Os buracos negros supermassivos podem ser feitos dessa maneira?
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Poderiam duas galáxias (uma grande e outra pequena) se cruzarem a uma velocidade para permitir que o buraco negro menor escapasse, mas não a galáxia ao seu redor?
No que diz respeito ao desenho com o qual suas perguntas foram atualizadas, não: isso não aconteceria (isso exigiria que a SMBH central da galáxia menor respondesse à gravidade de uma maneira completamente diferente das estrelas).
31818 Peter Erwin
Respostas:
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Os buracos negros supermassivos podem ser feitos dessa maneira?
Eu não acho que eles são "feitos" dessa maneira, mas acho que sim, eles podem ser "desonestos" dessa maneira.
Poderiam duas galáxias (uma grande e outra pequena) se cruzarem a uma velocidade para permitir que o buraco negro menor escapasse, mas não a galáxia ao seu redor?
Acho que a resposta é sim, mas não pelas razões padrão descritas por Peter e Mark. Digo isso porque gosto de pensar que sei como a gravidade funciona, veja este ensaio. Isso porque li os jornais digitais de Einstein. Veja o segundo parágrafo aqui , onde Einstein disse que "a curvatura dos raios de luz só pode ocorrer onde a velocidade da luz é espacialmente variável" . Um campo gravitacional é um local em que o que hoje é chamado de velocidade "coordenada" da luz varia, e por causa dessas curvas de luz.
O mecanismo é, em essência, uma refração, portanto, este artigo: Vácuo não homogêneo: uma interpretação alternativa do espaço-tempo curvo . Não chamamos isso de lente gravitacional por nada. A luz "vira" como um carro vira quando encontra lama na berma da estrada. Veja o artigo de Deflexão e Atraso da Luz do Professor Ned Wright para obter mais. Ele não diz que a luz é desviada porque o espaço-tempo é curvo. Em vez disso, ele diz o seguinte: “Em um sentido muito real, o atraso experimentado pela luz passando por um objeto maciço é responsável pela deflexão da luz. A figura abaixo mostra um feixe de raios passando pelo Sol a várias distâncias ” :
Imagem de Ned Wright
Quando você combina isso com a rotação do elétron e a natureza das ondas da matéria, pode entender por que um elétron cai. Você pode aplicá-lo à questão em geral. No entanto, quando você tenta aplicá-lo a buracos negros, simplesmente não funciona. Um buraco negro é um local em que a velocidade da luz "coordenada" é zero e não é um "spinor" dinâmico. Então você fica sem mecanismo pelo qual um buraco negro cai.
Isso sugere que, em sua colisão galáctica, o buraco negro menor navegaria pela galáxia maior como uma bala na névoa. Não sei ao certo se isso está certo, porque a constituição interior de um buraco negro continua sendo uma questão em aberto. Mas IMHO é alimento para reflexão.
Edit: Acabei de notar esta resposta em
que Rob Jeffries disse "a velocidade orbital dos componentes do buraco negro pouco antes da fusão é maior que a metade da velocidade da luz" . O problema disso é que um campo gravitacional é um lugar onde "a velocidade da luz é espacialmente variável" . Temos fortes evidências científicas disso, pois os relógios ópticos ficam mais lentos quando estão mais baixos. Vemos os fótons com desvios de cor porque nós e nossos relógios ficam mais lentos quando temos um potencial gravitacional mais baixo. Tudo na relatividade geral de Einstein cria alguns problemas para a física contemporânea dos buracos negros.
Eu não entendo. Você quer dizer que o pequeno buraco negro pode entrar no grande e depois sair? Isso atrapalha completamente o que eu entendi sobre buracos negros. Nada pode escapar deles, certo?
J. Chomel
Além do primeiro parágrafo, acho que nada disso realmente responde à pergunta. Você não fala sobre o cenário do OP.
