¿Qué pasaría si un agujero negro se encontrara con otro agujero negro?

Los dos giraron y se tragaron mutuamente en un agujero negro. En la evolución del universo, cuando los agujeros negros se comen entre sí, también es el proceso en el que el universo regresa a la singularidad del Big Bang.

Como uno de los cuerpos celestes más misteriosos del universo, los agujeros negros tienen una masa súper masiva y una gravedad súper fuerte, lo que hace que la luz se "incline" frente a él y sea incapaz de escapar de las garras del negro. agujero. Los agujeros negros son los señores supremos de cada galaxia y mantienen el equilibrio y el funcionamiento de cada galaxia. Entonces, si dos agujeros negros se encontraran, ¿no sería como una pelea entre dioses y dioses?

Un agujero negro pasa toda su vida absorbiendo los cuerpos celestes y la materia que pasa por él. Entonces, ¿qué pasará si dos agujeros negros se encuentran?

Cuando dos agujeros negros se encuentran, se verán afectados por la gravedad del otro y orbitarán entre sí. Al mismo tiempo, la distancia entre los dos se acercará gradualmente y liberará energía. Hasta que un día, el agujero negro más pequeño es tragado por el agujero negro más grande y finalmente se fusiona en un nuevo agujero negro. De hecho, después de la fusión de los dos agujeros negros

el evento de fusión no puede considerarse como un final perfecto. Lo que es aún más aterrador es la enorme energía generada por este evento de fusión: un estallido de rayos gamma. Los estallidos de rayos gamma se consideran los eventos cósmicos con mayor energía

¡a excepción del Big Bang! Los estallidos de rayos gamma pueden destruir fácilmente los cuerpos celestes que los rodean y afectar a cuerpos celestes a miles de millones de años luz de distancia. Incluso parece recrear un Big Bang a pequeña escala a su alrededor. Algunos científicos creen que pudo haber habido otra vida inteligente en nuestro universo, pero se desconoce cuántas murieron a causa de estallidos de rayos gamma. ¡Ésta puede ser una de las razones por las que no podemos encontrar extraterrestres! Casos clásicos de fusión de agujeros negros en los últimos años

Cuando dos agujeros negros con una masa de 29 masas solares y un agujero negro con una masa de 36 masas solares se fusionaron para formar un nuevo agujero negro de 62 masas solares en 2015 La masa perdida fue liberada al universo en forma de poderosas ondas gravitacionales. Después de un largo período de 1.300 millones de años, llegó a la Tierra y fue detectada por los dos detectores gemelos de ondas gravitacionales del "Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser". " (LIGO) en los Estados Unidos. También se ha confirmado oficialmente la conjetura de las ondas gravitacionales en la teoría de la relatividad.

En 2017, dos agujeros negros a unos 9 mil millones de años luz de nosotros se fusionaron para formar un nuevo agujero negro con una masa de unas 80 veces la masa del sol. Este es también el evento de fusión de agujeros negros más lejano que jamás hayamos observado.

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La colisión de agujeros negros ya no es una hipótesis, sino un evento relativamente común en el universo. Las primeras ondas gravitacionales descubiertas y detectadas por los humanos fueron ondas en el espacio y el tiempo causadas por la colisión de dos agujeros negros. a años luz de la Tierra.

Si la colisión de los agujeros negros fuera sólo un evento extremadamente accidental, no habría sido el iniciador del primer descubrimiento de las ondas gravitacionales por parte del ser humano. Esto significa al menos dos cosas. Una es que hay muchos agujeros negros en el universo y se encuentran con frecuencia. La otra es que las colisiones de agujeros negros son un evento común en el universo.

Los agujeros negros son los objetos extremos superiores del universo. Dentro del alcance de su control gravitacional, es decir, dentro del radio de Schwarzschild (dentro del horizonte de sucesos), la curvatura del espacio-tiempo es infinitamente alta. Cualquier materia que accidentalmente entre o sea capturada. Todos fueron destrozados y devorados sin ningún suspenso, y finalmente desaparecieron sin dejar rastro y aterrizaron en la singularidad infinitesimal del centro. La colisión de dos cuerpos celestes extremos como este es, por supuesto, una explosión de energía devastadora. Esta energía se emite en dos formas, una es un enorme estallido de rayos gamma y la otra son ondas gravitacionales.

Los estallidos de rayos gamma son las principales causas de muerte en el universo. Estos estallidos de energía súper enormes a menudo irradian por todo el universo. La comunidad científica cree que más del 90% de la vida o la civilización en la Vía Láctea murieron. exposición a esta energía bajo.

