Как стать автором
Обновить

Комментарии 104

Правильно ли я понимаю: потеря массы на излучение гравитационных волн должна происходить также и с другими астрономическими объектами? Возьмём к примеру систему планета-спутник, пусть они будут тяжёлыми, например свинцовыми. Пусть также спутник вращается по низкой орбите с большой скоростью, а атмосфера полностью отсутствует. Такая система будет излучать гравитационные волны, хоть и очень слабые. Означает ли это, что они будут терять массу в процессе? Если да, то что будет происходить с количеством их вещества? Было X+Y моль свинца, а станет X+Y-d? Что конкретно произойдёт с d молями свинца? Эти атомы распадуться, сольются, аннигилируют?
P. S. Я всегда думал, что в гравитационные волны переходит потенциальная+кинетическая энергия чёрных дыр. А тут ещё и часть массы используется. Но как?
Насколько я понимаю, количество атомов останется прежним, но общая масса системы уменьшится просто за счет «релятивистских» эффектов. Например, при разгоне тела до околосветовых скоростей масса возрастает. Это не значит, что количество вещества меняется. Тут, насколько я понимаю, обратный процесс.
Например, при разгоне тела до околосветовых скоростей масса возрастает.

Это упрощенное (и неверное) представление о релятивистском импульсе.
Атомы никуда не денутся, а масса масса системы после падения спутника на планету будет меньше, чем до. Собственно, насколько я понимаю, ядерная реакция работает по тому же принципу: нуклоны никуда не исчезают, просто более плотно упаковываются, выделяя излишек массы в виде энергии.

Вообще, я себе это представляю так: масса подобна складке на простыне. Если вы объедините 2 складки в одну, то суммарная деформация простыни, вызванная объединённой складкой, будет меньше суммы деформаций исходных. (Возможно более уместно вместо слова «деформация» использовать «напряжение»)
ядерная реакция работает по тому же принципу: нуклоны никуда не исчезают, просто более плотно упаковываются, выделяя излишек массы в виде энергии.

Даже когда протон сталкивается с антипротоном?

Это уже аннигиляция, а не слияние

Просто в теории относительности масса==энергия. Но надо различать материю и энергию. У черных дыр нет материи, только энергия (масса). А у системы солнце-спутник есть и энергия и материя. Так вот, энергия будет тратиться на излучение гравитационных волн ( спутник в итоге упадет на Солнце), а материя — нет.

Вообще гравитационные волны будут испускаться при любом перемещении массивных тел с переменным ускорением.
При слиянии чёрдых дыр, до самого момента столкновения, не будет переменного ускорения, если орбита была круговой или лобовой, мы получим нисходящую спираль либо прямую, только при эллиптических заходах будет переменное ускорение. И насколько я понимаю, природа этих волн так и не выяснена, то есть слияние порождает такие волны, но каким образом пока что не понятно. В том числе, будет ли волна во всех трёх описанных случаях, или, как вы утверждаете, только в одном.
Кстати говоря, гравитационная волна легко пересекает горизонт событий, иначе бы не было заткухающего ховстика, после максимального пика волны и это же говорит нам о то, что за горизонтом событий движение и слияние продолжается.

Так движение по орбите (любой) — это и есть переменное ускорение.

Движение по круговой орбите вообще происходит без ускорения, потому что скорость при этом постоянна, а переменое ускорение, это когда ускорение чередуется с замедлением, например, на вытянутой орбите.

P. S. Вопрос снимается, я понял почему: Если мы будем двигаться прямолинейно и равномерно и нас 4 раза толкнут через равные промежутки времени: вправо, вниз, влево, вверх. При каждом толчке мы ускоримся в другом направлении, и описав ромб вернёмся к исходному направлению, при этом сохраним изначальную скорость, потому что половина толчков нейтрализует другую половину.
Ускорение это векторная величина. При движении по круговой орбите ускорение все время осциллирует, хотя модуль и сохраняется примерно неизменным.

Вначале до столкновения теряется потенциальная энергия, после столкновения куда больше улетит в виде излучения от приземления большого свинцового куска при уменьшении уже кинетической энергии спутника. При взаимодействии спутник-планета порядок излучения через гравитацию где-то на 40 меньше, чем у двух черных дыр, не забываем о радиусе орбиты, который для дыр в тысячи раз меньше, чем для спутника. А потерять 10^-39 часть атомов свинца вы не сможете даже от планеты, это число меньше единицы.

