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¿Cuál es la región del espacio que existe en el centro de masa de la fusión de agujeros negros?

El título de la pregunta no permite caracteres suficientes para una declaración clara de la pregunta. Esta es la pregunta:

Imaginar que una serie de agujeros negros están convergiendo hacia un centro común de gravedad. Para simplificar el escenario, imagina que los agujeros negros son todos de igual masa y por lo tanto tienen las mismas evento horizontes. Se están acercando a iguales distancias desde el centro de la masa con idéntica magnitud de la velocidad.

A mí me parece que si dos de los agujeros negros se acercaban en direcciones opuestas de la arbitrariedad del eje x y tres fueron acercando en el plano y-z con una mutua separación angular de 120 grados que, finalmente, el caso de los horizontes de los cinco agujeros negros empiezan a solaparse (por supuesto, de otros números de los agujeros negros y las geometrías podría crear un fenómeno similar).

El uso de la geometría Euclidiana para el análisis, parece que como los agujeros negros continuaron enfoque el centro común de gravedad, habría un período de tiempo donde un volumen normal espacio en el centro está completamente rodeada compuesto por un horizonte de sucesos, a continuación, por una concha que consiste en el espacio dentro de este horizonte de sucesos y, a continuación, por un continuo exterior horizonte de sucesos, que a su vez está rodeado por el espacio normal.

Entonces, ¿hay algo destacable de esta región interior del espacio? Es todavía el espacio normal? Parece ser totalmente aislada del resto del universo, en mayor medida que es cierto incluso para el espacio dentro del horizonte de sucesos de un agujero negro. El espacio Normal se puede comunicar de una manera con el interior del horizonte de sucesos en el espacio. pero no hay ninguna comunicación en cualquier dirección entre el núcleo del espacio y el espacio normal. También ,nada dentro de este núcleo del espacio o el núcleo de espacio cada vez cruzado un horizonte de sucesos, sin embargo, está completamente rodeado de no uno, sino dos eventos horizontes.

¿Hay algún motivo para pensar que alguna de las leyes de la física serían diferentes en esta región del espacio? Como los agujeros negros continuaron hacia el centro de gravedad y este espacio sigue contrato, sería radiación de Hawking en los alrededores de horizonte de eventos de la región de aumentar de forma exponencial y el intento de explotar esta estructura (que consta de una concéntricos shell de espacio intercalado entre dos eventos horizontes y un núcleo interior del espacio normal), así como una escala atómica agujero negro se prevé que hacer?

Podría este proceso de progreso - en el centro del espacio de la región para formar el equivalente de un horizonte de eventos de escala atómica mini-agujero negro, pero con curvatura negativa?

EDIT 1: Se me ocurre que el evento horizontes de acercarse a los agujeros negros no pueden fusionar. Debe haber un plano de cero gravedad que se intersecan en un ángulo de 90 para un segmento de recta con los extremos definida por cualquiera de los dos centros de dos agujeros negros. Para equimassive agujeros negros el segmento de la línea sería intersecan en el punto medio de la línea, con el aumento neto de la gravedad como la distancia a cada lado del avión aumenta, pero permaneciendo por debajo de un valor que crea un continuum de espacio con el agujero negro interior del horizonte de sucesos en el espacio.

Esto puede resultar en una serie continua de las vías del espacio normal de conectar el interior o núcleo de la región del espacio con el espacio normal que rodea el compuesto agujero negro del sistema.

Un comentarista preguntó si el sistema compuesto podría haber rotación. Si - en lugar de 5 acercarse a los agujeros negros - los tres plano y-z BHs se encontraban en la misma órbita alrededor del centro de masa con 120 grados de separación angular y los dos x-eje de los agujeros negros se encontraban en órbita en un perpendicular plano orbital (o, alternativamente, tres agujero negro como en el plano y-z), entonces el sistema compuesto tendría 2 elementos rotatorios.

Por supuesto, las masas de los agujeros negros en un plano de la órbita pueden ser diferentes de aquellos en el otro plano de la órbita tal que la resultante de las dos órbitas no se cruzan. Los radios orbitales podría ser muy diferente - tal vez que el sistema podría ser gravitacionalmente estable o cuasi-estable.

Si las velocidades orbitales fueron lo suficientemente alta, el hipotético vías entre el núcleo y espacio exterior espacio normal podría estar cambiando tan rápido que cualquier ruta posible desde el exterior del sistema compuesto requieren una velocidad mayor que la de la luz para cualquier materia/energía para tener éxito en el viaje a través de la vía antes de que fue arrastrado por el acercamiento de un horizonte de sucesos.

Todavía podría ser continua en el espacio normal de las conexiones entre el núcleo del espacio y el espacio externo pero el núcleo de la región del espacio todavía estarían aislados del exterior en el espacio normal, ya que no hay transferencia de materia/energía puede ocurrir entre las dos regiones.

El comentarista también preguntó acerca de lo que yo pensaba que el interior del horizonte de sucesos podría parecer - yo interpreto esto como "¿cuál sería la topología de la superficie del interior del horizonte de sucesos?" Me imagino que en el caso más simple sería de cinco lados, tres "paredes" de un piso y un techo con cada una de las paredes, el piso y el techo de tener una convexidad con un radio de curvatura igual a la del agujero negro evento horizontes.

