Schwarze Löcher verschmelzen also tatsächlich! In 1/5 Sekunde - Wie?

Ich habe viele widersprüchliche Antworten in diesen Foren gelesen. Heute gab es jedoch die beeindruckende Ankündigung von Gravitationswellen. Zwei Schwarze Löcher verschmolzen: http://www.slate.com/blogs/bad_astronomy/2016/02/11/gravitational_waves_finally_detected_at_ligo.html

Nicht nur das, sie fusionierten FAST. In 1/5 Sekunde drehen sie sich 250 Mal pro Sekunde umeinander. Die gesamte Veranstaltung war schneller als ein Herzschlag. Außerdem haben wir dies als entfernte Außenstehende beobachtet. Jetzt können wir also mit Gewissheit sagen:

  1. Objekte, die sich dem Ereignishorizont nähern, scheinen NICHT langsamer zu werden
  2. Schwarze Löcher KÖNNEN in einer endlichen (und schnellen) Zeit verschmelzen
  3. Und all dies ist ein weit, weit entfernter Bezugsrahmen

Um den NYTimes-Artikel zu zitieren:

Einer von ihnen war 36-mal so massiv wie die Sonne, der andere 29. Als sie sich dem Ende näherten, umkreisten sie sich mit halber Lichtgeschwindigkeit 250 Mal pro Sekunde.

Und dann hörte das Klingeln auf, als die beiden Löcher zu einem einzigen Schwarzen Loch verschmolzen, einer Falltür im Weltraum mit der äquivalenten Masse von 62 Sonnen. Alles in einer Fünftelsekunde Erdzeit.

Alles, was ich bisher gelesen habe, hat mich jedoch glauben lassen, dass ein außenstehender Beobachter niemals in der Lage sein sollte, die Kollision zu messen, die in einer endlichen Zeit stattfindet. Was genau passiert hier also? Ich muss in den letzten Jahren überall in diesen Foren mindestens 5 verschiedene Versionen davon gelesen haben.

Am Ende wird das Signal sehr schnell schwächer. Es geht nur asymptotisch gegen Null, aber LIGO hat eine endliche Empfindlichkeit, nach ungefähr einer Sekunde fällt das Signal unter das Grundrauschen.
@CountIblis Das bedeutet also, dass wir die Aussage "Die schwarzen Löcher sind verschmolzen" noch nicht wirklich treffen können? Aus unserer Sicht kreisen sie immer noch umeinander? Ich schätze, es würde auch bedeuten, dass es nicht richtig ist, wenn sie sagen "... als die beiden Löcher zu einem einzigen Schwarzen Loch verschmolzen" - ist das richtig?
Ja, aber wie John in seiner Antwort erklärt, ist es immer noch "effektiv wahr". Sie können dies mit vielen anderen Dingen vergleichen, wie zum Beispiel sagen, dass Ihre Position so und so ist und Sie sich mit dieser und jener Geschwindigkeit bewegen, obwohl Sie streng genommen nicht gleichzeitig eine bestimmte Geschwindigkeit und Geschwindigkeit haben können. Oder die Tatsache, dass der Phasenübergang mit einer endlichen Menge an Substanz nicht stattfinden kann (wenn Sie eine endliche Anzahl von Molekülen haben, sind die thermodynamischen Funktionen analytisch, sie haben keine diskontinuierlichen Ableitungen).

Antworten (3)

Dies rührt vermutlich daher, dass im Koordinatensystem eines externen Beobachters niemals etwas den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs überschreiten kann .

Das ist vollkommen richtig, aber wenn Sie beobachten würden, wie ein Objekt auf ein Schwarzes Loch mit stellarer Masse fällt, würde es sich in wenigen Mikrosekunden rot in die Unsichtbarkeit verschieben und für Sie so aussehen, als ob es den Horizont überquert. Genauer gesagt, unabhängig davon, wie empfindlich Ihre Messausrüstung ist, es würde eine Zeit geben, nach der Sie nicht mehr feststellen könnten, dass das Objekt den Horizont nicht überschritten hat, und für jede physikalisch vernünftige Ausrüstung ist diese Zeit extrem kurz.

