След като влезете в хоризонта на събитията на черна дупка, никога няма да я напуснете. Няма скорост, която можете да вземете, дори и скоростта на светлината, която да ви измъкне. Но като цяло относителността пространството е извито в присъствието на маса и енергия, а сливането на черна дупка е един от най-екстремните сценарии за такава кривина. Има ли някакъв начин да влезете в черна дупка, да пресечете хоризонта на събитията и след това да напуснете, когато хоризонтът на събитията е извит от масивно сливане?
Когато две черни дупки се слеят, може ли да има значение в хоризонта на събитията на една черна дупка? Могат ли да се вдигнат и да мигрират към друга (по-масивна черна дупка)? Какво ще кажете да отидете отвъд двата хоризонта?
Тази идея определено е луда. Но достатъчно луда ли е да работи? Физикът Итън Сийгъл ще ни помогне да отговорим на този въпрос.
Когато достатъчно масивна звезда престане да съществува или когато две достатъчно масивни звездни останки се сливат, може да се образува черна дупка с хоризонт на събитията, пропорционален на нейната маса, и диск за натрупване, в който материята около черната дупка се вихри.
По правило черната дупка се образува по време на срутването на ядрото на масивна звезда, или след експлозия на свръхнова, или при сливане на неутронни звезди, или по време на директен срив. Доколкото знаем, всяка черна дупка се формира от материя, която някога е била част от звезда, така че в много отношения черните дупки са крайните остатъци от звезди. Някои черни дупки се образуват изолирано; други стават част от двойна система. С течение на времето черните дупки могат не само да се спиралират и да се слеят, но и да абсорбират друга материя, която попада в хоризонта на събитията.
В черна дупка на Шварцшилд падането навътре води до сингулярност и тъмнина. Без значение в коя посока пътувате, как ускорявате и така нататък, преминаването на хоризонта на събитията означава неизбежен сблъсък със сингулярност.
Промоционално видео:
Когато нещо пресече хоризонта на събитията на черната дупка отвън, е обречено. След няколко секунди обектът ще достигне сингулярност в центъра на черната дупка: точки за не въртяща се черна дупка и пръстени за въртяща се. Самата черна дупка не помни кои частици са попаднали в нея или какво е тяхното квантово състояние. Вместо това, всичко, което остава, по отношение на информацията, е общата маса, заряд и ъглов импулс на черната дупка.
В последния етап, преди сливането, пространственото време около черната дупка ще бъде нарушено, тъй като материята продължава да попада в двете черни дупки от околната среда. В никакъв случай не трябва да приемате, че нещо може да избяга от хоризонта на събитията.
По този начин човек може да си представи сценарий, при който материята попада в черна дупка по време на последните етапи на сливането, когато една черна дупка е на път да се слее с друга. Тъй като черните дупки винаги трябва да имат натрупващи се дискове и материята постоянно лети в междузвездната среда, частиците непрекъснато ще преминават през хоризонта на събитията. Тук всичко е просто, така че нека помислим за частица, попаднала в хоризонта на събитията преди последните моменти от сливането.
Може ли теоретично да избяга? Можете ли да "скочите" от една черна дупка в друга? Нека да разгледаме ситуацията по отношение на пространството и времето.
Компютърна симулация на две сливащи се черни дупки и кривината на пространство-време, причинена от тях. Въпреки че гравитационните вълни се излъчват постоянно, самата материя не може да избяга.
Когато две черни дупки се сливат, те правят това след дълъг период на спирала, по време на който се излъчва енергия под формата на гравитационни вълни. До последните финални моменти преди сливането, енергията се излъчва и отлита. Но това не може да накара хоризонта на събитията или дори черната дупка да се свие; вместо това енергията идва от пространството-времето в центъра на масата, което се деформира все повече и повече. С такъв успех би било възможно да се открадне енергия от планетата Меркурий; тя ще се върти по-близо до Слънцето, но неговите свойства (или свойства на Слънцето) не биха се променили по никакъв начин.
Когато обаче пристигнат последните моменти от сливането, хоризонтите на събитията на двете черни дупки се деформират от гравитационното присъствие един на друг. За щастие, релативистите вече са изчислили числено как сливането влияе върху хоризонтите на събитията и това е впечатляващо информативно.
Въпреки факта, че до 5% от общата маса на черните дупки преди сливането може да бъде излъчена под формата на гравитационни вълни, хоризонтът на събитията никога не се свива. Важното е, че ако вземете две черни дупки с еднаква маса, хоризонтите им за събития ще заемат определено пространство. Когато се комбинира за създаване на черна дупка с двойна маса, обемът пространство, заето от хоризонта, ще бъде четири пъти по-голям от първоначалния обем на комбинираните черни дупки. Масата на черните дупки е пряко пропорционална на техния радиус, но обемът е пропорционален на куба на радиуса.
Въпреки че открихме много черни дупки, радиусът на всеки хоризонт на събитията е пряко пропорционален на масата на дупката и това винаги е така. Удвоете масата, удвоете радиуса, но площта ще се удвои и обемът ще се удвои.
Оказва се, че дори ако държите частицата в най-неподвижно състояние вътре в черната дупка и тя пада възможно най-бавно към сингулярността, няма начин тя да се измъкне. Общият обем на съвместно разположени хоризонти на събитията се увеличава по време на сливането на черни дупки и независимо каква е траекторията на частица, пресичаща хоризонта на събитията, тя е обречена да бъде погълната от комбинираната сингулярност на двете черни дупки.
В много сценарии на астрофизиката изхвърлянията се появяват, когато материята избяга от обект по време на катаклизъм. Но в случай на сливане на черни дупки всичко вътре остава вътре; повечето от онова, което е било навън, е засмукано и само малко от онова, което е било навън, може да избяга. Попадайки в черна дупка, вие сте обречени. И още една черна дупка няма да промени баланса на силите.
Иля Кел