HDE 226868
@ HDE226868: veja "Isso sugere que, em sua colisão galáctica, o buraco negro menor navegaria pela galáxia maior como uma bala na névoa". Eu tive um erro de digitação lá onde disse buraco negro em vez de galáxia. O ponto discutível aqui é que, de acordo com minha leitura de Einstein, não há mecanismo pelo qual um buraco negro caia.
precisa
1
Sua leitura de Einstein está errada. Sabemos que os buracos negros podem orbitar em sistemas binários - foi assim que os primeiros buracos negros foram encontrados - e eles se comportam (gravitacionalmente) exatamente como estrelas da mesma massa. (E, claro, agora temos detecções de ondas gravitacionais de fusão de buracos negros, o que demonstra (de novo) que os buracos negros obey Relatividade Geral.
Peter Erwin
@ Peter Erwin: Não duvido que buracos negros sejam encontrados em sistemas binários. E não duvido que a estrela companheira esteja orbitando um buraco negro. Mas você pode me dar uma referência que mostre que um buraco negro também está orbitando sua estrela companheira? Quanto a Einstein, ele disse o que disse e repetiu isso ano após ano. Dei as citações relevantes neste ensaio: a velocidade da luz não é constante . Refiro-me ao artigo de Einstein de 1939 em outro lugar.
precisa
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Suponho que você esteja perguntando sobre buracos negros supermassivos centrais (SMBHs, um por galáxia), não buracos negros de massa estelar.
A resposta é sim, mas o que realmente acontece é que as duas SMBHs precisam se fundir primeiro e, em seguida, a SMBH combinada resultante pode às vezes ser ejetada da galáxia combinada (mesclada).
[Editado para adicionar: Como você atualizou a pergunta com uma série de diagramas, devo declarar explicitamente que o cenário sugerido pelos diagramas - estrelas em galáxias menores se fundem em galáxias grandes, mas o SMBH continua quase inalterado - não é fisicamente possível. A maioria das estrelas da galáxia menor não terminará no centro da grande galáxia, mas, devido ao atrito dinâmico , a SMBH o fará .]
Este comunicado de imprensa da NASA de 2017 descreve a descoberta de um quasar aparentemente ejetado de uma galáxia recém-fundida. Vou seguir em frente e citar sua descrição do mecanismo sugerido (essa possibilidade foi sugerida por estudos teóricos que remontam a pelo menos dez ou quinze anos):
Segundo sua teoria, duas galáxias se fundem e seus buracos negros se estabelecem no centro da galáxia elíptica recém-formada. À medida que os buracos negros rodopiam, ondas de gravidade são lançadas como água de um aspersor de gramado. Os objetos pesados se aproximam um do outro ao longo do tempo à medida que irradiam a energia gravitacional. Se os dois buracos negros não tiverem a mesma massa e taxa de rotação, eles emitem ondas gravitacionais mais fortemente ao longo de uma direção. Quando os dois buracos negros colidem, eles param de produzir ondas gravitacionais. O buraco negro recém-fundido recua na direção oposta das ondas gravitacionais mais fortes e dispara como um foguete.
Como a maioria das galáxias massivas - incluindo aquelas que sofreram grandes fusões no passado - têm uma SMBH no centro, o recuo gravitacional geralmente não é forte o suficiente para ejetar a SMBH; em vez disso, a SMBH perde energia para as estrelas na parte interna da galáxia mesclada por fricção dinâmica e se instala novamente no centro. Mas parece que às vezes há chute suficiente para permitir que o SMBH escape.
Outra possibilidade é que, se duas galáxias se fundirem e suas SMBHs formarem um binário, e outra galáxia (com sua própria SMBH) se mesclar antes que as duas SMBHs anteriores tenham realmente se fundido, você poderá ter uma interação de três corpos entre a SMBH de chegada tardia e o SMBH binário, o que poderia resultar na remoção de um dos SMBHs. Mas isso requer o tempo certo e provavelmente não acontece com muita frequência.
Essa é uma ótima resposta, Peter. Eu acho que há um problema no que diz respeito à forma como os buracos negros se movem em um campo gravitacional, mas isso é para outro dia.