Апд: с учетом формулы с вики (см. комменты в ветке ниже) разница в порядке для системы спутник-планета составляет примерно (6+20)2+6+35 = 73. Т.е. система спутник-планета, где спутник на 20 порядков легче, чем ЧД, а планета только на 6, при этом радиус орбиты спутника на три порядка больше радиуса орбит ЧД вокруг общего центра масс, теряет за оборот на 73 порядка энергии меньше пары ЧД одинаковой массы. СЕМЬДЕСЯТ ТРИ, КАРЛ! Так как LIGO/Virgo едва ли не на пределе чувствительности обнаруживают слияния ЧД сильно больших масс, чем миллион свинцовых планет, эту энергию система спутник-планета не почувствует в течение ближайших 10^30 секунд (т.е. 10^22 лет).

Сложно воспринимать такой текст. Несколько картинок (для красоты). Три графика. И ни одной (!) формулы в тексте (кроме одной на картинке с графиком). И в тексте цифры сплошные: 53, 72.2, 10…
«Каждая формула кроме эм це квадрат снижает продажи вдвое». Увы, Итан это усвоил слишком буквально.
А формула здесь такая: мощность излучения ГВ пропорциональна M1 * M2 * (M1 + M2) / R5, где M — массы объектов и R — расстояние между их центрами масс (только не спрашивайте, как его посчитать в случае двух ЧД, из этой норы можно не выбраться).

Из-за пятой степени расстояния в знаменателе ГВ излучают только очень плотные объекты — НЗ и ЧД звездных масс — которые друг друга почти касаются. Две обычные звезды, даже слившиеся в «грушу» (такое бывает), практически ничего не излучают.

А откуда формула?

Из головы. Когда открыли ГВ, где-то было…

Вики https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B приводит формулу со слегка другими зависимостями от масс, но r^5 в знаменателе таки есть.

Да, квадраты масс потерял. Математика сильнее нас!
Атомы никуда не денутся, а масса масса системы после падения спутника на планету будет меньше, чем до.

Масса нуклонов сохраниться или должна это сделать а потенциальная и кинетическая энергия которой обладал спутник станет гравитационными волнами.
А тут ещё и часть массы используется. Но как?

Как происходит утечка массы-энергии из под горизонта событий?
ведь по идее ничего покинуть его не может. Даже свет а гравитационные волны распространяются со скоростью света. Есть конечно излучение хокинга.
Но какой эффект уменьшает массы-энергию под горизонтом событий.?
Не даром гравитация самая слабая но самая загадочная сила-взаимодействие.
Из-под горизонта ничего не утекает, его площадь строго возрастает.
Расходуется механическая (кинетическая и потенциальная) энергия системы объектов, а не самих объектов по отдельности. Причем не только сливающихся, но и окружающих «мимокрокодилов»: из-за уменьшения массы после слияния уменьшится также сила гравпритяжения посторонних объектов к объединенной массе и, соответственно, их потенциальная энергия относительно этой массы.
Расходуется механическая (кинетическая и потенциальная) энергия

Наверное, все же только потенциальная расходуется на ГВ (кинетическая же возрастает).

Гравитационные волны могут переносить и угловой момент, то есть поглощенная объектом гравитационная волна закручивает этот объект (но так как гравитационные волны очень слабо поглощаются веществом, этот эффект очень мал). И значит часть кинетической энергии всё-таки улетает.

Гравитационные волны могут переносить и угловой момент
Не очень понимаю, как. Грав волна — плоская волна, она не переносит углового момента.

Плоская волна не переносит углового момента, но гравитационная волна не обязана быть плоской. В общем, как и со светом, который тоже может переносить угловой момент: https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432009/Zakruchennyy_svet_i_zakruchennye_elektrony_obzor_poslednikh_rezultatov

Насколько мы знаем, должна быть. Все идеи как гравитационную волну сделать не-плоской, пока не являются общепринятыми.

