Pregunta hipotética basada en mi entendimiento de que dos horizontes de eventos que se superponen (se tocan) no pueden separarse nunca más:
Imagine que un agujero negro de mil millones de masa solar (por lo que el horizonte de eventos es masivo y muy gravitacionalmente débil) está viajando a una velocidad de 0.9c a través del espacio intergaláctico plano vacío; ahora imagine un agujero negro idéntico de mil millones de masas solares viajando a 0.9c pero exactamente en la dirección opuesta, por lo que los dos se dirigen aproximadamente uno hacia el otro. Los caminos de los agujeros negros, una vez que se tiene en cuenta toda la deformación del espacio-tiempo, no están en una colisión directa, pero los bordes más externos de los horizontes de eventos simplemente se 'recortarán', normalmente solo se superpondrán por una fracción de nanosegundo como Estos dos cuerpos viajan a velocidades increíblemente rápidas y en direcciones opuestas entre sí.
Entonces, en primer lugar, ¿estoy en lo cierto al pensar que si dos horizontes de eventos se superponen, nunca podrán 'destrabarse'?
En segundo lugar, ¿qué pasaría con esta increíble cantidad de impulso mutuo de los agujeros negros? ¿Se convertiría instantáneamente en energía gravitacional? Teniendo en cuenta que los agujeros negros normalmente se fusionan, sucede muy lentamente a medida que los agujeros negros se mueven lentamente cada vez más cerca durante millones de años, emitiendo energía gravitacional a medida que sucede, por lo que no en una fracción de nanosegundo como en este caso.
Y en tercer lugar, ¿cómo sería esto? ¿Los horizontes de eventos seguirían siendo bastante esféricos y la energía irradiada sería simplemente una locura o se estirarían y deformarían en una especie de horizonte de eventos elástico largo y delgado a medida que se disparan uno al otro y luego con el tiempo se desaceleran y vuelven a chocar entre sí?
Respuestas:
Ya tiene algunas buenas respuestas, pero trataré de proporcionar una solución más intuitiva sobre por qué los horizontes de eventos nunca se separarán nuevamente si se superponen:
Primero, imagine una mota de polvo que entra dentro del EH de un agujero negro . Creo que estaremos de acuerdo en que esta mota nunca puede escapar del agujero negro, porque nada puede regresar por detrás del horizonte de eventos.
Ahora, imagine la misma mota de polvo, pero dentro de las partes superpuestas del EH de dos agujeros negros que se cruzan. Esta mota de polvo nunca escapará de ninguno de esos dos agujeros negros, porque está dentro del EH de ambos. Si estos agujeros negros pudieran separarse nuevamente, la mota atrapada entre ellos obviamente escaparía al menos a uno de los agujeros negros, después de estar detrás de su horizonte de eventos.
Como esto no puede suceder, los dos agujeros negros se unirán desde el punto en que sus horizontes de eventos se superponen, sin importar su velocidad.
fuente
Si los horizontes del evento alguna vez se tocan y se convierten en una superficie continua, su destino está sellado: los dos agujeros negros se fusionarán por completo. Nunca podrán separarse de nuevo, pase lo que pase.
Hay varias formas posibles de explicarlo, con diversos grados de rigor.
Una explicación intuitiva es que la velocidad de escape en el horizonte de eventos es igual a la velocidad de la luz. Pero nada puede moverse tan rápido como la luz, ni siquiera un agujero negro. Para que los dos agujeros negros se separen, partes de uno tendrían que "escapar" del otro, o moverse más rápido que la luz, lo cual es imposible.
EDITAR : Otra "explicación" intuitiva (también conocida como agitar las manos): dentro del horizonte de eventos, todas las trayectorias conducen al centro. No hay camino posible desde ningún lugar dentro del horizonte hacia el exterior. De cualquier forma que gire, está mirando el centro. De cualquier forma que te muevas, te mueves hacia el centro. Si los horizontes del evento se han fusionado, para que los agujeros negros se separen nuevamente, partes de ellos tendrían que moverse "lejos del centro" (o lejos de uno de los centros), lo que no es posible.
Todo lo anterior es tan "riguroso" como "explicando" la relatividad general con bolas de acero sobre una lámina de goma. Es solo una metáfora.
Más rigurosamente, vea este artículo de Stephen Hawking:
Agujeros negros en relatividad general
EDITAR : Los horizontes de eventos en realidad no "simplemente se cortan entre sí". Los horizontes de eventos perfectamente esféricos son una abstracción teórica (un agujero negro no giratorio en un universo vacío). En realidad, cualquier cosa cerca de un BH deformará el horizonte de eventos, que se "extenderá" hacia esa masa. Si es una masa pequeña, el efecto es insignificante.
Pero si dos agujeros negros se acercan, los EH tienen forma de huevo, como si trataran de tocarse. Si están lo suficientemente cerca, entonces eventualmente se formará un puente muy estrecho en el medio, y las EH se fusionarán. En ese momento, se decreta la fusión completa y se procederá con absoluta certeza hasta que se complete. Nada puede detenerlo.
Ver esta respuesta:
¿Los agujeros negros son esféricos durante la fusión?
El agujero negro resultante después de la fusión tendrá mucho efecto, si la colisión no es perfectamente frontal. Cualquier energía que no pueda convertirse en espín, probablemente se irradiará como ondas gravitacionales (como ya han indicado otros en los comentarios a su pregunta).
fuente