를 방출하므로 매우 느리게 발생하므로이 경우와 같이 1 분의 1 초도 걸리지 않습니다.

셋째, 이것은 어떻게 생겼습니까? 사건 지평이 상당히 구형으로 유지되고 방사 에너지가 미쳤을까요? 아니면 서로를 쏘고 나서 시간이 지남에 따라 느려져서 다시 스냅 할 때 일종의 길고 얇은 탄성 사건 지평으로 뻗어나 갈까요?


1
FWIW, 그들이 정확히 서로를 향하고 있다면 상대 속도는 180c / 181, 약 .9945c입니다. vttoth.com/CMS/physics-notes/311-hawking-radiation-calculator 에 따르면 EH 반경은 약 9853 광초 입니다. 그리고 그것들은 상대 각도 운동량이 크다는 것을 잊지 마십시오.
오후 2시

5
더 나아가서 양념을 더 넓히려면 Kerr의 한계에서 서로 반대 방향으로 이미 회전하고 있기 때문에 각도 모멘텀 보존 관점에서 매우 지저분합니다.
로드 윅

1
글쎄, SMBH는 어쨌든 한계에 가깝게 회전하는 경향이 있으므로, 주어진 상대 속도와 달리 비현실적이지 않습니다. ;) 그러나 그것은 이미 어려운 계산을 더욱 어렵게 할 것입니다. GR의 일반적인 2 신체 문제에 대한 분석 솔루션이 없으므로 수치 방법에 의존해야하며 상대 속도로 한 쌍의 SMBH를 처리하려면 모호하게 신뢰할 수있는 추정치를 얻기 위해 매우 많은 수의 크 런칭이 필요합니다.
오후 2시


1
FWIW,이 주제와 관련하여 한 달 또는 두 달 전에 xkcd에 스레드가있었습니다. 다른 블랙홀을 사용하여 블랙홀에서 벗어날 수 있습니까?
오후 2시

답변:


54

당신은 이미 좋은 답변을 가지고,하지만 난 그냥 서로 겹치는 경우 이벤트 지평 다시 분리하지 않습니다 이유에 대해 한 번 더 직관적 인 솔루션을 제공하려고합니다 :
첫째, 블랙홀의 EH 내부 오는 먼지의 반점을 상상을 . 우리는이 얼룩이 결코 블랙홀에서 벗어날 수 없다는 데 동의 할 것입니다. 왜냐하면 사건의 지평선 뒤에서 아무것도 돌아올 수 없기 때문입니다.
이제 같은 얼룩이 있지만 서로 통과하는 두 개의 검은 구멍의 EH의 겹치는 부분을 상상해보십시오. 이 먼지 얼룩은 두 개의 블랙홀 중 어느 것도 빠져 나가지 않습니다. 두 구멍 모두 EH 안에 있기 때문입니다. 이 블랙홀이 다시 분리 될 수 있다면, 블랙홀 사이에 걸린 얼룩은 사건의 지평선 뒤에서 블랙홀 중 적어도 하나를 탈출했을 것입니다.
이것이 일어날 수 없기 때문에 두 개의 블랙홀은 속도에 관계없이 이벤트 지평이 겹치는 지점에서 통합됩니다.


19
평신도가 평범하게 탐색하면서, 이것은 훌륭한 직관적 인 설명입니다!
다니엘 B

나는이 시각화를 좋아한다. 나는 여전히 양자 터널링을 사용하여 탈출 할 수 있다고 가정한다. 그러나 인스턴스화 여행을 위해 양자 터널링을 제어하는 ​​법을 배우지 않는 한 크게 관련이 없습니다. 어쨌든, 나는 당신에게 동의하고 이것이 EH가 신축성있는 밴드처럼 늘어나고 휘어 질 것이라고 생각하는 이유입니다. 분리 할 수는 없지만 즉시 멈출 수는 없습니다.
로드 윅

이것은 Stephen Hawking 논문의 주장과 거의 같습니다.
스티브 린턴

3
먼지가 없어도됩니다. 모든 파티클은 가상 파티클도 마찬가지입니다. 그리고 항상 가상 입자가 있습니다.
Loren Pechtel

1
이것은 직관적 인 설명으로 나에게 발생하지 않습니다. 논리는 엄격하고 반박 할 수없는 것 같습니다. 이해할 수있는! = 직관적 ;-).
피터-모니카

52

사건의 지평선이 하나의 연속적인 표면에 닿아 운명이 봉쇄되면 두 개의 블랙홀이 완전히 합쳐집니다. 다시는 분리 될 수 없습니다.

다양한 정도의 엄격 성을 통해 설명 할 수있는 몇 가지 방법이 있습니다.

직관적 인 설명은 사건 지평에서의 탈출 속도는 빛의 속도와 같다는 것입니다. 그러나 블랙홀조차도 빛만큼 빨리 움직일 수는 없습니다. 두 개의 블랙홀을 분리하려면 한 부분이 다른 부분을 "탈출"하거나 빛보다 빠르게 움직여야하므로 불가능합니다.

