Что будет,если столкнутся две черные дыры?

Ефим Троицкий
  ·  
2,4 K
Астроном, ГАИШ МГУ

Очень хороший вопрос.

Во-первых, на данный момент нет уверенности в том, что существуют черные дыры в Шварцшильдовском или Керровском смысле. Более-менее достоверно известно, что существуют релятивистские компактные несветящиеся массивные объекты, более компактные, чем нейтронные звезды, но никто не сказал что это именно черные дыры в том смысле, в котором они существуют в общей теории относительности Эйнштейна (ОТО). Поэтому строго говоря те наблюдаемые объекты (Лебедь X-1, центр Галактики и т.д.) которые обычно называют черными дырами, правильно называть кандидатами в черные дыры. Несмотря на то, что на данный момент ОТО описывает все наблюдательные данные для сравнительно нормальных гравитационных полей, экстраполяция ОТО на настолько экстремальные ситуации не очень правомерна. Кроме того, насколько я знаю, строгого консенсуса о том, как возникают черные дыры, в ОТО не существует (в этот момент нарушается топология пространства, это не очень хорошо).

Именно поэтому предсказать о том, что именно будет при слиянии черных дыр (а это примерно такая же проблема, как и рождение новой) проблематично.

Тем не менее на данный момент известны катаклизмические события -- гамма-всплески -- точная природа которых на данный момент не установлена. Наблюдается это как короткий, порядка минуты, импульс гамма-излучения откуда-то из дальнего космоса, более дальнего, чем местное сверхскопление галактик. Причем полная энергия этого события очень велика. Обычно называется слияние нейтронных звезд, но это могут быть и черные дыры.

Теперь ответ на вопрос, а как они вообще сталкиваются. Ведь Солнце, например, ни с чем никогда не сталкивалось. Дело в том, что как минимум треть звездных систем имеет как минимум две звезды, а треть от них -- три. В процессе эволюции достаточно массивные звезды становятся нейтронными звездами или черными дырами. Далее релятивистские эффекты излучения гравитационных волн, в точности как предсказано ОТО, уменьшают энергию системы и, соответственно, остатки звезд сближаются (измерено на двойных пульсарах, особом режиме поведения нейтронных звезд). После этого остатки звезд могут слиться.

UPDATE. Ну и да, гравитационные волны будут, теперь уже точно подтверждено.

28 октября 2015  ·  < 100
"более компактные, чем нейтронные звезды, но никто не сказал что это именно черные дыры" Тогда какие ещё... Читать дальше
Написать комментарий...
Реклама
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Читайте также

Почему в черной дыре время идёт медленнее чем в космосе, а на Земле быстрее чем в космосе? Примерно 51 год в космосе равен 1 минуте в черной дыре, за то час на Земле равен 1 минуте в орбите земли?

Не так всё было.

Гравитация искривляет пространство-время, в том числе замедляет время. Насчёт 51 год за минуту, конечно, это условность, я думаю, при такой гравитации космонавта бы просто порвало. :)

но на орбите Земли, действительно, время идёт быстрее. Примерно 100 лет на орбите равно 100 лет и одной секунде на Земле. А если точнее, то за сутки разница 38 микросекунд, что даёт 0,01007 секунд в год. Казалось бы немного, но без этой поправки GPS бы не работал, ведь с высоты 22 тысячи километров определить положение с точностью до полуметра - это ваще капец как чётко.

24 февраля  ·  4,0 K
Прочитать ещё 2 ответа

Почему сверхмассивная черная дыра в центре галактики не поглощает её?

Hayk Hakobyan  ·  3,7K
phd @ princeton astro | haykh.github.io

Ровно по той же причине, по которой все спутники не падают на Землю, а планеты - на Солнце*. Есть обычное кеплеровское движение** вокруг этой чёрной дыры под влиянием её гравитации и гравитации от остальных звёзд/газа/пыли. 

Надо понимать, что с точки зрения классической гравитации, чёрная дыра абсолютно ничем не отличается от любой звезды, или какой-либо массы. Если вы закроете глаза, то только по гравитационному влиянию вы не сможете отличить чёрную дыру от, скажем, нейтронной звезды или Солнцап - притягивают они одинаково. Масса - она и в Африке масса, в не зависимости от того в чёрной ли дыре или в чём-нибудь другом.