Угловой момент из системы куда-то исчезает, естественно предположить, что он уносится с гравитационными волнами. См. например https://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-020-7881-2

Почему же он исчезает? Он вполне себе может сохраняться и переходить во вращение ЧД (и это, кстати, учитывают в расчетах). Статья по ссылке явно не является мейнстримом (там не цитируются никакие предыдущие работы и она сама цитирована 2 раза). Все вычисления, которые делаются сейчас для детекторов грав волн, не учитывают переноса углового момента. Я не говорю о том, что эта статья не верна, я только указываю, что это не является общепринятым.
Он вполне себе может сохраняться и переходить во вращение ЧД

Так можно и голую сингулярность получить. Впрочем, да, никто не гарантирует что их нет или нет другого механизма предотвращения их образования.

Да, именно так, для керровских черных дыр это вполне возможно. ЧД на границе потери горизонта называются extremal, это целый особый класс. Но не очень понятно, могут ли они реально образовываться, это да.

Но, то что гравитационные волны переносят момент импульса уже достоверно установлено? Я правильно понимаю? По выбросам черных дыр из галактических ядер.


Хм… Такие события тоже не наблюдались. Я почему-то был уверен, что это установленный факт. Но, по крайней мере, уравнения ОТО это позволяют.

Я, опять же, не очень понимаю, как это в ОТО возникает. Я вижу только статью по ссылке выше, и больше информации про это не нахожу.
А, так это не момент импульса, это просто импульс. Он да, было бы удивительно, если не передавался.

Я там опечатался. Должен был быть просто импульс. Угловой момент дыру из центра галактики не выкинет.


Да, вот ещё ссылка про угловой момент гравитационных волн: https://arxiv.org/abs/gr-qc/9801068

Окей, я не прав на самом деле. Действительно, ГВ должны уносить момент импульса (угловой момент). Он не может переходить в спин ЧД (т.к. он меняется и задолго до момента слияния).
А куда тогда сбрасывается орбитальный угловой момент пары, если не уносится гв?
В угловой момент финальной дыры (см. напр. тут)
Я ступил, конечно, должен уноситься.
Хм. Интересно, как будет выглядеть гравитационный маневр возле сливающихся ЧД…

Как обычно. Только трясти будет и эргосфера может дополнительного пинка дать.

То-есть, речь идёт не о массе покоя, а о релятивисткой массе? Ну, тогда понятно. Спасибо за пояснение!
Нет «релятивисткой массы». Её по-тихому «отменили» на рубеже XX-XXI вв. Есть просто «масса».

И массой обладает любая форма энергии — не только материя. Вот эта «энергетическая масса» и расходуется.

Да и вообще в гравитационном излучении масс-энергия не сохраняется, насколько я знаю.

Забавно, что для черных дыр, которые сами по себе не видны, излучение энергии тоже не видно, потому что происходит в виде гравитационных волн.

Как это не видно, если их можно детектировать?

Вообще-то статьи Итана — это огород SLY_G.
И если уже даже он забил на не очень часто переводит Итана, то это показатель.
(тем более забыли "13.8 млрд лет назад..." — без этой фразы статьи Итана нельзя считать аутентичными)

…без этой фразы статьи Итана нельзя считать аутентичными)

Без этой фразы статьи Итана нельзя считать каноном (:

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Материя не переходит в гравитацию. Но черные дыры не обладают материей, только энергией (а потому и массой, по теории относительности). Эта энергия и переходит в гравитационные волны. Даже для материальных объектов типа звезд только энергия системы уходит в гравитационные волны, материя остается.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
При слиянии нейтронных звезд (по крайней мере до момента столкновения) вещество не теряется, только энергия. Масса нейтронных звезд при этом не теряется (по крайней мере в классическом смысле массы, а не в релятивистском). Просто для черных дыр кривизну пространства-времени (энергию гравитации) измеряют параметром массы (E=mc2), поэтому говорят о потере массы ЧД.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Что пары ЧД, что НЗ вращаются вокруг друг друга с очень большими скоростями. Вот эта кинетическая энергия и создаёт дополнительное искривление пространства что мы воспринимаем как некую дополнительную массу всей системы в целом. И именно эту энергию-массу и уносят ГВ.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Потенциальной энергии, да.
Горизонт событий это же не физический объект типа стены а просто область пространства.
Если взять очень большую черную дыру как у галактик квазаров то может ли материальный объект пересечь его не будучи разрушенным приливными силами?
Взять какой ни будь зонд и запустить его в черную дыру будет ли он работать после пересечения горизонта событий? И работают ли вообще под горизонтом физические законы есть ли там пространство и время?
У ученых есть представления о содержимом черной дыры может там под горизонтом битком тех же гравитонов и сингулярность состоит из них?
Что произойдет если не большая черная дыра М 0,1 солнечной упадет в черную дыру как у галактик квазаров? При пересечении горизонта событий большой черной дыры и под ним меньшая дыра сохранит свой горизонт?