En 1991, la NASA lanzó el "Observatorio Compton (CGRO)" para detectar estallidos de rayos gamma. En tan solo unos años, se detectaron más de 3.000 estallidos de rayos gamma, lo que demuestra que los estallidos de rayos gamma. Las ráfagas de rayos de caballo son asesinos comunes en el universo.

Por supuesto, los estallidos de rayos gamma no son un evento que ocurre cuando los agujeros negros chocan. También pueden ocurrir colisiones de cuerpos celestes extremos, como estrellas de neutrones y explosiones de supernovas.

Las ondas gravitacionales causadas por la fusión (colisión) de agujeros negros son asombrosas La colisión de dos agujeros negros fue detectada por primera vez por los humanos el 14 de septiembre de 2015. Chocaron a 1.300 millones de años luz de nosotros. Las ondas espacio-temporales se transmiten desde hace 1.300 millones de años y fueron detectadas por nuestros científicos terrestres. Aunque la transmisión de ondas gravitacionales a nuestra Tierra ha sido muy pequeña, y sólo movió el brazo de 4 kilómetros de largo del instrumento de detección (LIGO) en una diezmilésima parte del diámetro de un protón, aún así fue capturada por los humanos.

Uno de los dos agujeros negros tiene una masa de 35,4 veces la masa del sol, y el otro tiene 29,8 veces la masa del sol. Después de la colisión, se fusionaron en uno y se convirtieron en un agujero negro. con una masa de 62,2 veces la masa del sol.

Antes de la colisión, la masa combinada de los dos agujeros negros era 65,2 veces mayor. Después de la fusión, perdieron 3 masas solares. Entonces, ¿adónde se fueron?

El destino de esta masa perdida consta de dos partes: una parte se convierte en energía (incluidos estallidos de rayos gamma, ondas de choque y ondas gravitacionales) y otra pequeña parte de la materia se disipa en el espacio; Aprovecha la explosión. El caos escapa al espacio desde la brecha espacial desgarrada.

Estos materiales que han escapado por casualidad se descompondrán rápidamente, formando algunos elementos superpesados, y emitirán luz visible brillante y radiación infrarroja, con un brillo que alcanzará mil veces el de las novas, como llama la comunidad astronómica al paisaje. formada por este tipo de material expulsado "mil estrellas", el Telescopio Espacial Hubble descubrió una "kilonova" de este tipo en 2013. En 2017, la comunidad científica detectó ondas gravitacionales causadas por la colisión de dos estrellas de neutrones. Los estudios creen que esta colisión provocó que parte del material de las estrellas de neutrones se escapara, formando oro de 300 masas terrestres.

Por eso, algunas personas creen que el material que se escapa de la colisión de los agujeros negros también puede producir oro. Quizás el trozo de oro que usted y yo llevamos o poseemos pudo haber sido producido por la colisión de agujeros negros. En los últimos años, se han observado o detectado continuamente eventos de fusión de agujeros negros. Estas fusiones de agujeros negros incluyen la fusión de dos agujeros negros y la fusión de tres agujeros negros.

No hace mucho, la NASA captó un proceso de colisión y fusión de tres agujeros negros. Este agujero negro fusionado se encuentra a 1.000 millones de años luz de nosotros. Cada agujero negro se encuentra en el centro de una galaxia. esto también es evidencia de la colisión y fusión de tres galaxias. Después de que las tres galaxias se fusionen, los tres agujeros negros masivos también se fusionarán para convertirse en un agujero negro más masivo, llamado "SDSS J084905.51 111447.2".

Este descubrimiento también proporciona evidencia del mecanismo de formación de agujeros negros supermasivos. La investigación astronómica moderna ha descubierto que hay un agujero negro supermasivo en el centro de cada galaxia.

El centro de nuestra Vía Láctea no es una excepción. Hay un agujero negro con una masa de unos 4 millones de masas solares. También hay un enorme agujero negro en el centro de la galaxia de Andrómeda, 2,54 millones. a años luz de nosotros, que tiene 100 millones de veces la masa del sol.

La galaxia de Andrómeda se está acercando a nuestra Vía Láctea a una velocidad de unos 300 kilómetros por segundo. Se espera que las dos galaxias colisionen y se fusionen en los próximos 3 a 4 mil millones de años. Las dos galaxias supermasivas chocarán y se fusionarán. Los agujeros negros también se fusionarán y se producirán acontecimientos devastadores.