Por supuesto, este espacio regiones sería extremadamente negro - tal vez la más oscura región del espacio que es teóricamente posible. Curiosamente si el orbital modelo de este sistema incluye un agujero negro como el centro de masa del sistema, el núcleo de la región, sería entonces un 3-d shell de espacio limitada por una sola interior del horizonte de sucesos y los dos exteriores evento horizontes - así que esto de la cubierta interior del espacio estaría contenida dentro de los tres eventos horizontes. J. F.

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Isak Savo Puntos 15357

Usted tiene cierta región del espacio (vamos a llamarlo el "centro") que está rodeado por los agujeros negros (BH), de tal forma que su evento individual horizontes (como superficies esféricas) encierra completamente el centro.

El 'general' horizonte de sucesos (EH) del espacio-tiempo no son sólo de intersección de las esferas. Un esférico horizonte de sucesos existe para un esféricamente simétrica blackhole, pero tan pronto como usted pone dos agujeros negros juntos, el horizonte de sucesos ya no es esférica. Es decir, que la geometría se vuelve más complicado. Este video (que podría ser mejor representado...) da un buen ejemplo.

Evento horizontes definidos (ver, aquí o aquí), basado en la interacción causal. Matemáticamente, cuando geodesics pueden bi-direccional que conecta dos regiones. Obviamente este 'centro' de la región ya no está conectado con el universo exterior, por lo que desde un observador externo, no es una sola (complicado) EH en el exterior de todos los colectivos BH sistema. Un observador en el interior de la región, probablemente podría ver EH alrededor---con todo en todas las direcciones convirtiendo en muy desplazado hacia el rojo. (Esto es análogo, pero claramente diferenciados, desde el horizonte del universo, que también podemos ver en todas las direcciones.)

El espacio en el 'centro' sería totalmente "normal" --- pero lo mismo es cierto con el espacio dentro del evento horizontes en general. Una observación de pasar un horizonte de sucesos para el "interior" de una BH no tiene nada salvaje (excepto, quizás, muy fuertes fuerzas de marea), y que no en esta región central.

4voto

ning Puntos 26

Algunas observaciones básicas:

  1. Los agujeros negros, incluso supermasivo, son bastante pequeñas. El agujero negro supermasivo en el centro de la vía Láctea tiene un radio de sólo 41 de la luz segundos. El tamaño de un agujero negro estelar es una fracción de la luz de un milisegundo. Así, en muy poco tiempo después de la venida a la existencia como una región aislada del espacio normal (menos de una milésima de segundo), el "centro", no recibirán la luz desde el exterior, el "centro".

  2. Mientras que las fuerzas de marea cerca de un agujero negro supermasivo son modestas, las fuerzas de marea cerca estelar del tamaño de los agujeros negros en el proceso de fusión son enormes. Y, si bien no es teóricamente imposible que suficiente agujeros negros supermasivos, que convergen en la forma necesaria para crear un "centro", sospecho que la probabilidad de que ocurra más de una vez o dos veces en cualquier lugar en toda la historia del universo tiene que ser bastante insignificante.

  3. A menos que el shell agujeros negros son perfectamente equilibrado en masa, todo en el "centro" se tira fuertemente hacia la más masiva de parte de la cáscara. Toda la masa-energía en el "centro" sería absorbida antes de la última bits de vacío fueron absorbidos por el horizonte de sucesos. Mientras Birchoff del teorema de la teoría se aplica a la "shell"-"centro" de los sistemas, no es físicamente posible sistema que pudiera existir realmente que sería tan perfectamente equilibrada. Mover los agujeros negros no son susceptibles de que el grado de precisión de la ingeniería.

  4. Yo no puedo imaginarme que el "centro" puede ser estable. Cualquier conjunto de dinámicas que conducen a la formación de un "shell" como los agujeros negros convergieron hacia un centro común de gravedad sería momentos para posteriormente expandirse a absorber el "centro", que en ausencia de una enormemente improbable número de forma simultánea y perfectamente convergencia de los agujeros negros, va a tener una máxima dimensión en el mismo orden de magnitud como uno de los pre-convergencia de los agujeros negros (es decir, una fracción de la luz de un milisegundo). Dada la duración del agujero negro de la fusión evento medido por LIGO, es difícil imaginar un "centro" existente por más de una cuestión de pocos segundos (si).

  5. Mientras que el "centro" es "normal" espacio en un sentido técnico, es todavía una muy notable y de corta duración ambiente inestable, que no es, ciertamente, una "normal" de parte de espacio, incluso si técnicamente no es exótico.

  6. Teóricamente es imposible que alguien fuera de la "shell" para observar de alguna manera lo que está pasando en el "centro". No hay manera de probar empíricamente las predicciones de la GR en este dominio que puedo imaginar.

  7. En el tiempo que conduce a la formación de la "shell", cualquier persona en la que pronto será el "centro" de la región va a experimentar verdaderamente intenso y extraño efecto de lente gravitacional como los agujeros negros convergen en el observador de todas las direcciones. Esta sería la punta de descuento en cualquier observador en el "centro" de la región que comprende GR en cuanto a lo que está por suceder, así que no lo suficientemente atento observador podría no saben que están en un "centro" en lugar de un universo más grande.

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