Слияние черных дыр. Вопрос..

[Pphantom]

Prisma в сообщении #1481793 писал(а):

А вообще, лобовое столкновение или прямое падение тела, в случае с чёрной дырой, возможно?

А почему нет?

[Prisma]

Если в примере с пробным телом, то у меня возникает вопрос, насколько устойчива (скажем так) такая траектория падения? В качестве примера рассмотрим скатывание шарика в воронку, сильно сужающуюся вглубь. Небольшое возмущение поперёк оси симметрии (момент импульса пробного тела) должно приводить к переходу в движение по спирали.

[Theoristos]

Someone в сообщении #1481272 писал(а):

"Бесконечно долго" — это в случае падения так называемого "пробного тела", размерами которого и его влиянием на гравитационное поле чёрной дыры можно пренебречь. При падении реального тела оно своим гравитационным полем искажает гравитационное поле чёрной дыры, его симметрия нарушается. Возникает гравитационное излучение, которое уносит все асимметрии. Когда тело приближается к горизонту достаточно близко, вокруг чёрной дыры и падающего тела возникает новый горизонт, а старый падает в сингулярность.

А где можно прочитать про такое точное решение и узнать время процесса?

Фраза "вокруг чёрной дыры и падающего тела возникает новый горизонт, а старый падает в сингулярность" несколько смущает. Это в какой же момент Дыра с Телом решают поднатужиться и возникнуть новый горизонт, чем он особенен?

[Someone]

Theoristos в сообщении #1481814 писал(а):

А где можно прочитать про такое точное решение и узнать время процесса?

Какое именно время Вы хотите узнать?
С точки зрения удалённого наблюдателя процесс занимает бесконечное время, хотя в какой-то момент этот наблюдатель уже не сможет отличить то, что он наблюдает, от стационарной чёрной дыры. Например, пусть в шварцшильдовскую чёрную дыру вертикально падает источник сигналов, который посылает миллион сигналов в секунду. С некоторого момента наблюдатель обнаружит уменьшение частоты приходящих к нему сигналов, которая будет падать в $e$ раз за время порядка $10^{-5}\cdot\frac M{M_{\astrosun}}\text{ с}.$ В какой-то момент он примет последний сигнал, и больше сигналов не будет, сколько бы он ни ждал. Падение во вращающуюся чёрную дыру отличается тем, что происходит по спиральной траектории, закручивающейся вокруг чёрной дыры. На последней стадии падения наблюдатель будет видеть источник сигналов как-бы "прилипшим" к "поверхности" вращающейся чёрной дыры, пока сигналы не прекратятся. С этого момента можете считать, что падение состоялось.
С точки зрения свободно падающего наблюдателя падение продолжается конечное время, но для него момент пересечения горизонта ничем особенным не отмечен. Если конечно, он до этого момента доживёт. По оценкам в третьем томе МТУ, при падении в шварцшильдовскую чёрную дыру солнечной массы приливные силы разорвут тело человека на расстоянии около $200\text{ км}$ от чёрной дыры (как и при падении на нейтронную звезду такой же массы). Тело, падающее впереди наблюдателя, этот наблюдатель видит пересекающим горизонт в тот момент, когда сам его пересекает, и продолжает видеть до момента попадания в сингулярность. Выглядит это несколько неожиданно: наблюдатель смотрит на падающее впереди тело, ожидая, когда оно попадёт в сингулярность, но дождаться этого он не сможет, потому что сам попадёт туда раньше (и в другую точку сингулярности).

Что касается точного решения для падения реального тела в чёрную дыру, то такого, конечно, нет. Это, наверное, можно рассчитать численно. В конце-концов, рассчитывают же процесс слияния чёрных дыр. Но я этого не умею.
Можно попробовать рассчитать падение бесконечно тонкой массивной сферической оболочки в шварцшильдовскую чёрную дыру, но мне не хочется с этим возиться.

Theoristos в сообщении #1481814 писал(а):

Это в какой же момент Дыра с Телом решают поднатужиться и возникнуть новый горизонт, чем он особенен?

Ни в какой (см. выше). Вообще, понятие горизонта событий точно определено только для так называемой вечной чёрной дыры (в отсутствие квантовых эффектов и находящейся в вакууме). Реальная чёрная дыра находится не в вакууме, поэтому в неё постоянно что-то падает (хотя бы реликтовое излучение и свет звёзд), из-за квантовых эффектов она что-то излучает… Поэтому её "горизонт" постоянно "плывёт".

[Утундрий]

Someone в сообщении #1481864 писал(а):

Можно попробовать рассчитать падение бесконечно тонкой массивной сферической оболочки в шварцшильдовскую чёрную дыру, но мне не хочется с этим возиться

Во втором томе Л&Л имеется т.н. решение Толмена. Подбором входящих в него произвольных функций данная задача решается без особого труда.