Eso es todo, las discusiones son bienvenidas.

Los agujeros negros se encuentran y se fusionan en el universo. Esta situación generalmente ocurre en sistemas duales de agujeros negros.

Figura: Sistema de doble agujero negro

Un sistema binario de agujeros negros es un sistema estelar binario compuesto por dos estrellas masivas. Una vez agotado el combustible de fusión nuclear, se produce el colapso gravitacional. agujeros negros. Los dos objetos negros giran alrededor del punto de masa orbital entre ellos. Durante la revolución, generarán ondas gravitacionales y consumirán su propia energía cinética. A medida que se consume su energía cinética, sus períodos de revolución se vuelven cada vez más cortos y se acercan cada vez más entre sí. Este proceso se llama precesión. Con el tiempo se fusionarán formando un agujero negro.

La masa del agujero negro después de la fusión es ligeramente menor que la suma de las masas de los dos agujeros negros. Esto se debe a que las ondas gravitacionales liberadas durante la fusión consumieron una. gran cantidad de energía de los agujeros negros. Según Einstein La fórmula masa-energía: E mc?, en realidad masa y energía son equivalentes, por lo que la energía consumida es igual a la masa que pierden.

Imagen: Esquema de LIGO

Imagen: LIGO, hay dos sistemas ubicados en diferentes ubicaciones

, apoyándose entre sí.

En 2015, LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) confirmó la existencia de ondas gravitacionales. Las ondas gravitacionales observadas fueron emitidas por la fusión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz de distancia. Los dos agujeros negros tienen masas de 36 y 29 masas solares respectivamente. La masa combinada es de aproximadamente 62 masas solares, con una pérdida de aproximadamente 3 masas solares.

Imagen: Galaxia Macaren 231

También existe un sistema binario de agujeros negros formado por dos agujeros negros supermasivos, que resulta de la fusión de dos galaxias. En 2015, la NASA anunció que científicos chinos utilizaron el Telescopio Espacial Hubble para descubrir un sistema de doble agujero negro en el núcleo de la galaxia Markaren 231. El agujero negro principal tiene una masa de 150 millones de masas solares y el agujero negro compañero tiene una masa de 4 millones de masas solares. Se cree que el agujero negro compañero es el agujero negro central de la pequeña galaxia que se fusionó con la galaxia Markaren 231. Las fusiones de galaxias ocurren con frecuencia en el universo, y la Vía Láctea también está creciendo a través de fusiones continuas. Puede fusionarse con la galaxia de Andrómeda en 3 mil millones de años.

Imagen: Fusión de galaxias captada por el Telescopio Hubble

Actualmente, la precisión de detección de LIGO no es suficiente para "ver" un sistema binario de agujeros negros en el que los dos agujeros negros están muy separados Cuando dos agujeros negros están muy cerca uno del otro, las ondas gravitacionales causadas por ellos son lo suficientemente significativas como para ser detectadas por LIGO.

¿Qué pasa si un agujero negro se encuentra con otro agujero negro?

——Lo que sucederá exactamente depende de a qué se refiere "encuentro" aquí.

¿Colisión?

Si dos agujeros negros chocan directamente, el resultado final es que se fusionarán para formar un agujero negro más masivo. La masa de este agujero negro es aproximadamente igual a la suma de sus masas originales.

Por supuesto, aquí se utiliza la ecuación aproximada, porque durante el proceso de colisión y fusión, la enorme energía cinética y la energía potencial gravitacional entre los dos agujeros negros se convertirán en Energía de masa del nuevo agujero negro.

Esto aumentará mucho la masa del agujero negro.

¿Pasó por aquí?

Si dos agujeros negros pasan uno frente al otro, habrá tres finales:

Cuando la velocidad relativa es pequeña:

En el primer caso, A baja -Un agujero negro de gran masa es capturado por un agujero negro de gran masa y se denomina "satélite" de un agujero negro de gran masa.

En el segundo caso, si los dos agujeros negros tienen masas similares, orbitarán entre sí y formarán un oscuro "sistema estelar binario".

Cuando la velocidad relativa es grande:

En el tercer caso, los dos agujeros negros realmente pasan uno al lado del otro y sus direcciones de trayectoria pueden ser diferentes. Cambian debido a la influencia mutua, pero aún así vuelan a lo largo de sus trayectorias cambiadas; es posible que nunca se vuelvan a encontrar.

