Раскрыта загадка слияния горизонтов черных дыр

Раскрыта загадка слияния горизонтов черных дыр

Исследователи из Института гравитационной физики Макса Планка в Германии и Мемориального университета Ньюфаундленда в Канаде разгадали, что происходит с видимыми горизонтами во время слияния двух невращающихся черных дыр. Согласно статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, первоначальные горизонты исчезают, сливаясь с другими горизонтоподобными структурами. Кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.

Хотя видимый горизонт может совпадать с горизонтом события черной дыры, эти термины не всегда описывают одно и то же, особенно в случае колеблющейся черной дыры. В этом случае видимый горизонт обязательно находится внутри горизонта событий и представляет собой границу, внутри которой все светоподобные кривые ведут внутрь черной дыры. Снаружи видимого горизонта свет еще может перемещаться в направлении от него, но ему не суждено покинуть пределы более широкого горизонта событий, который в этом случае называется абсолютным горизонтом. Абсолютный горизонт может возникать даже в отсутствии черной дыры, например, космологический горизонт событий в расширяющейся Вселенной.

При слиянии исходные горизонты событий образуют большой горизонт событий, что описывается диаграммой, по форме напоминающей штаны. Однако картина слияния видимых горизонтов более сложная. Когда черные дыры приближаются достаточно близко друг другу, вокруг них мгновенно образуется новый видимый горизонт. Однако окончательная судьба первоначальных горизонтов оставалась неизвестной.

Метод, к которому ученые прибегли для проведения анализа, состоит из трех ключевых компонентов. Во-первых, исследователи использовали высокоточную технику для моделирования пространства-времени, включая пространство-время внутри черной дыры. Во-вторых, они применили численный метод, который позволял им выявлять отдельные горизонтоподобные структуры даже в тех случаях, когда они сильно искажались. В-третьих, ученые упростили сложные уравнения, описывающие поверхности, до уравнений, описывающих кривые. Это позволило легко находить новые горизонты, которые соответствовали кривым, и восстанавливать их до полных поверхностей. Все это помогло исследователям смоделировать внутреннюю горизонтоподобную структуру внутри только что сформированной черной дыры.

Результаты сложного численного моделирования показывают, что оба первоначальных горизонта существуют еще какое-то время внутри общего видимого горизонта. Однако они становятся нестабильными и в конечном счете постепенно разрушаются при взаимодействии с многочисленными горизонтоподобными структурами, называемыми MOTS (англ. marginally outer trapped surfaces). В целом, ученые научились отличать нестабильные MOTS от устойчивых MOTS, которые являются фактическими границами черной дыры.



Похожие новости
Вокруг черных дыр нашли структуры из света 01 июня 2020 г.

Вокруг черных дыр нашли структуры из света

Ученые Института физики гравитации Общества Макса Планка в Германии и Университета Авейру в Португалии выяснили, что вокруг черной дыры из-за сильного искривления пространства должны возникать структуры в виде световых колец, расположенные над горизонтом...

дальше...

Физики выяснили, как будут "танцевать" пары черных дыр при слиянии 27 февр. 2015 г.

Физики выяснили, как будут "танцевать" пары черных дыр при слиянии

Физики смогли решить уравнения, описывающие движение и слияние пар черных дыр, что поможет их коллегам проверить теорию относительности Эйнштейна и "поймать" неуловимые на сегодняшний день гравитационные волны.1 / 2МОСКВА, 27 фев – РИА Новости. Международному...

дальше...

Коллапс Вселенной может произойти быстрее, чем ожидалось 27 марта 2015 г.

Коллапс Вселенной может произойти быстрее, чем ожидалось

Физики пришли к новым расчетам, когда Вселенная перестанет расширяться и коллапсирует в себя — а это, как вы понимаете, крайне плохие новости для материи внутри, — и утверждают, что это произойдет в ближайшие несколько десятков миллиардов лет или...

дальше...

Таинственные космические струны ускользнули от гравитационных детекторов 30 авг. 2021 г.

Таинственные космические струны ускользнули от гравитационных детекторов

Международная группа ученых из LIGO, Virgo и KAGRA установили самые строгие ограничения на таинственные космические струны — топологические дефекты пространства-времени, которые пока еще ускользают от исследователей. Полученные результаты помогают понять...

дальше...

Вселенная не должна была прожить больше секунды 26 июня 2014 г.

Вселенная не должна была прожить больше секунды

Вместо этого она должна была коллапсировать и сгинуть в небытие.Об этих выводах Роберт Хоган (Robert Hogan) из Королевского колледжа в Лондоне и его коллеги рассказали 24 июня 2014 года на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического...

дальше...

Физики доказали нестабильность пятимерных черных дыр 20 февр. 2016 г.

Физики доказали нестабильность пятимерных черных дыр

Математические физики из Великобритании впервые показали, что черные дыры в пятимерном и более высокой размерности пространстве-времени нестабильны и нарушают принцип космической цензуры. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, а...

дальше...

Хиггсогенез: гипотетическая новая космологическая модель 14 окт. 2014 г.

Хиггсогенез: гипотетическая новая космологическая модель

Не так давно ученые заговорили о новой космологической модели, известной как «хиггсогенез» (Higgsogenesis). Документ с описанием новой модели был опубликован в журнале Physical Review Lettres. Термин «хиггсогенез» относится к первому появлению частиц...

дальше...

Природа темной материи может быть связана с первичными черными дырами 18 нояб. 2013 г.

Природа темной материи может быть связана с первичными черными дырами

Для физиков в настоящий момент одним из самых ключевых вопросов является определение компонентов, из которых состоят черные дыры. В недавнем исследовании астрофизики сделали предположение о том, что не менее таинственная темная материя может являться...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 28 нояб. 2021 г.