[Theoristos]

Someone в сообщении #1481864 писал(а):

Какое именно время Вы хотите узнать?

По часам [бесконечно] удалённого наблюдателя.

Someone в сообщении #1481864 писал(а):

С точки зрения удалённого наблюдателя процесс занимает бесконечное время

Гм. То пишут

Someone в сообщении #1481272 писал(а):

"Бесконечно долго" — это в случае падения так называемого "пробного тела", размерами которого и его влиянием на гравитационное поле чёрной дыры можно пренебречь. При падении реального тела оно своим гравитационным полем искажает гравитационное поле чёрной дыры, его симметрия нарушается. Возникает гравитационное излучение, которое уносит все асимметрии. Когда тело приближается к горизонту достаточно близко, вокруг чёрной дыры и падающего тела возникает новый горизонт, а старый падает в сингулярность.

То время таки бесконечное. "Кто-то врёт" (с)

Someone в сообщении #1481864 писал(а):

Theoristos в сообщении #1481814 писал(а):

Это в какой же момент Дыра с Телом решают поднатужиться и возникнуть новый горизонт, чем он особенен?

Ни в какой (см. выше).

Вот подозревал, да, подозревал! А тогда - зачем так написано?

Someone в сообщении #1481864 писал(а):

Вообще, понятие горизонта событий точно определено только для так называемой вечной чёрной дыры (в отсутствие квантовых эффектов и находящейся в вакууме). Реальная чёрная дыра находится не в вакууме, поэтому в неё постоянно что-то падает (хотя бы реликтовое излучение и свет звёзд), из-за квантовых эффектов она что-то излучает… Поэтому её "горизонт" постоянно "плывёт".

Кстати и это тоже. Если для бесконечно удалённого тело падает бесконечно долго, а дыра испаряется за конечное время - то невольно возникают вопросы.
И по поводу "в какой момент по часам бесконечно удалённого он увидит хокинговское излучение народившейся ЧД" - тоже.

Утундрий в сообщении #1481871 писал(а):

Во втором томе Л&Л имеется т.н. решение Толмена. Подбором входящих в него произвольных функций данная задача решается без особого труда.

Мы это уже обсуждали, для бесконечно удалённого наблюдателя там всё не так очевидно.

[Утундрий]

Theoristos в сообщении #1481912 писал(а):

Мы это уже обсуждали, для бесконечно удалённого наблюдателя там всё не так очевидно.

Вы о чём?

[epros]

Theoristos в сообщении #1481912 писал(а):

По часам [бесконечно] удалённого наблюдателя.

Бесконечно удалённый наблюдатель находится бесконечно далеко от тех событий, про которые Вы хотите знать, поэтому его суждение о "времени" данных событий неоднозначно. Часто словооборот "по часам бесконечно удалённого наблюдателя" применяют в смысле событий, происходящих синхронно с показаниями часов данного наблюдателя. При этом подразумевается некий способ синхронизации, обычно - стандартная Эйнштейновская синхронизация посредством обмена световыми сигналами. Проблема в том, что горизонт событий - это гиперповерхность, образованная множеством световых мировых линий. Поэтому синхронизироваться с событиями, лежащими на горизонте событий, стандартным Эйнштейновским способом не получится: свет никогда не уходит с горизонта событий в сторону внешнего наблюдателя.

Поэтому и получаются такие странные выводы, что "по часам удалённого наблюдателя" события на горизонте событий оказываются "в бесконечном будущем". Однако на деле это всего лишь из-за того, что свет оттуда не может до нас добраться за конечное время.

[stalvoron]

Someone в сообщении #1481272 писал(а):

"Бесконечно долго" — это в случае падения так называемого "пробного тела", размерами которого и его влиянием на гравитационное поле чёрной дыры можно пренебречь. При падении реального тела оно своим гравитационным полем искажает гравитационное поле чёрной дыры, его симметрия нарушается. Возникает гравитационное излучение, которое уносит все асимметрии. Когда тело приближается к горизонту достаточно близко, вокруг чёрной дыры и падающего тела возникает новый горизонт, а старый падает в сингулярность.

Не совсем уверен , правильно ли я понял вопрос, уважаемого AVeslov, но на основании высказывания уважаемого Someone, получается ,что время слияния двух чёрных дыр - это время, за которое на Земле фиксируется изменение показания гравитационного излучения? Т. е., получается , что событие слияния чёрных дыр, человечество (как сторонний наблюдатель), фиксирует наблюдая реакцию (гравитационное излучение) на, собственно, событие? Т.е., само событие, человечество не наблюдает, и о дате его свершения, длительности и времени передачи реакции может судить только умозрительно и расчётно? Это так?