Где-то мне попадалась теория, что масса всей Вселенной достаточна, чтобы её считать за ЧД с радиусом больше радиуса Вселенной, т.е. мы уже внутри черной дыры, и раз у нас тут есть локальные дыры с локальными горизонтами событий, ответ на ваш вопрос будет "да, сохранит, но снаружи этого заметно не будет".

Подождите лет 100, вам ответят.
Если взять очень большую черную дыру как у галактик квазаров то может ли материальный объект пересечь его не будучи разрушенным приливными силами?
Конечно, вы даже не заметите, как пересечете горизонт.
У ученых есть представления о содержимом черной дыры может там под горизонтом битком тех же гравитонов и сингулярность состоит из них?
Ну мы почти уверены, что сингулярности там нет как таковой: квантовая гравитация наверняка как-то вмешивается. Не уверен, что вы понимаете под «битком гравитонов», но в целом — да, кванты гравитации будут играть решающую роль.
И работают ли вообще под горизонтом физические законы есть ли там пространство и время?
Конечно, почему бы и нет? В черной дыре есть одна специальная точка — сингулярность (ну или не точка, зависит от топологии). Все остальное пространство должно быть непрерывно и законы физики должны работать точно так же, как для остальной Вселенной. Вроде бы нет причин, чтобы это было иначе.
При пересечении горизонта событий большой черной дыры и под ним меньшая дыра сохранит свой горизонт?

Как вы написали сами: горизонт это просто область пространства, которую мы для удобства называем так. Если черная дыра упадет пересечет горизонт другой черной дыры (а точнее, даже до этого) их суммарный горизонт вырастет, а сингулярность продолжит падать внутрь. Внутри горизонта понятие «горизонта» у сингулярности все еще может иметь смысл локально, если вы тоже находитесь внутри, но не будет иметь смысла для наблюдателя снаружи.
Я не очень разбираюсь в ОТО, но слышал, что свет в ней движется по геодезическим. С другой стороны в любом многообразии со связностью (в том числе и римановом многообразии с римановой связностью) геодезический поток всегда обратим: любой геодезический путь из A в B при инвертировании (отсчете параметра в обратном направлении) снова окажется геодезическим путем, но уже из B в A. Почему из приведенных мной фактов не следует, что если свет может забраться за горизонт черной дыры извне, то он сможет по тому же пути и выйти вон?
Геодезической путь света является в 4-х мерном пространстве-времени, а не в обыденном 3D. Т.е. мы всегда с потоком времени движемся только из А в В.
А чтобы двигаться из В в А придётся пустить время вспять. И тогда да — свет попрёт из чёрной (теперь уже белой) дыры как из рога изобилия (но попасть туда уже не сможет).
Так свет проходит именно по геодезической в обычном пространстве точек, вроде бы. То есть, мы выбираем в мире взаимно неподвижные точечные предметы, которые непрерывно заполняют все пространство, меряем между ними расстояния — получается риманово многообразие. Предположим расстояния остаются неизменными во времени, что бы мы под ним не понимали ( измерения расстояний, сколько бы раз они не проводились, дают один и тот же результат). В сделанных предположениях, насколько мне известно, свет из A в B пройдет по геодезической и не важно, как там в каждой точке его пути течет время. Возможно это не правда и тогда противоречия нет. Но если правда то интересно, в чем тогда причина.
Так свет проходит именно по геодезической в обычном пространстве точек, вроде бы.

Это не так даже безо всяких СТО/ОТО.

Представьте обыкновенную двояковыпуклую линзу. Если б вы были правы, то свет из фокуса А в фокус Б мог бы идти только через центр линзы — единственную 3D геодезическую. Но т.к. стекло замедляет свет, то в 4D — любая траектория из А в Б, проходящая через линзу имеет одинаковую длину (точнее 4D-интервал) и все они являются 4D геодезическими. И свет из фокуса в фокус идёт через всю линзу.