Deben sentirse atraídos entre sí. Después de alcanzar una distancia lo suficientemente cercana, los dos giran rápidamente uno alrededor del otro y luego se fusionan en uno, convirtiéndose en un agujero negro más grande, con. Una fuerza más poderosa es desenfrenada en el universo, y cualquier planeta que encuentre un agujero negro será devorado sin piedad y seguirá encontrando otros agujeros negros durante el período. El desarrollo final del universo es el proceso en el que los agujeros negros se devoran entre sí, y luego todo el universo colapsa y regresa a una densa singularidad. Cuando esta singularidad acumule suficiente energía, el Big Bang volverá a ocurrir y nacerá un nuevo universo.

No sabemos en qué vida del universo nos encontramos. Obviamente no es la primera vida, y mucho menos la última.

Cuando los encuentros con agujeros negros se convierten en la norma, se demuestra que el universo ha comenzado a envejecer. El fenómeno astronómico de los agujeros negros devorándose unos a otros rara vez ocurre ahora. En el futuro, nuestra Vía Láctea se fusionará con Andrómeda, lo que significa que los dos agujeros negros están destinados a encontrarse y luego fusionarse en uno.

Vivimos en el agujero negro de la Vía Láctea. Este gran agujero negro es nuestro mundo. Naturalmente, no queremos que el agujero negro de la Vía Láctea sea destruido. Sin embargo, las leyes del universo no se pueden cambiar y tendremos que dejarlo en manos del destino.

Un agujero negro chocando con otro agujero negro es un misterio chocando con otro misterio, que será aún más misterioso.

Cuando un agujero negro se encuentra con otro agujero negro, a menudo se produce una fusión de agujeros negros. Durante el proceso de fusión, debido a la gran masa del agujero negro, el espacio fluctuará significativamente. Einstein Esta situación se llamó hace cien años ondas gravitacionales. Desde que Einstein predijo las ondas gravitacionales hace cien años, no fue hasta 2016 que los humanos detectaron la señal de ondas gravitacionales generadas cuando se fusionaron dos agujeros negros. años atrás.

Dado que los sistemas estelares binarios o incluso los sistemas estelares triples existen ampliamente en el universo, si las masas de las estrellas en el sistema estelar binario son más de 8 veces la masa del sol, las dos estrellas colapsarán en dos al final de sus vidas. Un agujero negro.

Después de que los dos agujeros negros se formen, seguirán girando alrededor de la misma partícula y generando ondas gravitacionales, sin embargo, esta revolución seguirá consumiendo la energía cinética del negro. agujeros, y lentamente los agujeros negros girarán cada vez más lento, y el período de revolución será cada vez más corto. Posteriormente, la distancia entre los dos agujeros negros continuará reduciéndose. Este proceso es la precesión.

Dado que los agujeros negros no son planos bidimensionales sino esferas, después de que la distancia entre los dos agujeros negros se acorte hasta cierto punto, chocarán y se fusionarán, y finalmente formarán un agujero negro con una masa mayor. , pero durante el proceso de fusión los agujeros negros seguirán consumiendo masa, por lo que la masa del agujero negro final formado no es la suma de las masas de los dos agujeros negros originales.

El ser humano ha descubierto cientos de agujeros negros fusionándose. Los dos agujeros negros cuyas ondas gravitacionales fueron detectadas tenían 29 y 36 veces la masa del sol respectivamente. La masa del agujero negro que finalmente formaron fue 62. veces. De la masa solar, se perdieron 3 masas solares durante el proceso de fusión.

Cuando un agujero negro choca con otro agujero negro, se produce una batalla de agujeros negros, una batalla gravitacional entre agujeros negros. Después de una larga lucha, los dos agujeros negros se fusionarán y se harán más grandes, o un agujero negro pequeño será expulsado por otro agujero negro más grande.

Lo anterior son los resultados de los científicos que utilizan grandes computadoras para simular la colisión de dos agujeros negros.

Primero comprenda el volumen y la densidad de los agujeros negros. La masa de cualquier área dentro de un agujero negro supermasivo típico es millones o incluso decenas de miles de millones de veces la del sol.

El agujero negro más grande encontrado hasta el momento se encuentra en la galaxia Holmberg 15A. El diámetro del centro de este agujero negro es de 15.000 años luz y su masa es 170 mil millones de veces la del sol. ¿Qué pasaría si dos agujeros negros colisionaran?

Teóricamente, el resultado de su colisión depende de la velocidad a la que corren y del ángulo de colisión.

