¿Cuál es la velocidad real de fusión del agujero negro?

¿Cuál es la velocidad real de fusión del agujero negro?

Varía según el objeto y a lo largo de la fusión (y no aumenta claramente de forma lineal).

Un objeto con mucha masa no puede acercarse a la velocidad de la luz, eso requeriría una energía casi infinita. Los objetos extremadamente pequeños, las partículas, pueden acercarse a la velocidad de la luz pero no alcanzarla. La luz puede ir a la velocidad de la luz, solo en el vacío. La gravedad siempre viaja a la velocidad de la luz, a diferencia de todo lo demás que va más lento.

La primera animación muestra lo que sucede cuando dos objetos grandes se acercan, fallan y luego no se alejan el uno del otro: quedan atrapados en una órbita elíptica extrema .

La segunda animación muestra lo que sucede cuando las órbitas están relativamente cerca, > ~0,01 parsecs; en lugar de una órbita elíptica, tienen una órbita algo circular, alrededor del baricentro .

Hay muchas trayectorias diferentes y órbitas resultantes, los binarios también se ven afectados por: entrada, salida y otros objetos que entran y salen del área de sus órbitas. Nadie responde, no hay dos iguales.

El artículo " Observación de ondas gravitacionales de una fusión binaria de agujeros negros " (11 de febrero de 2016), de B. P. Abbott et al. ofrece un estudio de una fusión , proporcionan esta ilustración:

Arriba: Amplitud de tensión de onda gravitacional estimada de GW150914 proyectada en H1. Esto muestra el ancho de banda completo de las formas de onda, sin el filtrado utilizado para la Fig. 1. Las imágenes insertadas muestran modelos de relatividad numérica de los horizontes de los agujeros negros a medida que los agujeros negros se unen. Abajo: La separación efectiva de agujeros negros de Kepler en unidades de radios de Schwarzschild ($R_S=2GM/c^2$) y la velocidad relativa efectiva dada por el parámetro post-newtoniano$v/c=(GMπf/c^3)^{1/3}$, donde$f$es la frecuencia de ondas gravitacionales calculada con relatividad numérica y$M$es la masa total (valor de la Tabla 1).

Entre esas distancias se produce una situación conocida como el problema del parsec final .

Problema de parsec final

Cuando dos galaxias chocan, los agujeros negros supermasivos en sus centros no chocan de frente, sino que se cruzarían si algún mecanismo no los uniera. El mecanismo más importante es la fricción dinámica , que lleva a los agujeros negros a unos pocos parsecs entre sí. A esta distancia, forman un sistema binario enlazado. El sistema binario debe perder energía orbital de alguna manera, para que los agujeros negros orbiten más cerca o se fusionen.

Inicialmente, la explicación es fácil. Los agujeros negros transfieren energía al gas y las estrellas entre ellos, expulsando materia a alta velocidad a través de una honda gravitatoria y, por lo tanto, perdiendo energía. Sin embargo, el volumen del espacio sujeto a este efecto se reduce a medida que lo hacen las órbitas, y cuando los agujeros negros alcanzan una separación de aproximadamente un parsec, queda tan poca materia entre ellos que llevaría miles de millones de años orbitar lo suficientemente cerca como para fusionarse. - más que la edad del universo. Las ondas gravitacionales pueden contribuir significativamente, pero no hasta que la separación se reduzca a un valor mucho más pequeño, aproximadamente 0,01–0,001 parsec.

No obstante, los agujeros negros supermasivos parecen haberse fusionado, y se ha observado lo que parece ser un par en este rango intermedio, en PKS 1302-102 . La cuestión de cómo sucede esto es el "problema del parsec final".

Se han propuesto varias soluciones al problema del parsec final. La mayoría involucra la interacción del binario masivo con la materia circundante, ya sea estrellas o gas, lo que puede extraer energía del binario y hacer que se encoja. Por ejemplo, si suficientes estrellas pasan cerca del par en órbita, su eyección gravitatoria puede acercar los dos agujeros negros mucho más rápido de lo que sería el caso.

Vea el enlace " problema de parsec final " para toda la página web.

"... la dilatación del tiempo gravitatorio ..."

Significa: En el marco de tiempo del agujero negro, el tiempo avanza normalmente tanto para el agujero negro como para el observador en sus propios marcos . En los marcos de los demás, el observador externo ve que el tiempo del agujero negro aparentemente se detiene, mientras que el observador del agujero negro ve que el tiempo del observador externo pasa muy rápidamente.