Fusie van zwarte gaten

[Regor]

Hoe meer ik erover lees .. hoe minder ik ervan begrijp / aanneem.
Er klopt ergens waar iets niet in de uitleg dat men geeft over de zwaartekracht en de dito golven.
Il sluit mij voorlopig aan bij de vraag van HansH.

[wnvl1]

Stel nu eens dat om de een of andere reden de massa van de singulariteit ineens zou toenemen. Dan zou die informatie nooit naar buiten de event horizon kunnen. Dus kan de kromming vanwege die toename ook nooit plaatsvinden. dus het feit dat de kromming toeneemt door invallende massa kan volgens mij dan alleen maar verklaard worden doordat die kromming vergroot wordt zolang de invallende massa nog causaal verbonden is met wat erbuiten is, dus moet die invallende massa nog buiten de eventhorizon zitten lijkt mij als daardoor de kromming van het groter worden zwarte gat toeneemt.

Je gaat er impliciet van uit dat de zwaartekracht afkomstig is van de singulariteit en dat veranderingen daar eerst naar buiten moeten reizen om effect te hebben. In de ART werkt dat echter anders. De zwaartekracht is geen signaal dat vanuit een puntbron vertrekt, maar een eigenschap van de ruimtetijd zelf.

Wanneer een zwart gat bestaat en er valt massa naar binnen, dan wordt de kromming van de ruimtetijd buiten het zwarte gat bepaald door de totale massa-energie zoals die van buitenaf waarneembaar is. Zolang de invallende materie nog causaal verbonden is met de buitenwereld, kan ze de ruimtetijd beïnvloeden en kan die extra kromming zich dus ook buiten manifesteren. Daar is geen informatie-overdracht vanuit de singulariteit voor nodig.

Het cruciale punt is dat de event horizon geen statisch oppervlak is dat gewoon ergens vastligt. De horizon wordt bepaald door de globale structuur van de ruimtetijd en kan groeien terwijl materie nog onderweg is. Met andere woorden: de horizon kan zich al uitbreiden voordat de invallende massa er effectief doorheen gaat in causale zin. Daardoor wordt de toename van de zwaartekracht buiten het zwarte gat al “verwerkt” terwijl de relevante informatie nog niet opgesloten zit achter de horizon.

Het klopt dat veranderingen die de buitenwereld beïnvloeden causaal verbonden moeten zijn met die buitenwereld. Het klopt ook dat informatie die zich eenmaal binnen de horizon bevindt, niet meer naar buiten kan. De fout zit in het idee dat de singulariteit zelf de bron is van de zwaartekracht en dat veranderingen daarvandaan naar buiten moeten propagateren. In werkelijkheid wordt alles wat de buitenwereld kan beïnvloeden al bepaald voordat de materie definitief achter de horizon verdwijnt.

Daarom is er geen tegenspraak. De kromming van de ruimtetijd buiten het zwarte gat kan toenemen zonder dat er ooit informatie uit het binnenste moet ontsnappen. De buitenwereld reageert enkel op dat deel van de evolutie dat nog causaal toegankelijk is, en niet op wat zich diep binnen de horizon afspeelt.

[Regor]

Op welk punt /moment van het merging proces van de twee ZG worden de sterkste zwaartekrachtgolven uitgezonden ?

[wnvl1]

De sterkste zwaartekrachtgolven worden uitgezonden op het moment dat de twee zwarte gaten daadwerkelijk samensmelten tot één enkel zwart gat. Dit gebeurt tijdens de fase die men de “merger” noemt. In de voorafgaande fase, de inspiral, draaien de zwarte gaten steeds sneller om elkaar heen en neemt de sterkte van de zwaartekrachtgolven geleidelijk toe, maar het maximum wordt pas bereikt wanneer de samensmelting zelf plaatsvindt.