А чёрная дыра это (грубо и неправильно) такая хитрая «линза» из закрученного, пожатого эфирапространства, что у неё один фокус — в сингулярности. И потому любой свет (в т.ч. направленный из ЧД) заворачивает туда.
Мое утверждение касалось пустого пространства. Думаю, обычном плоском нерелятивистском мире Вам будет трудно меня опровергнуть.
Еще насчет линз: там тоже свет идет по геодезическим (в приближении геометрической оптики, конечно) только метрика чуть чуть иная, и в том числе поэтому все лучи в системе линз можно «разворачивать» в обратном направлении, как бы хитро и закручено эти линзы не были устроены.
Чтобы свету попасть под горизонт ЧД, потребуется бесконечное время по часам внешнего наблюдателя. И, очевидно, еще большее время на то, чтобы вылететь обратно по той же геодезической.
Трудно себе представить, наверное, проще изучить ОТО.
Многообразие псевдориманово, но не суть.
Связность односторонняя. Вы не можете проложить геодезичекую или ось координат внутрь горизонта ЧД (т.е. не можете приписать внутренностям ЧД никакие координаты). А вот изнутри ЧД — можете.
Черная дыра — не просто красивое название, это совершенно буквальная дырка в вашем атласе касательных расслоений.
Черная дыра — не просто красивое название, это совершенно буквальная дырка в вашем атласе касательных расслоений.

Вы не можете проложить геодезичекую или ось координат внутрь горизонта ЧД (т.е. не можете приписать внутренностям ЧД никакие координаты). А вот изнутри ЧД — можете.

Не совсем понятно, как эти два утверждения уживаются вместе. Геометрия — вроде инвариантная штука, если дырка, то дырка «с концами» и ничего там нет. То есть две компоненты связности — пусть, всякое бывает, необычное поведение геодезических, так что любая с началом в области A не может проникнуть в область B — наверное, тоже бывает, но так чтобы из A в B можно было, а из B в A нельзя — такого, кажется, нет.
Я, к сожалению, не умею объяснять ОТО на пальцах.
Полистайте «Гравитацию» Иваненко и Сарданашвили, оно есть в интернетах. Там намного понятнее, чем в мизнер-торне или ландавшице
Спасибо за дельное предложение)
1) В своей собственной системе отсчёта ракета с тягой в 10g может залететь внутрь горизонта событий сверхмассивной ЧД и вылететь (задача из серии «можно ли со скоростью 60км/ч долететь до Луны»).
А вот для внешнего наблюдателя это слегка растянется
И энергии потребуется столько, что ракета может сама превратится в ЧД при заправке

2) Если не разрушится, то будет, но внешний наблюдатель об этом не узнает.

3) Работают. Есть. (Законы везде работают, кроме совсем уж особых точек — сингулярностей и Большого Взрыва)

4) Представления есть.

5) Будет всплеск гравитационных волн — статья ж об этом!

6) Там всё очень сложно с горизонтами получается. В нашем привычном ЗD+T — уже не объяснить. Только жёсткое, хардкорное, закрученное 4D!
может залететь внутрь горизонта событий сверхмассивной ЧД и вылететь

Вылететь не может. Световой конус будущего такой ракеты будет находиться полностью внутри горизонта событий. Это имеют в виду, когда говорят, что пространство и время внутри чёрной дыры меняются местами. Описание хреновое, но для не вращающейся чёрной дыры у ракеты попавшей под горизонт событий в будущем действительно только сингулярность.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

С точки зрения космонавта частично работает. Скажем, сбросили ракету в черную дыру, и вслед за ней периодически кидаем дробинки. После расчётного пересечения горизонта событий (для космонавта в этот момент ничего необычного не происходит) космонавт включает двигатель и видит, что дробинки начали пролетать мимо него с ускорением Ft/m. Но, в отличии от ситуации вне горизонта событий, он видит, что скорость дробинок возрастает, как будто он приближается к центру чёрной дыры (как оно и происходит).


Что ломается, так это представление о силе притяжения как о силе. Гравитация в ОТО — это не сила, так что в некоторых случаях компенсировать её невозможно.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Да. Под горизонтом всё так перекручено, что сингулярность не «впереди», а «в будущем». А будущего избегнуть нельзя, как не маневрируй.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Я не стал дальше развивать дискуссию, т.к. там всё довольно спорно.