John Duffield 29/06
4
Sim, e de fato um mecanismo como esse provavelmente despejou um grande número de BHs no espaço intergaláctico.
Os buracos negros tendem a se estabelecer em direção ao centro das galáxias (um efeito do atrito dinâmico). Quando se assentam, "esfriam" por evaporação. O caos das BHs que orbitam o centro de massa interage, especialmente quando duas delas se aproximam. Dependendo da geometria do near miss, um BH pode ganhar energia às custas do outro. Um oscila em uma órbita maior e o outro entra em uma órbita menor.
Às vezes, a órbita maior é hiperbólica e o BH é jogado para fora da galáxia. Isso remove a energia orbital da assembléia de BHs e a coisa toda diminui um pouco e os encontros se tornam um pouco mais comuns. No final, muitos do conjunto original de BHs são jogados no espaço intergaláctico.
Quantos? Ninguém sabe ainda. Temos boas evidências de uma única BH muito grande (> 10 6 massas solares) no centro da Via Láctea, mas resultados recentes sugeriram que pode haver até 10.000 BHs menores (~ 10 massas solares cada) em órbita ao redor dela .
Se o último estiver correto, pode haver muitas BHs vagando pelo espaço intergalático!
Eu acho que a pergunta é sobre buracos negros supermassivos centrais , não buracos negros comuns de massa estelar.
27618 Peter Erwin
1
De qualquer forma, sua análise ignora as interações com estrelas, o que superará os buracos negros; como a maioria das estrelas é de baixa massa, a tendência será que os buracos negros percam energia e afundem em direção ao centro, com as estrelas de menor massa ganhando energia. E as interações de dois corpos só ocorrem em ambientes muito densos. Esta não é uma maneira eficaz de ejetar buracos negros.
31818 Peter Erwin
Isso não muda nada qualitativamente: BHs ainda se atirou para fora da galáxia, porque o mais denso são em direção ao centro, a mais frequente das interações estreitas que fazem o arremesso e isso compensa a velocidade de escape um pouco maior de mais estreita no.
Respostas:
Eu não acho que eles são "feitos" dessa maneira, mas acho que sim, eles podem ser "desonestos" dessa maneira.
Acho que a resposta é sim, mas não pelas razões padrão descritas por Peter e Mark. Digo isso porque gosto de pensar que sei como a gravidade funciona, veja este ensaio. Isso porque li os jornais digitais de Einstein. Veja o segundo parágrafo aqui , onde Einstein disse que "a curvatura dos raios de luz só pode ocorrer onde a velocidade da luz é espacialmente variável" . Um campo gravitacional é um local em que o que hoje é chamado de velocidade "coordenada" da luz varia, e por causa dessas curvas de luz.
O mecanismo é, em essência, uma refração, portanto, este artigo: Vácuo não homogêneo: uma interpretação alternativa do espaço-tempo curvo . Não chamamos isso de lente gravitacional por nada. A luz "vira" como um carro vira quando encontra lama na berma da estrada. Veja o artigo de Deflexão e Atraso da Luz do Professor Ned Wright para obter mais. Ele não diz que a luz é desviada porque o espaço-tempo é curvo. Em vez disso, ele diz o seguinte: “Em um sentido muito real, o atraso experimentado pela luz passando por um objeto maciço é responsável pela deflexão da luz. A figura abaixo mostra um feixe de raios passando pelo Sol a várias distâncias ” :
Quando você combina isso com a rotação do elétron e a natureza das ondas da matéria, pode entender por que um elétron cai. Você pode aplicá-lo à questão em geral. No entanto, quando você tenta aplicá-lo a buracos negros, simplesmente não funciona. Um buraco negro é um local em que a velocidade da luz "coordenada" é zero e não é um "spinor" dinâmico. Então você fica sem mecanismo pelo qual um buraco negro cai.
