¿Pueden las ondas gravitacionales en colisión crear un agujero negro?

Si las ondas gravitacionales son reales o simplemente una libertad de coordenadas se discutió en los primeros días de GR. Finalmente, la conclusión fue que eran reales. Y si son 'reales' entonces tengo curiosidad si...

¿Se ha demostrado alguna vez que en la Relatividad General, dos (o más) ondas gravitacionales en colisión pueden conducir a un agujero negro?

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También te puede interesar saber que lo mismo es posible con los fotones, lo cual es un poco irónico.

Respuestas (2)

No se demostró experimentalmente: la única evidencia experimental de ondas gravitacionales es que algunos púlsares binarios cambian su frecuencia orbital exactamente como se esperaba debido a su pérdida de energía por ondas gravitacionales de la intensidad predicha por GR.

Sin embargo, seguramente está establecido teóricamente. La respuesta es Sí, ondas gravitacionales que transportan suficiente energía y la reducen a un volumen lo suficientemente pequeño, esencialmente el volumen del agujero negro de Schwarzschild cuyo radio R = 2 GRAMO METRO / C 2 se calcula a partir de la masa METRO = mi / C 2 dónde mi es la energía transportada por las olas (el coeficiente numérico 2 no es necesariamente exacto) - colapsa inevitablemente en un agujero negro. De hecho, una colisión de dos partículas con energías suficientemente altas también es suficiente. La conjetura de Thorne de que la compresión de la energía es suficiente se conoce como la conjetura del aro.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hoop_conjecture

Este hecho se puede calcular numéricamente simulando la relatividad general en una computadora. El proceso en el que las colisiones de partículas de alta energía, no solo los gravitones, conducen al nacimiento de agujeros negros es también el efecto de dispersión dominante o universal en enormes energías transplanckianas (cuando la energía de una partícula es comparable a la del negro más ligero). agujero o superior).

¿Puede dar un enlace a un artículo que muestre usando la Relatividad General que los agujeros negros pueden formarse a partir de ondas gravitacionales en colisión? ¿Qué problemas hubo al definir la energía y el momento de una onda gravitatoria? ¿Ayuda la formación de un agujero negro a proporcionar una energía y un momento inequívocos para ser asignados a las ondas ahora?
Estimado @John, lea, por ejemplo, el primer párrafo de la introducción de este documento, arxiv.org/abs/1006.0718 - Se refiere a la conjetura de Thorne y las pruebas numéricas de Choptuik y Pretorius; y otros papeles relacionados. Segundo punto: las energías totales y los momentos de los objetos, incluidas las ondas gravitacionales, pueden definirse bien en GR y medirse en el infinito, como la energía ADM, etc. El único problema es que no se puede atribuir canónicamente la energía a regiones individuales del espacio a través de una función de densidad. .
Un documento más específico que trata esto con extremo detalle es http://arxiv.org/abs/0805.3880 . La introducción proporciona una historia del problema. Más directamente, hay un libro completo dedicado a soluciones exactas que involucran ondas planas en colisión: http://www-staff.lboro.ac.uk/~majbg/jbg/book.html .
Vale la pena señalar que esos agujeros negros creados por la colisión de partículas de alta energía o por ondas de gravedad "comprimidas en un espacio lo suficientemente pequeño" son agujeros negros muy pequeños con un radio de Schwarzschild microscópico. Se evaporarán instantáneamente debido a la radiación de Hawking antes de que tengan una oportunidad real de "consumir" cualquier cosa en su vecindario.

Un par de enlaces, podrían ser útiles:

Sobre el colapso crítico de las ondas gravitacionales. Evgeny Sorkin. http://arxiv.org/abs/arXiv:1008.3319

Colisiones de partículas ultrarrelativistas Matthew W. Choptuik, Frans Pretorius http://arxiv.org/abs/arXiv:0908.1780