Грубо говоря — любое ускоряющееся тело уже является чем-то вроде корабля Алькубьерре. Как минимум у него появляется плоский бесконечный горизонт событий сзади, который отрезает от него полвселенной (да, в ОТО от света можно убежать при определённых условиях).

Если радиус горизонта ЧД достаточно велик (десяток-другой а.е.), то можно своим не очень большим ускорением «отрезать» сингулярность этим горизонтом ускорения. И причин дальнейшего существования горизонта событий через некоторое время (надо чтобы оставшиеся свет и гравитация «рассеялись») просто не будет.

Другой вопрос, что для внешнего наблюдателя этот процесс займёт буквально вечность.

Но, как я писал раньше, всё это очень спорно: я встречал диаметрально противоположные мнения на то как ЧД ведёт себя в неинерциальных системах отсчёта (от полной неизменности, до полного оголения), а сам я математике этого процесса путаюсь.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Кажущаяся особенность пространства в районе горизонта событий — это артефакт выбранной Шварцшильдом системы координат. Можно подобрать другую систему координат, где особенность будет только одна — сингулярность в центре дыры (для невращающейся черной дыры). Так что известные законы физики внутри чёрной дыры скорее всего работают, кроме области около сингулярности — там начинают действовать неизвестные нам процессы.


То есть — да, в случае большой чёрной дыры прибор может пересечь горизонт событий и не будет разрушен приливными силами. Скорее всего продолжит работать, но мы об этом не узнаем.


Удовлетворительной квантовой теории гравитации пока нет, гравитоны не обнаружены в экспериментах, так что про гравитоны говорить пока рано.


Горизонт событий ограничивает область, которую свет не может покинуть. Так что иметь горизонт событий внутри горизонта событий нельзя.


При слиянии двух чёрных дыр их горизонты событий исказятся, объединятся в один общий сферически несимметричный горизонт, искажения гравитационного поля будут излучены в виде гравитационных волн (процесс называется ringdown, он был зафиксирован детекторами гравитационных волн) и останется одна чёрная дыра большей массы.

Так что иметь горизонт событий внутри горизонта событий нельзя.
А как же теория, что наша вселенная — уже большая черная дыра, в которой есть свои ЧД. Кстати что будет видеть наблюдатель, если нырнёт за горизонт во время слияния ЧД? Вряд-ли для него горизонт обоих дыр исчезнет. Вероятно исчезнет только большой, а малый так и останется, т.к. он по прежнему вне его.
Проблема гипотезы «мы внутри ЧД», что под горизонтом пространство времениподобно, т.е. существовать могут только направления/вектора к центру масс (сингулярности?). У нас это очевидно не так. Даже наоборот, пространство расширяется.
Если Вселенная пульсирует (взрывается и потом сжимается обратно), то у нас впереди неизбежная сингулярность.

Я говорил про то, что обычно понимается под горизонтом событий — граница области, которую свет не может покинуть с точки зрения удалённого неподвижного наблюдателя.


А что увидит падающий в чёрную дыру наблюдатель в момент слияния дыр — это интересный вопрос. Я на не него не смогу ответить.

Честно говоря, как бы эти волны не объясняли, всегда кажется, что что-то не договаривают. Ну, например, рисуют воронку под массивным объектом, типа кривизна, но между двумя массивными объектами притяжение взаимнокомпенсируется, то есть, если там что-то будте находится, то оно не упадёт ни на один объект, соотвественно, там должен быть пик, а не провал, для сторонних же объектов, это вообще центр масс и наибольшая точка притяжения, а занчит и кривизны, в смысле провала… Все эти модели кривизны слишком относительны.
Ну, например, рисуют воронку под массивным объектом, типа кривизна, но между двумя массивными объектами притяжение взаимнокомпенсируется, то есть, если там что-то будте находится, то оно не упадёт ни на один объект

Все верно, если посмотрите какие-нибудь симуляции слияния ЧД, то точка в центре будет обладать наименьшей кривизной вплоть до самого слияния.

