Apakah lubang hitam bulat selama merger?

Saya sudah memikirkan lubang hitam, khususnya pada saat-saat terakhir sebelum dua bergabung. Saya bertanya-tanya apakah lubang hitam, atau saya kira lebih khusus cakrawala acara mereka, selalu bulat. Tampak bagi saya bahwa pada saat-saat sebelum dua bergabung, cakrawala peristiwa masing-masing akan membentang, agak seperti bagaimana Bulan menyebabkan pasang surut laut kita. Saya telah menggambar diagram (buruk) dari apa yang saya pikir mereka mungkin terlihat. Perhatikan bagaimana horizon peristiwa lebih dekat dengan singularitas di sisi dalam, ini karena gravitasi dari setiap lubang hitam bertentangan. Cakrawala peristiwa lebih jauh dari singularitas di sisi luar karena gravitasi dari setiap lubang hitam bertambah.

black-hole gravity Ryan_L
sumber

Relevan jika bukan dupe yang tepat adalah poin terakhir dalam astronomi.stackexchange.com/questions/28610/…

Steve Linton

Satu masalah dengan pertanyaan ini adalah bahwa, menurut definisi, lubang hitam adalah tempat di mana ruang dan waktu cukup terdistorsi dan hal-hal yang umumnya terjadi agak cepat. Jadi, sekadar bertanya seperti apa bentuk horizon peristiwa pada saat tertentu bukanlah pertanyaan yang jelas. Mendefinisikan peristiwa mana yang terjadi pada saat yang sama adalah proses yang agak arbitraru tergantung pada pengamat, sementara mendefinisikan "bentuk" secara bermakna membutuhkan sedikit geometri diferensial. Simulasi SXS ( black-holes.org ) berusaha dan Anda dapat membaca makalah mereka untuk detailnya.

Steve Linton

Bahkan lubang hitam tunggal yang memiliki momentum sudut non-nol ("memutar") memiliki "bentuk" non-bola .

StephenG

Jawaban:

Tidak perlu menebak. Ada penelitian kuat yang dilakukan di bidang ini. Bahkan Wikipedia memiliki beberapa info:

Ketika dua lubang hitam saling mendekati, bentuk 'duckbill' menonjol dari masing-masing dari dua cakrawala peristiwa ke arah yang lain. Tonjolan ini memanjang lebih panjang dan lebih sempit hingga memenuhi tonjolan dari lubang hitam lainnya. Pada titik waktu ini cakrawala acara memiliki bentuk-X yang sangat sempit di titik pertemuan. Tonjolan ditarik keluar menjadi benang tipis. Titik pertemuan meluas ke koneksi yang kira-kira berbentuk silinder yang disebut jembatan.

https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_black_hole#Shape

Ada makalah penelitian dengan gambar yang menunjukkan hasil perhitungan bentuk cakrawala peristiwa selama merger. Ini sebuah contoh:

Gambar di atas diambil dari makalah ini:

Di Cakrawala Toroidal di Binary Black Inspirals

Kami memeriksa struktur horizon peristiwa untuk simulasi numerik dari dua lubang hitam yang dimulai pada orbit quasicircular, inspiral, dan akhirnya bergabung. Kami menemukan bahwa penampang spasial horizon peristiwa yang digabungkan memiliki topologi bola (hingga batas resolusi kami), meskipun ada harapan bahwa penggabungan lubang hitam biner umum tanpa adanya simetri akan menghasilkan cakrawala peristiwa yang secara singkat memiliki salib toroidal. bagian.

Florin Andrei
sumber

+1 Gambar yang indah. Saya menghargai bagaimana sumbu-xyz di sudut sama sekali tidak berkontribusi apa pun.

@ user28113 Koordinat masuk akal dalam konteks simulasi yang dijelaskan dalam makalah. Ini adalah hasil aktual dari analisis numerik - bukan "kesan seorang seniman" tentang fenomena tersebut.

Florin Andrei

@WhitePrime Lubang hitam pada dasarnya hanya ruangwaktu yang terdistorsi dengan kuat. Di singularitas matematika kita meledak sehingga tidak ada gunanya berbicara banyak tentang itu. Cakrawala peristiwa adalah batas di mana segala sesuatunya menjadi berbeda dalam banyak hal - tetapi ini bukan garis yang digambar di pasir, juga bukan "benda padat". Ini lebih seperti Ekuator - Anda tahu itu ada di sana, Anda bisa mengukur dan menghitungnya, tetapi tidak ada garis putih di tanah yang bertuliskan "Equator". Bentuk horizon peristiwa dipengaruhi oleh rotasi, benda besar lainnya di sekitarnya, dll. Itu akan berbentuk bola untuk lubang hitam statis yang terisolasi.

Florin Andrei

@ WhitePrime Mereka melakukannya, ya. Tapi bola karet bukan satu-satunya hal yang bisa "goyah". Ruangwaktu itu sendiri bisa goyah. Partikel-partikel dalam perangkap magnetik bisa goyah. Seluruh alam semesta bisa goyah jika kondisinya benar. "Goyangan" berarti ada kekuatan yang menentang deformasi, dan itu membawa sistem kembali ke titik awal, tetapi melampaui dan berubah bentuk ke arah yang berlawanan, dan kemudian dibawa kembali, dll. Banyak hal dapat melakukan ini.

Florin Andrei

Cincin asap persegi bergetar. Adapun batas yang disebut horizon peristiwa, itu hanyalah demarkasi suatu wilayah ruang di mana kita, berada di luar, tidak dapat menetapkan "kapan" untuk peristiwa apa pun yang terjadi di dalam. Hal-hal terjadi di sana, tetapi kita harus menunggu waktu tak terbatas untuk melihatnya.

Draco18s

Dari pertanyaan Apa yang bisa dipelajari, atau dicatat dalam video LIGO Orrery ini? kita dapat menonton video LIGO Orrery (yang terinspirasi oleh Kepler Orrery IV yang menakjubkan ).

Saya telah membuat GIF kecil dan berkualitas rendah dari tangkapan layar di sini, videonya jauh lebih menarik.

Sulit untuk memastikan apa yang sebenarnya digambarkan seperti yang disebutkan dalam jawaban ini, tetapi kemungkinan permukaan menggambarkan sesuatu setidaknya sedikit seperti horizon peristiwa.

LIGO Orrery

uh oh
sumber