  • Т.н. центробежная сила, обусловленная скоростью вращения, уравнивается с гравитационной силой.

** На самом деле, слегка модифицированное, за счёт эффектов общей теории относительности.

28 июля 2016  ·  < 100
Прочитать ещё 1 ответ

Если Вселенная образовалась в результате Большого Взрыва, то где произошел этот взрыв? Значит ли это то, что таких Вселенных может быть несколько?

Paul Potseluev  ·  114
Популяризатор науки

1.

Проблема изучения и обсуждения Большого Взрыва заключается в том, что мы не можем в доступных нашему пониманию терминах опередить то, что было в условный момент взрыва и за условное мгновение ДО него.

Современная физика может лишь назвать это состояние нашей Вселенной сингулярностью (до сих пор ведутся споры, является ли сингулярность именно состоянием Вселенной, либо же вообще иной физической формой).

Соглашусь с KRYP: до Большого Взрыва однозначно не существовало существующих сейчас пространства-времени, однако позволю себе исправить его насчёт эпицентра этого события:

Представьте себе нашу Вселенную в виде двух числовых осей: по оси x пускай у нас будет пространство (в свою очередь состоящее из трёх координат, но мы всё упростим), а по оси y - время. Где находится начало координат? Верно, в точке, где и пространство и время равны «нулю», в том, состоянии, где их не существовало.

Поэтому эпицентр Большого Взрыва находится не в конкретной точке пространства — он находится там, где не пространства, ни времени не существовало. То есть именно в описанной выше сингулярности, в (скажем красиво) таком себе «начале Времени и Пространства».

2.

В теории Вселенных действительно может быть несколько — одной из перспективных считается теория, предполагающая совершенно другие константы (основные — скорость света, описывающая свойства не имеющего массу объекта, и гравитация, описывающая взаимодействие между обладающими массой объектами).

Обидной проблемой теории Мультивселенной является невозможность её подтвердить или опровергнуть, о которой выше написал мой коллега.

Прочитать ещё 3 ответа

Почему замедляется время у чёрной дыры?

Ничего не понимаю в этой жизни

По Теории относительности Эйнштейна, время для разных наблюдателей течет по-разному. При скоростях, близких к скорости света, время протекает медленнее для движущегося объекта. То есть, скорость света абсолютна и является скоростью, которой невозможно достичь, а время относительно. 

Эйнштейн понял, что гравитация возникает вследствие искривления пространства-времени. Эту концепцию он назвал общей теорией относительности. В искривленном пространстве-времени частицы движутся по кратчайшим траекториям. Общая теория относительности подразумевает, что темп времени зависит от гравитационного поля. Но для жителей, например, разных этажей, эта разница в восприятии хода времени очень незначительна. Но вот массивные объекты деформируют и как бы "стягивают на себя пространство-время. И возле них время течет медленнее, чем вдалеке от них.

Черные же дыры - это объекты, обладающие столь огромной массой, что искривляют пространство-время насильно сильно, что образуют бездонный провал в нем. И оттуда вернуться невозможно, однажды упав туда. У любой черной дыры есть т. н. горизонт событий - граница, пересекая которую, объект уже не вернется назад и будет поглощен сингулярностью. Для внешнего наблюдателя путешественник будет затягиваться черной дырой все медленнее, а перейдя через горизонт событий, вовсе остановится.

27 июня 2017  ·  395
Прочитать ещё 2 ответа

Почему вселенная чёрная? В чем мы вообще находимся? Это пустота?

Артем Жданов  ·  2,7K
Разум, однажды расширивший свои границы, никогда не вернется в прежние.

Находимся в вакууме. 

Почему черная? Для того чтобы наш глаз увидел какой-либо предмет, нужно, чтобы свет сначала попал на этот предмет, а уже затем на сетчатку. Мы видим предметы, потому что они отражают свет, и этот отражённый свет, пройдя через зрачок и хрусталик, попадает на сетчатку. Так вот черный цвет - это отсутствие света вообще.

В космосе такое происходит потому что из-за расширения Вселенной длины волн первоначального видимого света были вытянуты и растянуты до широкого диапазона электромагнитного спектра, пока они не стали микроволнами,которые нашими глазами не воспринимаются.

16 марта 2019  ·  173
Прочитать ещё 7 ответов