для сторонних же объектов, это вообще центр масс и наибольшая точка притяжения, а занчит и кривизны, в смысле провала…
Нет, кривизна не будет максимальна. Просто объект на удалении чувствует среднюю силу от системы ЧД. Соответственно, если эту систему моделировать как массу в центре масс, в этой модели будет максимальная кривизна. Но такая модель не сможет адекватно отразить динамику системы, поэтому она не очень относится к реальности.
Даже у сферического объекта, центр масс полнсотью компенсирован относительно гравитации, то есть там нулевая гравитация, да, высокое давление, но оно не отменяет невесомость. То есть, для объектов внутри воронки, это вовсе не воронка.
Когда вы находитесь в свободном падении, вне зависимости от кривизны пространства вы испытываете невесомость. Это не значит, что там нулевая гравитация.
Приближение? Просто возьмите меньшую массу из двух сливающихся чёрных дыр, умножьте это значение на 0,1 — примерно такая часть массы преобразуется в энергию. Да, это 10 % от массы меньшей чёрной дыры.

А если слияние будет без вращения вокруг общего центра масс? Например 2 черный дыры летят точно на встречу друг другу. Слияние будет быстрым, излучения гравитационных волн, как при обычном слиянии вероятно будет меньше. Или энергия выделится та же, но за более короткий промежуток?

Чтобы две дыры влетели лоб в лоб, где-то обезьяна должна написать вменяемый текст. Дыры же имеют размер горизонта событий в километры, а расстояния и скорости у них в световых годах и долях скорости света. То есть, слишком точно должны быть заданы скорости двух ЧД, чтобы они извне гравитационных колодцев "партнера" влетели друг другу в лоб без этапа вращения вокруг общего центра масс. Но если такое событие произойдет, возможно, будет интересно, и да, выделиться должно несколько овердофига и резко.

Такое слияние можно сделать искусственно в достаточно большом коллайдере следующих поколений. Каком нибудь solar-центрическом коллайдере. Ну и к тому времени, конечно, уже научатся создавать планковские ЧД, которые можно запустить навстречу друг другу.

Вики говорит, что cross-section у планковской ЧД 1е-70 м^2. Для сравнения, барн==1е-28 м^2, а примерно с такой точностью на большом адронном коллайдере сводят пучки частиц. При этом его светимость 50 фб^-1/год т.е. 50 соударений внутри одного фемтобарна (1е-43 м2) за год, с такими показателями ждать соударения планковских дыр в коллайдере придется 10^(70-43)=10^27 лет. То есть может запустить и удастся, но получить столкновение — нет.

Только это будут «самонаводящиеся» частицы
Планковская масса ~1e-8 кг. Даже если две планковских ЧД пройдут на расстоянии в 1e-25 метров друг от друга, их будет притягивать друг к другу с силой Gm1m2/r^2~=6.7e-11*1e-8*1e-8/1e-50 — а дофига выходит, ~1e23 Н, а потери энергии на гравитационные волны составят 32*G^4*m1^2*m2^2*(m1+m2)/5*c^5*r^5 ~= 2/3^5*6.4*6.7^4e(-11*4-8*5-8*5+25*5) ~3e-2 Дж (за период), но это для круговой орбиты, на пролетных траекториях даже 1е23 Н не хватит, чтобы с дистанции 1е-25м довернуть летящую с солидной скоростью ЧД так, чтобы она таки влетела в планковский радиус встречной ЧД. Дело во времени действия сил — даже если сила в пике 1е23, время, которое она будет действовать, при условных скоростях у ЧД в 1 м/с будет 1е-25 секунд. Далее, каждый порядок радиуса уменьшает силу притяжения на 2 порядка, время действия на минус один (при равных скоростях), а потери энергии от гравитационных волн на 5. Напоминаю, точность сегодняшнего сведения частиц не превышает 1е-11 м, т.е. на 14 порядков меньше. Ускорители вообще довольствуются пучками шириной в микрометры (1е-6 м), но у них заряженные частицы, пучок расходится из-за электростатического отталкивания, а планковская ЧД предполагается нейтральной. Но все равно, чтобы добиться хотя бы одного события прохождения двух планковских ЧД в 1е-25 м, где ХЗ насколько они сумеют-таки слиться, хотя и могут, придется провести порядка 1е28 экспериментов. А если брать именно cross-section как мерило успешного взаимодействия, то и все 1е48. «Самонаведение» тут не сильно поможет, как я понимаю.
Кстати, планковские ЧД нужно будет делать заряженными, иначе как их ускорять и фокусировать? Причем каких-то ограничений на величину заряда не видно, ктулхугоризонт всех зохаваит. UPD: Да, должно быть M*М > Q*Q + J*J, где J момент импульса.
Логично сталкивать ЧД с зарядами разных знаков. Тогда подключаются еще и кулоновские силы, которые на 38 порядков мощнее.
С планковскими всё сложно — там даже единицы заряда может хватить, чтобы получить голую сингулярность, уж больно радиус мал. Как бы ЧД-коллайдеровцев такой облом не зохавал. А ещё — чем заряжать-то? Протон больше планковской ЧД в 1е20 с чем-то раз, как бы не поиметь «отдельно ЧД, отдельно протон». Электрон вряд ли сильно меньше физически (не в 1е20 раз уж точно), так что и им зарядить ЧД не получится. А отдельно заряд от элементарных частиц не существует, если меня не глючит.
Спасибо, весьма познавательно.
Почему, почему — потому что дефект массы работает так же как и в атомном ядре.
А как работает дефект массы в атомном ядре? Дефект равен энергии связи нуклонов, но почему эта энергия не прибавляет массы для ядра? Вот основную массу нуклона составляет не масса его кварков, а именно энергия их связи.