[Someone]

stalvoron в сообщении #1482126 писал(а):

на основании высказывания уважаемого Someone, получается ,что время слияния двух чёрных дыр - это время, за которое на Земле фиксируется изменение показания гравитационного излучения? Т. е., получается , что событие слияния чёрных дыр, человечество (как сторонний наблюдатель), фиксирует наблюдая реакцию (гравитационное излучение) на, собственно, событие? Т.е., само событие, человечество не наблюдает, и о дате его свершения, длительности и времени передачи реакции может судить только умозрительно и расчётно?

Причём тут мои высказывания? Я вообще ничего не говорил о том, о чём Вы пишете. Но если учесть, что все наблюдавшиеся случаи слияния, о которых я слышал, произошли на расстояниях в миллиарды световых лет от нас, а чёрная дыра звёздной массы имеет типичный размер порядка единиц или десятков километров, следует ожидать, что собственными глазами этого никто не видел. Слияние непосредственно наблюдалось по его гравитационному излучению. Характеристики излучения соответствовали теоретическим расчётам.

-- Сб сен 05, 2020 22:14:49 --

stalvoron в сообщении #1482126 писал(а):

время слияния двух чёрных дыр - это время, за которое на Земле фиксируется изменение показания гравитационного излучения?

Вообще говоря, нет. Продолжительность процесса, наблюдаемая на Земле, больше действительной продолжительности из-за красного смещения, причём, тут надо учитывать и гравитационное красное смещение, и космологическое красное смещение.

[stalvoron]

Someone ,извините. Я и не думал приписывать Вам свои высказывания, просто процитировал Ваши слова в качестве основы для своего умозаключения. Спасибо за разъяснение. Я понял, что длительность процесса слияния (т.е период от момента касания чёрных дыр и до момента когда они становятся одним целым определяются косвенно по параметрам гравитационного излучения. Ещё раз спасибо.

[Someone]

stalvoron в сообщении #1482139 писал(а):

от момента касания чёрных дыр

Я не понимаю, что такое "касание чёрных дыр". Им нечем "касаться".

[stalvoron]

Я не силён в специфической терминологии, но по логике, если есть два физических объекта с не нулевыми радиусами то возможно их " не касание ", "касание" и "слияние". По крайней мере исходя из существования ( по крайней мере в нашем обсуждении) термина " слияние" то должно быть и "касание". А почему нет? Но ещё раз повторюсь, возможно я употребил некорректный термин. Я имел ввиду момент, который принимается за начало слияния.

[Geen]

stalvoron в сообщении #1482145 писал(а):

Я имел ввиду момент

А вот это что такое?

stalvoron в сообщении #1482145 писал(а):

но по логике, если есть два физических объекта с не нулевыми радиусами то возможно их " не касание ", "касание" и "слияние".

А при чём тут "логика"? Ваша "логика" натренирована на релятивистские и/или квантовые явления?

stalvoron в сообщении #1482145 писал(а):

два физических объекта с не нулевыми радиусами

Какое отношение это имеет к чёрным дырам?

[stalvoron]

Geen в сообщении #1482148 писал(а):

Я имел ввиду момент А вот это что такое?

Не совсем понял суть вопроса, но по моему представлению, изначально был задан вопрос о времени слияния чёрных дыр. Я понимаю, что при слиянии должен быть момент ( начало, или т.п., можно назвать наверно более правильно) когда слияние началось и момент который принят за окончание слияния. Если этих моментов нет (в любом слововыражении) тогда очевиден ответ на первоначальный вопрос в том смысле, что слияние мгновенное, и по времени протяжённости не имеет. Но такого ответа я не встретил. Поэтому на Ваш вопрос мне нечего ответить.
stalvoron в сообщении #1482145 писал(а):
но по логике, если есть два физических объекта с не нулевыми радиусами то возможно их " не касание ", "касание" и "слияние".
А при чём тут "логика"? Ваша "логика" натренирована на релятивистские и/или квантовые явления?
Логика (сожалею, что потревожил Вас этим словесным штампом)она у меня одна, и суть её в сопоставлении того, что по доступной мне информации, описывающей чёрные дыры, они занимают определённое пространство и имеют радиусы, с тем как они могут взаимодействовать исходя из этого. По крайней мере те , слияние которых, зафиксировано.
stalvoron в сообщении #1482145 писал(а):
два физических объекта с не нулевыми радиусами
Какое отношение это имеет к чёрным дырам?
Специально ещё раз просмотрел отдел в Википедии ( я понимаю что не самый исчерпывающий источник , но всё таки ) ничего противоречащему моему высказыванию не нашёл. Чёрная дыра-область пространства- времени. Радиус Шварцшильда считается характерным размером чёрной дыры. А что- нельзя сказать , что это объект? И не безразмерный. Что не так то?