El primer resultado es que si dos agujeros negros giran a gran velocidad y chocan en un cierto ángulo, el agujero negro relativamente pequeño será expulsado por el agujero negro más grande y volará en el espacio durante un largo tiempo antes de detenerse. . Como dos monedas que giran y rebotan cuando chocan.

La segunda posibilidad es que los dos agujeros negros se acerquen lentamente hasta que sean atraídos por la fuerte gravedad del otro y finalmente se fusionen en uno. La intensidad del proceso hace difícil creer que los agujeros negros finales que producen sean agujeros negros binarios. Cuando dos agujeros negros se fusionan, pasarán por una etapa de "desintegración"; cuando todas las formas se desvanecerán lentamente, los agujeros negros dobles recién nacidos se acercarán cada vez más a un círculo durante la operación y todas las formas asimétricas desaparecerán, formando un perfecto. Disco de la muerte.

Independientemente del resultado, la enorme energía de la colisión del agujero negro tiene un gran impacto en la estructura espacio-temporal del universo, que es la generación de ondas gravitacionales cósmicas.

Bienvenidos a seguir y comentar. Un agujero negro es un cuerpo celeste especial predicho por la teoría general de la relatividad con una gravedad y una masa extremadamente grandes. Generalmente nace en el momento del colapso de una estrella masiva al final de su vida.

La física moderna cree que las estrellas masivas Al final de su vida, si la masa de la región central excede 2,44 veces la del Sol, entonces la gravedad de la región central será lo suficientemente fuerte como para aplastar el núcleo atómico. neutrones y quarks Dado que después de los quarks no hay material que pueda resistir una gravedad tan fuerte, la región central de la estrella eventualmente se convertirá en un agujero negro del que ni siquiera la luz que viaja a 300.000 kilómetros por segundo puede escapar.

Aunque en teoría los aceleradores de partículas y los colisionadores pueden producir microagujeros negros siempre que sean lo suficientemente potentes, según la radiación de Hawking, estos microagujeros negros sólo existen durante un tiempo muy corto, por lo que no tienen investigación. valor, ni tienen la capacidad de amenazar.

A partir de la información anterior, podemos saber que los agujeros negros se originan a partir del colapso terminal de estrellas masivas, por lo que la colisión de dos agujeros negros sólo puede ocurrir en un "sistema estelar binario con dos estrellas masivas al mismo tiempo". tiempo."

Así como el sistema solar se originó a partir del colapso de una nebulosa hace 4.600 millones de años, el sistema estelar binario también se originó a partir del colapso de la nebulosa, excepto que la nebulosa precursora del sistema estelar binario era mucho más grande. en masa y volumen que la nebulosa solar, y Las dos estrellas en un sistema estelar binario orbitan alrededor del mismo centro de masa.

Lo ideal es que, cuando ambas estrellas de un sistema estelar binario entren en sus años crepusculares, colapsen en agujeros negros una tras otra o al mismo tiempo y comiencen a "precesar" (es decir, a girar una alrededor de la otra). y ser gravitacional) acortar la distancia).

Dado que los agujeros negros son cuerpos celestes con un "espacio-tiempo extremadamente distorsionado", la precesión de los dos agujeros negros perturbará violentamente el espacio-tiempo circundante y producirá fuertes señales de ondas gravitacionales (detectadas por el LIGO Observatorio el 14 de septiembre de 2015. La primera señal de onda gravitacional fue emitida por un sistema dual de agujeros negros. La fuente de esta señal era una galaxia a 1.300 millones de años luz de distancia). Cuando dos agujeros negros preceden a una cierta distancia, la gravedad hará que se desplacen. chocan y se fusionan

Pero dado que los agujeros negros son esencialmente un tipo de cuerpo celeste, sus colisiones tendrán muchas similitudes con las colisiones de otros cuerpos celestes. Por ejemplo, dos agujeros negros también sufrirán pérdidas de masa durante la colisión. y proceso de fusión (estas masas se dispersan principalmente en el universo en forma de ondas gravitacionales y estallidos de rayos gamma).

Sin embargo, para la civilización humana, una colisión cercana de dos agujeros negros no es algo bueno, porque si la masa de los dos agujeros negros es demasiado grande, un fuerte rayo gamma Estallido será liberado Este "rayo de la muerte" matará toda la vida en la Tierra (algunos biólogos creen actualmente que la extinción masiva del Ordovícico hace 480 millones de años fue causada por estallidos de rayos gamma)