Isso sugere que, em sua colisão galáctica, o buraco negro menor navegaria pela galáxia maior como uma bala na névoa. Não sei ao certo se isso está certo, porque a constituição interior de um buraco negro continua sendo uma questão em aberto. Mas IMHO é alimento para reflexão.
Edit: Acabei de notar esta resposta em que Rob Jeffries disse "a velocidade orbital dos componentes do buraco negro pouco antes da fusão é maior que a metade da velocidade da luz" . O problema disso é que um campo gravitacional é um lugar onde "a velocidade da luz é espacialmente variável" . Temos fortes evidências científicas disso, pois os relógios ópticos ficam mais lentos quando estão mais baixos. Vemos os fótons com desvios de cor porque nós e nossos relógios ficam mais lentos quando temos um potencial gravitacional mais baixo. Tudo na relatividade geral de Einstein cria alguns problemas para a física contemporânea dos buracos negros.
fonte
Suponho que você esteja perguntando sobre buracos negros supermassivos centrais (SMBHs, um por galáxia), não buracos negros de massa estelar.
A resposta é sim, mas o que realmente acontece é que as duas SMBHs precisam se fundir primeiro e, em seguida, a SMBH combinada resultante pode às vezes ser ejetada da galáxia combinada (mesclada).
[Editado para adicionar: Como você atualizou a pergunta com uma série de diagramas, devo declarar explicitamente que o cenário sugerido pelos diagramas - estrelas em galáxias menores se fundem em galáxias grandes, mas o SMBH continua quase inalterado - não é fisicamente possível. A maioria das estrelas da galáxia menor não terminará no centro da grande galáxia, mas, devido ao atrito dinâmico , a SMBH o fará .]
Este comunicado de imprensa da NASA de 2017 descreve a descoberta de um quasar aparentemente ejetado de uma galáxia recém-fundida. Vou seguir em frente e citar sua descrição do mecanismo sugerido (essa possibilidade foi sugerida por estudos teóricos que remontam a pelo menos dez ou quinze anos):
Como a maioria das galáxias massivas - incluindo aquelas que sofreram grandes fusões no passado - têm uma SMBH no centro, o recuo gravitacional geralmente não é forte o suficiente para ejetar a SMBH; em vez disso, a SMBH perde energia para as estrelas na parte interna da galáxia mesclada por fricção dinâmica e se instala novamente no centro. Mas parece que às vezes há chute suficiente para permitir que o SMBH escape.
Outra possibilidade é que, se duas galáxias se fundirem e suas SMBHs formarem um binário, e outra galáxia (com sua própria SMBH) se mesclar antes que as duas SMBHs anteriores tenham realmente se fundido, você poderá ter uma interação de três corpos entre a SMBH de chegada tardia e o SMBH binário, o que poderia resultar na remoção de um dos SMBHs. Mas isso requer o tempo certo e provavelmente não acontece com muita frequência.
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Sim, e de fato um mecanismo como esse provavelmente despejou um grande número de BHs no espaço intergaláctico.
Os buracos negros tendem a se estabelecer em direção ao centro das galáxias (um efeito do atrito dinâmico). Quando se assentam, "esfriam" por evaporação. O caos das BHs que orbitam o centro de massa interage, especialmente quando duas delas se aproximam. Dependendo da geometria do near miss, um BH pode ganhar energia às custas do outro. Um oscila em uma órbita maior e o outro entra em uma órbita menor.
Às vezes, a órbita maior é hiperbólica e o BH é jogado para fora da galáxia. Isso remove a energia orbital da assembléia de BHs e a coisa toda diminui um pouco e os encontros se tornam um pouco mais comuns. No final, muitos do conjunto original de BHs são jogados no espaço intergaláctico.
Quantos? Ninguém sabe ainda. Temos boas evidências de uma única BH muito grande (> 10 6 massas solares) no centro da Via Láctea, mas resultados recentes sugeriram que pode haver até 10.000 BHs menores (~ 10 massas solares cada) em órbita ao redor dela .
Se o último estiver correto, pode haver muitas BHs vagando pelo espaço intergalático!
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