Naukowcy opisali warunki podziału czarnej dziury na dwie — ScienceDaily

Międzynarodowa grupa fizyków teoretycznie zbadała, w jakich warunkach jedna czarna dziura mogłaby podzielić się na dwie mniejsze. Jak informuje ScienceDaily, taki proces nie jest całkowicie wykluczony przez prawa fizyki, jednak wymaga niezwykle specyficznych warunków — przede wszystkim niemal maksymalnej prędkości obrotu czarnej dziury.

Praca została opublikowana w czasopiśmie Physical Review D pod tytułem When Black Holes Admit Pair-of-pants Topologies. Jej autorami są Francesco Sannino, Giacomo Cacciapaglia, Manuel Del Piano i Vania Vellucci.

Bariera entropijna

W przypadku czarnej dziury bez obrotu podział na dwie mniejsze czarne dziury byłby termodynamicznie niekorzystny. Według obliczeń naukowców zmniejszyłoby to całkowitą entropię układu, co wyjaśnia, dlaczego czarne dziury zwykle się nie rozpadają.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Sytuacja może się zmienić w przypadku czarnej dziury obracającej się z niezwykle dużą prędkością. Jednocześnie po podziale nowo powstałe czarne dziury muszą oddalić się od siebie na wystarczającą odległość, w przeciwnym razie natychmiast ponownie się połączą. Według profesora Francesco Sannino wymóg ten niemal całkowicie wyklucza możliwość podziału, z wyjątkiem obiektów o obrocie bliskim maksymalnemu możliwemu.

Dodatkowe wymiary i poszukiwanie sygnałów

Naukowcy rozważyli także teoretyczne modele z dodatkowymi wymiarami przestrzennymi. W niektórych z nich istnieją obiekty podobne do czarnych dziur, które mogą tracić stabilność i zaczynać się rozpadać. W poszczególnych przypadkach taki proces może być termodynamicznie korzystny, w szczególności gdy jedna z dwóch czarnych dziur jest znacznie mniejsza od drugiej.

Autorzy zaznaczają, że dopuszczalność termodynamiczna nie oznacza jeszcze, że fragmentacja nastąpi fizycznie. Prawdopodobieństwo procesu zależy od właściwości grawitacji poza teorią Einsteina. Badacze przypuszczają, że małe pierwotne czarne dziury mogą być bardziej podatne na podział niż duże czarne dziury astrofizyczne. Potencjalnych sygnałów małych fragmentów, które mogłyby powstawać podczas łączenia się czarnych dziur, mogłyby szukać teleskopy gamma, w tym Fermi-LAT.