En la relatividad general, ¿se puede formar un agujero negro dentro de otro agujero negro?

Sí. Su análisis es exactamente correcto. Si el primer agujero negro es lo suficientemente grande, entonces su curvatura y fuerzas de marea cerca del horizonte de eventos serían insignificantes, y (según la opinión de la mayoría [1]) la materia no se vería afectada básicamente cuando se cayera. Podríamos estar dentro de un agujero negro en este momento …

[1] Actualmente existe cierta controversia sobre si hay características físicas en el horizonte del agujero negro. Algunos físicos creen que hay un cortafuegos allí que te incineraría si pasaras. La mayoría no, pero los debates continúan.

Se requeriría un momento perfecto para que una estrella a punto de colapsar cruce el horizonte de eventos de un agujero negro supermasivo, y luego proceda a un colapso, rebote y retroceso del núcleo de hierro, sin ser desgarrado por la gravedad del agujero negro.

Del mismo modo, dos estrellas de neutrones en órbita cercana podrían caer justo antes de fusionarse.

Sin embargo, ninguno de los casos produciría un agujero negro con un horizonte de eventos propio. El resultado sería el mismo que dos agujeros negros fusionados con un solo horizonte de eventos compartido.

Teóricamente, el agujero negro es un puro espacio-tiempo. En el caso de que un pequeño espacio-tiempo deformado orbita alrededor de un gran espacio-tiempo deformado como la siguiente ilustración;

Dos agujeros negros orbitan entre sí, y luego la fusión de dos agujeros negros había sido detectada por el detector gemelo de LIGO. El físico Kip Thorne explica en la siguiente ilustración:

Por lo tanto, se puede predecir que se puede formar un agujero negro dentro de otro agujero negro.

El problema es el espacio-tiempo real o simplemente una ficción; lógico o ilógico El espacio-tiempo desdibuja la línea entre ciencia y ciencia ficción.

¿Cómo podría un espacio-tiempo deformado pequeño orbitar un espacio-tiempo deformado grande?

Aunque el agujero negro (BH) se deriva de la relatividad general (GR), el fundador de GR no creía en BH. Einstein hasta su muerte fue conocido como el padre reacio del agujero negro.

No sé a qué te refieres realmente. Pero más allá del límite en la superficie del fondo de pozo conocido como el horizonte de eventos, nada puede escapar de la atracción gravitacional del agujero negro. Ni siquiera la luz. Por lo tanto, cada objeto que pase por el horizonte de eventos se encontrará con una magnitud inimaginable de mareas gravitacionales, estirando y apretando el objeto que cae en él. Este proceso se llama Spaghettification. Entonces dentro de un agujero negro, no hay creación. Solo hay aniquilación. Nada macro sobrevive ese viaje. Y en todo este universo, ese es el límite donde termina el papel de nuestra física clásica y la mecánica cuántica se hace cargo. Entonces, amigo mío, no hay agujeros negros dentro de un agujero negro. Sin embargo, los agujeros negros pueden fusionarse y formar agujeros negros más grandes. Esa es otra cosa por completo.

Parece que crees que hay cosas dentro del agujero negro. Todo dentro de un agujero negro es un agujero negro. Incluso el espacio y el tiempo son tan curvos que se comportan de una manera totalmente inimaginable.
No pienses que hay materia compuesta de átomos dentro de un agujero negro, no la hay. Todo pierde su identidad una vez dentro de un agujero negro, incluso las partículas subatómicas.
Entonces la respuesta es sí y no, porque todo dentro de un agujero negro es un agujero negro.

Debo agregar que la relatividad general permite la existencia de la solución ‘Kerr’ que de hecho consiste en un horizonte de eventos ‘externo’ y un ‘horizonte de eventos interno’. Esto corresponde a un agujero negro con momento angular distinto de cero, y el diagrama de Penrose aparece debajo de la respuesta.
Si se toma literalmente, este diagrama de Penrose parece implicar la existencia de una secuencia infinita de agujeros negros anidados; sin embargo, si están físicamente presentes es, creo, desconocido. Sin embargo, la existencia de los horizontes externo e interno es cierta; aunque no podrás cruzar el horizonte interno sin fotones infinitamente desplazados por el azul que desintegran tu cuerpo. Se pueden encontrar representaciones similares de métricas de agujeros negros ‘cargados’ en línea (busque las métricas ‘Riessner Nordstrom’ y ‘Kerr Newman’).

No, porque un agujero negro resulta de la masa de una estrella con múltiples masas solares colapsando en una singularidad cercana, o incluso en una singularidad. Esto significa que, debido a la densidad intensa, la gravedad aumenta exponencialmente, por lo que cualquier singularidad que intente formarse dentro del horizonte de eventos solo se arrastrará a la singularidad original y se asimilará.

No es que pueda ver. Suponiendo, en el peor de los casos, que la estrella de neutrones en caída se derrumbara en un agujero negro al mismo tiempo que cruzaba el horizonte de eventos del agujero negro más grande, se fusionarían como dos gotas de agua, formando un solo agujero negro más grande. Desde nuestro punto de vista como observadores externos, cualquier cosa que sucediera dentro del horizonte de eventos sería indetectable.

Los agujeros negros se tragan cuando las galaxias chocan.

Si estuviéramos dentro de un agujero negro, detectaríamos muchos signos del espacio-tiempo alto y curvado hasta que las fuerzas de marea nos separaran.

¿Hay algo significativo en el horizonte de eventos que podamos ver? Tal vez tal vez no. Habría muchos otros fenómenos observables, como distorsiones extremas de la geometría, los efectos extraños de una luz que sigue a una geodésica en un espacio curvo, diferencias entre dos relojes cuando uno está más cerca de la singularidad, etc.

En mi opinión, es imposible.

Dado que la curvatura espacio-temporal debido al agujero negro es mayor que la debida a la estrella de neutrones, el agujero negro puede deshacer la curvatura del espacio-tiempo debido a la estrella de neutrones hasta cierto punto y arrancar la materia de su superficie reduciendo su gravedad aún más al aumentar exponencialmente la del agujero negro.

La estrella de neutrones solo puede reducirse dentro del agujero negro, pero no puede crecer en masa.

Me gusta más la lógica de aquellos que dicen que sí. Un agujero negro realmente grande no tiene enormes fuerzas de marea cerca de su horizonte de eventos. Si enviaste un par de estrellas de neutrones, ya en curso de colisión, al gran agujero negro, nunca podrías recibir noticias sobre lo que sucedió. Entonces es un ejercicio completamente teórico. Pero en teoría, imagina que también vamos a ir, en un viaje de ida para ver el espectáculo y luego morir. ¿Por qué no veríamos a los dos chocar, justo a tiempo, y convertirse en un agujero negro? Las condiciones dentro del horizonte de eventos no son inmediatamente fatales, creemos. La gravedad es intensa, pero estamos en caída libre, y las fuerzas de marea aún no son tan altas y no serán durante minutos u horas, según lo medido por nuestros pulsos o nuestros relojes de pulsera.

Demasiado pronto, la diversión termina, por supuesto, y no hay forma de escribir a casa. Oh bien.