편집 : 또 다른 직관적 인 설명 (일명 많은 핸드 웨이브)-이벤트 지평 내부에서 모든 궤도는 중심으로 이어집니다. 수평선 내에서 외부로가는 경로는 없습니다. 어느 쪽을 향하든 중심을보고 있습니다. 어느 쪽을 이동하든 중앙을 향해 이동합니다. 사건의 지평선이 합쳐지면 블랙홀이 다시 분리되기 위해서는 그 일부가 "중심에서 멀어 지거나"중심에서 멀어져 야합니다.

위의 모든 것은 고무 시트에 강철 공이있는 "설명 적"일반 상대성 이론과 같이 "엄격한"수준입니다. 은유 일뿐입니다.

더 엄격하게, Stephen Hawking의이 논문을보십시오 :

일반적인 상대성 블랙홀

시간이 지남에 따라 블랙홀이 합쳐지고 추가 바디 붕괴로 새로운 블랙홀이 생성 될 수 있지만 블랙홀은 절대 분기되지 않습니다. (156 페이지)


편집 : 이벤트 지평은 실제로 "서로 클립"하지 않습니다. 완전히 구형 인 사건 지평은 이론적 추상화 (빈 우주에서는 회전하지 않는 블랙홀)입니다. 실제로, BH 근처의 모든 것은 사건의 지평을 변형시킬 것이며, 이는 그 대중을 향해 "도달"할 것입니다. 그것이 작은 질량이라면 그 효과는 무시할 만합니다.

그러나 두 개의 블랙홀이 서로 가까이 있으면 EH는 마치 서로 접촉하려고하는 것처럼 달걀 모양이됩니다. 그들이 충분히 가까워지면 결국에는 매우 좁은 다리가 형성되고 EH가 합쳐질 것입니다. 이 시점에서 전체 합병이 결정되고 완료 될 때까지 절대 확실하게 진행됩니다. 아무것도 막을 수 없습니다 .

이 답변을 참조하십시오 :

합병 중 블랙홀이 구형입니까?


이 블랙홀의 놀라운 운동량은 어떻게 될까요?

충돌이 완전히 정면이 아닌 경우 합병 후 발생하는 블랙홀은 많은 스핀을 발생시킵니다. 에너지를 스핀에 넣을 수없는 것이 무엇이든지, 아마도 다른 사람들이 이미 귀하의 질문에 대한 의견에서 지적했듯이 중력파로 방출 될 것입니다.


10
두 EH가 닿아도 블랙홀의 중심은 여전히 ​​서로의 이벤트 지평선 안에 있지 않습니다. 크기에 따라 센터는 상대방의 이벤트 지평에서 멀리 떨어져있을 수 있습니다. 그래서 충분히 빠르면 이벤트 지평이 병합 된 후에도 벗어날 수 있습니까?

8
@Rob 센터에 권한이 없습니다. 중심을 잊어라. 다리가 만들어지면 모든 의도와 목적을 위해 하나의 블랙홀입니다. "중첩"이없고 이미지가 잘못되었습니다. 두 개체가 이미 병합되었으며 두 개가 아닌 단일 이벤트 영역이 있습니다 (끝에 링크 된 답변 참조). 그리고 무엇을 하든지 이벤트 영역에서 청크를 분할 할 수 없습니다. 0.999c는 잊어 버리십시오. 대부분의 사람들은 이벤트 지평 내에서 시공간이 얼마나 진실한지 알지 못합니다. 실제로 탈출구가 없으며 말의 인물이 아닙니다.
플로린 안드레이

6
내 머리 속에서 화해하기가 어려운 점은 특이점이 (모든 문제가 단일 지점에 있다고 가정 할 때) 다른 사건의 지평선을 넘지 않는다면 왜 벗어날 수 없는가? 그러나 사건 지평이 합병된다는 것을 이해하지만, 두 개의 특이점 (확실히 합병되지 않습니까?)에 자체 슈바르츠 실트 반지름이 있다고 생각하면 왜 그들의 교점이 각각의 특이점에 대해 파멸을 불러 일으켜야합니까? 태양이 부분적으로 사건의 지평선을 넘어 서면, 나는 사건의 지평선을 넘어선 태양의 일부만이 영원히 갇히게 될 것이라고 상상할 것입니다
Rob

10
@Rob 당신의 정신 모델은 기본적으로 질량과 이벤트 지평이 일반적인 객체와 같이 공간에 위치를 갖는 것처럼 보입니다. 그렇지 않습니다. 특이점과 이벤트 지평은 극도로 구부러진 시공간의 측면이며, 그 구도는 구부러진 시공간에서도 거의 이해할 수 있습니다. 봐 youtube.com/user/SXSCollaboration 이 점을 고려 몇 가지 시뮬레이션
스티브 린튼

5
@ 팩스 계란 모양의 영역도 물건을 남기지 못하게합니다. 두 개의 블랙홀 사이의 "경계"에서 "수직 이동"아무것도 여전히 극복하기에 충분한 운동량을 필요로 결합 된 두 개의 블랙홀 (당신이 맞서 싸울 필요가 기억 사이의 라그랑주 지점을 향해 다시 당기는 중력을 심지어 당신이 할 수있는 경우 그들 중 하나만 있으면 탈출하십시오). Lagrange 지점 의 탈출 속도 가 빛의 속도를 초과하면 Lagrange 지점 자체가 결합 된 이벤트 수평선 내부에 있고 블랙홀이 병합됩니다.
Draco18s
당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.