¿Qué sucede cuando una partícula cruza simultáneamente los horizontes de eventos de dos agujeros negros vecinos?

Lo mismo que le sucede a Arthur Dent cuando termina simultáneamente tomando té y nada de té en el viejo juego de aventura de texto Guía del autoestopista galáctico. Es decir, incluso con un Infinite Improbability Drive de la nave espacial Heart of Gold a su disposición, no es algo que pueda lograrse fácilmente.

Dicho esto (y dejando de lado la frivolidad), puede que haya querido decir una partícula cuántica , cuya posición no está bien determinada si no está en una posición propia, y por lo tanto ingenuamente, uno podría pensar que podría estar detrás de dos horizontes de eventos a la vez . Pero las cosas no funcionan de esa manera, tanto por razones relativistas como mecánicas cuánticas.

Permítanme tratar primero con la mecánica cuántica: la partícula no está en dos lugares a la vez. Si no está en una posición propia, tiene una probabilidad distinta de cero de encontrarse en dos (o más) lugares. Sin embargo, la partícula solo puede detectarse en una posición de estado propio en una ubicación. Supongamos que la partícula finalmente se detecta dentro del horizonte de eventos de uno de los agujeros negros. Eso significa que sabemos con certeza que no se detectará dentro del horizonte de eventos del otro agujero negro. Usando solo la información disponible antes de la detección, por supuesto, no podemos predecir qué horizonte de eventos estará detrás; pero incluso entonces, sabemos que la probabilidad de que realmente se detecte detrás de ambos es cero.

Volviendo a la relatividad. Primero, los horizontes de eventos como cosas raras: la única forma de observarlos es atravesándolos. Entonces, a menos que realmente cruce un horizonte de eventos, permanecerá para siempre en su futuro infinito. O el futuro infinito de la partícula. Entonces, desde la perspectiva de esa partícula, si finalmente se detecta detrás de uno de los horizontes de eventos (lo que le da una ubicación definida), significa que desde la perspectiva de esa partícula, el otro horizonte de eventos aún no se ha formado, y nunca lo hará. .

Además, todavía en el frente de la relatividad, noto que “simultáneamente” es un concepto dependiente del observador. Sin embargo, en realidad no es necesario asumir nada simultáneo para que esta pregunta tenga sentido. Bueno, al menos tanto sentido como la Guía del autoestopista galáctico 🙂

Pensé que la respuesta sería que no pasa nada especial. Por un lado, no veo por qué dos agujeros negros no pueden tener horizontes de eventos que se crucen, al final obviamente tienen, como todo el resto de la materia, área de intersección de áreas de influencia gravitacional. Y por otro lado, entiendo que la materia que atraviesa el horizonte de eventos de un agujero negro no siente nada especial, entonces, ¿por qué no tener agujeros negros enteros cruzando un horizonte de eventos de otro y, por lo tanto, agujeros negros que contienen otros agujeros negros?

Bueno, hay agujeros negros binarios, pero no hemos tenido la oportunidad de verlos interactuar. Hay dos teorías; uno es que eventualmente se superpondrán y se fusionarán entre sí. La otra es que se repelerán entre sí debido a su giro. Tendríamos que poder observar cómo se fusionan los discos de excreción para ver qué ocurre. Sabemos que tienen una tendencia a atornillar realmente la gravedad en el vecindario enviando ondas de gravedad y la teoría es que hay una gran cantidad de conversión de energía de la materia debido a la enorme cantidad de rayos X, rayos gamma y otras radiaciones cósmicas. ¿Cómo actuaría una sola partícula? Es más que probable que simplemente se dirija hacia la atracción más fuerte. Las fuerzas gravitacionales débiles exhiben influencia sobre las partículas pero no son lo suficientemente fuertes como para vencer fuerzas nucleares fuertes (solas). Tendremos que ver, supongo.

Hay dos supermasivos debido a que colisionarán en el futuro cercano, una lástima (bueno) no está en el vecindario para ver.

No puede Los horizontes de eventos son estructuras continuas. Si dos horizontes de eventos entran en contacto, se fusionarán y, como ha demostrado Hawking, el área del horizonte de eventos combinados no puede ser menor que los dos horizontes de eventos separados.

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