După ce intri în orizontul evenimentului unei găuri negre, nu îl vei părăsi niciodată. Nu puteți ridica viteza, nici măcar viteza luminii, care să vă scoată. Dar, în relativitate generală, spațiul este curbat în prezența masei și a energiei, iar fuziunea găurilor negre este unul dintre cele mai extreme scenarii pentru o astfel de curbură. Există vreun fel de a intra într-o gaură neagră, de a traversa orizontul evenimentului și de a pleca atunci când orizontul de eveniment este curbat de o fuziune masivă?
Când două găuri negre se contopesc, poate să existe importanță în orizontul evenimentului unei scăpări a unei găuri negre? Pot să ridice și să migreze spre o altă (gaură neagră mai masivă)? Ce zici să depășim ambele orizonturi?
Această idee este cu siguranță nebună. Dar este suficient de nebună ca să lucreze? Fizicianul Ethan Siegel ne va ajuta să răspundem la această întrebare.
Atunci când o stea suficient de masivă încetează să mai existe sau când două resturi stelare suficient de masive se contopesc, o gaură neagră se poate forma cu un orizont de eveniment proporțional cu masa sa și un disc de acreție în care se învârte materia care înconjoară gaura neagră.
O gaură neagră, de regulă, se formează în timpul prăbușirii miezului unei stele masive, fie după o explozie de supernova, fie o fuziune de stele cu neutroni, sau în timpul unei prăbușiri directe. Din câte știm, fiecare gaură neagră este formată din materie care a făcut vreodată parte dintr-o stea, așa că, în multe privințe, găurile negre sunt rămășițele finale ale stelelor. Unele găuri negre se formează izolat; alții devin parte a unui sistem dual. De-a lungul timpului, găurile negre nu numai că pot spirala și se unesc, dar pot absorbi și alte materii care se încadrează în orizontul evenimentului.
Într-o gaură neagră Schwarzschild, căderea spre interior duce la singularitate și întuneric. Indiferent de direcția în care călătoriți, cum accelerați și așa mai departe, traversarea orizontului evenimentului înseamnă o coliziune inevitabilă cu o singularitate.
Video promotional:
Când ceva străbate orizontul evenimentului găurii negre din exterior, este sortit. În câteva secunde, obiectul va atinge o singularitate în centrul găurii negre: puncte pentru o gaură neagră rotativă și inele pentru una rotativă. Gaura neagră în sine nu își amintește ce particule au căzut în ea sau care este starea lor cuantică. În schimb, tot ce rămâne, din punct de vedere al informației, este masa totală, sarcina și momentul unghiular al găurii negre.
În etapa finală, anterioară fuziunii, spațiul care înconjoară gaura neagră va fi perturbat, deoarece materia continuă să cadă în ambele găuri negre din mediul înconjurător. În niciun caz nu trebuie să presupuneți că ceva poate scăpa de la orizontul evenimentului.
Astfel, ne putem imagina un scenariu în care materia cade într-o gaură neagră în etapele finale ale unei fuziuni, când o gaură neagră este pe punctul de a se contopi cu alta. Deoarece găurile negre trebuie să aibă întotdeauna discuri de acreție, iar materia zboară constant în mediul interstelar, particulele vor traversa în mod constant orizontul evenimentului. Totul este simplu aici, deci să luăm în considerare o particulă care a căzut în orizontul evenimentului înainte de momentele finale ale fuziunii.
Putea, teoretic, să scape? Poți „sări” dintr-o gaură neagră în alta? Să analizăm situația în termeni de spațiu-timp.
Simularea computerizată a două găuri negre care fuzionează și curbura spațiului-timp cauzată de acestea. Deși undele gravitaționale sunt emise constant, materia însăși nu poate scăpa.
Când două găuri negre se contopesc, acestea o fac după o lungă perioadă de spiralare, timp în care energia este emisă sub formă de unde gravitaționale. Până chiar în ultimele momente anterioare fuziunii, energia este emisă și zboară departe. Dar acest lucru nu poate determina contractarea orizontului evenimentului sau chiar gaura neagră; în schimb, energia provine din spațiu-timp în centrul masei, care se deformează din ce în ce mai mult. Cu un astfel de succes ar fi posibil să furi energie de pe planeta Mercur; s-ar roti mai aproape de Soare, dar proprietățile sale (sau proprietățile Soarelui) nu s-ar schimba în niciun fel.
Cu toate acestea, când sosesc ultimele momente ale fuziunii, orizonturile de eveniment ale celor două găuri negre sunt deformate de prezența gravitațională a celuilalt. Din fericire, relativistii au calculat numeric deja cum fuziunea afectează orizonturile de evenimente și este impresionant de informativ.
În ciuda faptului că până la 5% din masa totală a găurilor negre înainte de contopire pot fi emise sub formă de unde gravitaționale, orizontul evenimentului nu se contractă niciodată. Important este că dacă luați două găuri negre cu masă egală, orizonturile lor de eveniment vor ocupa o anumită cantitate de spațiu. Când sunt combinate pentru a crea o gaură neagră cu masă dublă, volumul spațiului ocupat de orizont ar fi de patru ori mai mare decât volumul inițial al găurilor negre combinate. Masa găurilor negre este direct proporțională cu raza lor, dar volumul este proporțional cu cubul razei.
Deși am găsit multe găuri negre, raza fiecărui orizont de eveniment este direct proporțională cu masa găurii, iar acest lucru este întotdeauna cazul. Dublați masa, dublați raza, dar suprafața va fi de patru ori și volumul va fi de patruplu.
Se dovedește că, chiar dacă păstrați particula în cea mai nemișcată stare în interiorul orificiului negru și cade cât mai încet spre singularitate, nu există nicio cale să iasă. Volumul total de orizonturi de eveniment co-localizate crește în timpul fuziunilor găurilor negre și indiferent de traiectoria unei particule care traversează orizontul evenimentului, este sortită să fie înghițită de singularitatea combinată a ambelor găuri negre.
În multe scenarii de astrofizică, ejectiile apar atunci când materia scapă dintr-un obiect în timpul unui cataclism. Dar, în cazul în care găurile negre se contopesc, totul în interior rămâne în interior; cea mai mare parte a ceea ce era afară este aspirat și doar puțin din ceea ce era afară poate scăpa. Căzând într-o gaură neagră, ești sortit. Și o altă gaură neagră nu va schimba echilibrul puterii.
Ilya Khel