И как определяется дефект масс при образовании итоговой чёрной дыры? По формулам ОТО? Наверное, для этого нужна новая теория гравитации, как она потребовалась для описания вращения орбиты Меркурия.

При ускоренном вращении двух ЧД перед их слиянием энергия этой системы превращается в энергию гравитационных волн. Но масса итоговой дыры, скорей всего, становится меньше по другой причине. Если она проявляется в меньшей по силе гравитации, чем сумма сил гравитации двух отдельных дыр, то может быть одно гравитационное поле немного «экранирует» другое поле? По аналогии влияния гравполя Земли на энергию фотона в нём? Сумма массы Земли и энергии фотона, излученного вне её гравполя, больше, чем масса Земли с энергией фотона, излученного на её поверхности.
Работает так же как при аннигиляции протон — антипротон (в данном случае так скажем — полный дефект массы происходит). Дуализм, он не просто так — если рассматривать как волну — что будет, если сложить две волны? Которые близко, но не достаточно близко чтобы быть в одной точке? Правильно — суммарная энергия будет меньше, чем по отдельности.
Всё наоборот.
Энергия связи — это энергия, которую нужно приложить для РАЗРЫВА связи.
При образовании связи энергия выделяется, система эту энергию теряет и вот на эту величину и становится легче.

Дефект масс, как и все физвеличины, определяется экспериментально. Для объяснения и предсказания экспериментальных данных физики разрабатывают теории. Теории, объясняющие наблюдаемый дефект масс, существуют и неплохо работают. Проблема у теорий (ОТО, собственно) в том, что по их формулам крайне сложно рассчитать общий случай слияния. Но частные неплохо считают, тут на Хабре недавно пара статей была. В чём проблема у Вас, непонятно.
Итоговая масса слившейся дыры становится меньше именно по причине излучения энергии в виде гравиволн. Других механизмов просто нет.
У меня лично например проблем нет, мне главное что модель работает адекватно реальности, и дефект масс в ней именно рассчитывается (разумеется это даже не теория, а просто скажем удачно подобранная интерпретация). Не всегда нужно прям до самой истины докапываться.
Проблема у меня в понимании общего смысла в явлениях «дефекта масс» — в микро и макромире.

Придумал такую словесную формулу: масса системы взаимодействующих нуклонов меньше суммы масс того же числа обособленных нуклонов.
Если рассматривать пространство как плотную квантованную среду (квантовую пену), то сдерживать её давление энергетически выгодней системам элементарных частиц, чем обособленным частицам. Кварки по отдельности вообще носа не кажут за пределы своих адронов. Кварк согласен покинуть адрон только с энергией, достаточной для образования хотя бы ещё одного кварка, чтобы из них тут же сложился другой адрон (мезон). По той же причине фотону вне гравполя (в энергетически более плотном вакууме) приходится иметь большую энергию (частоту), чем фотону в гравполе.

Наверное, те же рассуждения верны и для материи чёрных дыр. Гравитационные волны, как было сказано выше, уносят угловой момент системы из пары ЧД и её потенциальную энергию. Если есть механизм их конвертации в массу, то он работает на уменьшение массы итоговой ЧД. А если нет, то можно считать, что масса частиц в одной чёрной дыре меньше суммы масс того же количества частиц, разделённых на две или более чёрных дыр.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.