Das gleiche Prinzip gilt für die verschmelzenden Schwarzen Löcher. Wir haben zwei Objekte, die eigentlich keine echten Schwarzen Löcher sein können, weil wir wissen, dass es in keinem endlichen Universum echte Schwarze Löcher geben kann . Sie sind jedoch experimentell nicht von echten Schwarzen Löchern zu unterscheiden. Wenn sich diese beiden Objekte einander nähern, ändert sich die Geometrie der Raumzeit und nähert sich der eines einzelnen rotierenden Schwarzen Lochs – der Kerr-Metrik . Wir wissen, dass die Geometrie niemals Kerr werden kann, weil das unendlich lange dauern würde. Die Geometrie nähert sich jedoch so schnell der Kerr-Geometrie an, dass sie nach einer Fünftelsekunde experimentell nicht mehr von der Kerr-Geometrie zu unterscheiden ist.

Ob die Schwarzen Löcher verschmolzen sind oder nicht, hängt davon ab, was Sie genau unter verschmolzen verstehen . Sie sind sicherlich nicht mehr zwei getrennte Objekte, und das geschieht in kurzer Zeit und ist beobachtbar. In diesem Sinne erscheint es mir vernünftig, sie als verschmolzen zu bezeichnen. Wenn Sie darauf bestehen, dass die Fusion erst abgeschlossen ist, wenn der Übergang zur Kerr-Geometrie abgeschlossen ist, dauert dies unendlich lange, sodass sie niemals zusammengeführt werden.

tl; dr - in jeder vernünftigen Bedeutung des Begriffs Verschmelzen verschmelzen die beiden Schwarzen Löcher tatsächlich in einer endlichen und sehr kurzen Zeit.

Dank dafür! Ich denke, es macht jetzt fast Sinn für mich :)
@BhagwadJalPark Wenn es hilft, wenn wir die Berechnungen mit einem diffusen Materieklumpen anstelle eines Materiepunkts durchführen, sehen wir, dass der weit entfernte Betrachter sieht, dass die Materie innerhalb des Klumpens das Ereignis verursacht, wenn sich der Klumpen dem Schwarzen Loch nähert Horizont zu erweitern, der die Materie fest "frisst". Auf diese Weise ist die Oberfläche eines Schwarzen Lochs nicht nur ein rotverschobenes Abbild von allem, was es absorbiert hat, sondern es "fällt" tatsächlich etwas hinein.
Haben Sie Ihre positive Stimme. Möge der HNQ mit dir sein :)
Aber verschmelzen die Singularitäten? Oder umkreisen sie sich für immer im Schwarzen Loch?
Sie werden nie wirklich verschmelzen, aber sie sind so nah beieinander, dass es nicht mehr möglich ist, die unendlich kleine Entfernung zwischen ihnen mit den Instrumenten zu messen, die wir haben oder jemals haben werden
@Jossi es gibt keine Singularitäten, denn wie diese Antwort sagt, gibt es kein schwarzes Loch. Nochmals lesen.

So wie Photonen nicht altern, sondern sich bewegen, altern Horizonte von Schwarzen Löchern nicht, sondern bewegen sich und können so mit anderen Schwarzen Löchern verschmelzen.

Der Entstehungsprozess eines Schwarzen Lochs dauert nach Ansicht externer Beobachter unendlich lange, aber das bedeutet nicht, dass es in seiner Ausgangsposition bleiben muss. Der gefrorene Horizont bewegt sich durch den Weltraum und sendet Gravitationsstrahlung aus, um seiner Umgebung seine neue Position mitzuteilen. Nichts außer Hawking-Strahlung entkommt dem Inneren eines Schwarzen Lochs, einschließlich Gravitonen.

Die Rotation eines Objekts um das Schwarze Loch verlangsamt sich nicht (in Bezug auf die Frequenz). Es wird nicht von der Zeitdilatation beeinflusst. Das Objekt bleibt an der Oberfläche des Schwarzen Lochs haften und beschleunigt sogar seine Rotation.

Schwarze Löcher verschmelzen also tatsächlich! In 1/5 Sekunde - Wie?
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