Физики выяснили, при каких условиях чёрная дыра может разделиться на части

Физики-теоретики выяснили, при каких условиях чёрная дыра могла бы разделиться на две или несколько меньших чёрных дыр: по общей теории относительности это почти всегда запрещено, но для чёрной дыры, вращающейся почти с предельной скоростью, лазейка, возможно, остаётся

По общей теории относительности Эйнштейна невращающаяся чёрная дыра разделиться не может. Этому мешает закон Бекенштейна — Хокинга: площадь горизонта событий — границы, из-за которой не вырывается даже свет, — не может уменьшаться, а у двух меньших чёрных дыр она в сумме была бы меньше, чем у одной исходной. Для вращающихся чёрных дыр расчёты движения и вращения осколков тоже запрещают распад, даже когда энтропия — мера беспорядка, которая в природе не убывает, — его допускает. Исключением, возможно, остаются чёрные дыры, вращающиеся почти с предельно возможной скоростью.

Затем авторы перебрали сценарии, в которых разделение всё же возможно. Первый — неустойчивость Грегори — Лафламма: в теориях с дополнительными измерениями пространства вытянутая чёрная дыра может распадаться на части. Второй — сверхизлучение, при котором вращающаяся чёрная дыра отдаёт энергию вращения окружающим волнам. Третий — модели гравитации, в которых масса чёрной дыры иначе связана с размером горизонта и энтропией.

Во всех трёх случаях отщепление мелких осколков может быть выгодно с точки зрения энтропии, но произойдёт ли оно на самом деле, зависит от того, как двигалась и вращалась исходная чёрная дыра. Работа опубликована в Physical Review D. По словам авторов, она важна для изучения первичных чёрных дыр, которые, как предполагают, могли возникнуть вскоре после Большого взрыва, и катастрофических событий вроде слияния чёрных дыр. Кроме того, она может помочь понять пределы общей теории относительности.

Ранее по теме: Впервые зафиксировано, как чёрная дыра раз за разом частично разрушает звезду

Источник: APS (American Physical Society)