Op dat moment is de ruimtetijd in de omgeving extreem sterk vervormd en verandert die vervorming ook het snelst. Volgens de Einstein-veldvergelijkingen leidt juist die snelle, niet-lineaire verandering van de ruimtetijd tot de krachtigste uitstoot van zwaartekrachtgolven. De amplitude van het signaal bereikt daar zijn piek en de energie die wordt uitgestraald is op dat ogenblik het grootst.

Na de samensmelting volgt de zogenaamde ringdown-fase, waarin het nieuw gevormde zwarte gat nog kort natrilt en geleidelijk tot rust komt. In die fase nemen de zwaartekrachtgolven weer snel af in sterkte.

[Regor]

@wnvl1

Ok, maar juist die zwaartekracht golven geraken niet voorbij de collectieve event horizon als ik goed lees wat men allemaal schreef.
Hoe kan hij dan in LIGO opgevangen worden ?
Ik vind geen duidelijkheid in de reacties, sorry.

[wnvl1]

De cruciale misvatting zit in de zin “ze geraken niet voorbij de event horizon”. Dat is niet juist voor de situatie die LIGO detecteert. De zwaartekrachtsgolven die LIGO meet, ontstaan namelijk niet binnen een reeds afgeslotene event horizon, maar tijdens het inspiral- en fusieproces wanneer de zwarte gaten nog in interactie staan en hun gezamenlijke horizon zich nog aan het vormen is.

Tijdens een botsing van twee zwarte gaten bevindt het systeem zich in een extreem dynamische fase. De individuele horizons vervormen, naderen elkaar en gaan uiteindelijk over in één gezamenlijke horizon. Zolang de ruimtetijd buiten die uiteindelijk gevormde horizon nog causaal verbonden is met het gebied waar de dynamiek plaatsvindt, kunnen zwaartekrachtsgolven naar buiten propagëren.

Wat LIGO detecteert bij gebeurtenissen zoals GW150914 zijn dus precies die golven die uitgezonden zijn vóórdat de volledige, definitieve event horizon zich heeft afgesloten rond het eindobject. Zodra er één gezamenlijke, stabiele horizon is gevormd, kan er inderdaad geen nieuwe informatie meer naar buiten. Maar tegen dat moment is het “signaal” al vertrokken.

Je kunt het dus niet zien als golven die door een bestaande, gesloten horizon proberen te ontsnappen. Het zijn eerder golven die ontstaan in de ruimtetijd buiten de effectieve causal cutoff op het moment van emissie. De horizon is bovendien geen vaste muur in de tijd, maar een grens die pas volledig duidelijk wordt in de volledige toekomstontwikkeling van het systeem.

Daarom is er geen paradox. LIGO meet geen informatie die uit een zwart gat ontsnapt. Het meet informatie die is uitgezonden voordat het systeem volledig causale afgesloten werd.

[HansH]

''
dus het feit dat de kromming toeneemt door invallende massa kan volgens mij dan alleen maar verklaard worden doordat die kromming vergroot wordt zolang de invallende massa nog causaal verbonden is met wat erbuiten is, dus moet die invallende massa nog buiten de eventhorizon zitten lijkt mij als daardoor de kromming van het groter worden zwarte gat toeneemt.
''

Je gaat er impliciet van uit dat de zwaartekracht afkomstig is van de singulariteit en dat veranderingen daar eerst naar buiten moeten reizen om effect te hebben. In de ART werkt dat echter anders. De zwaartekracht is geen signaal dat vanuit een puntbron vertrekt, maar een eigenschap van de ruimtetijd zelf.

Wanneer een zwart gat bestaat en er valt massa naar binnen, dan wordt de kromming van de ruimtetijd buiten het zwarte gat bepaald door de totale massa-energie zoals die van buitenaf waarneembaar is. Zolang de invallende materie nog causaal verbonden is met de buitenwereld, kan ze de ruimtetijd beïnvloeden en kan die extra kromming zich dus ook buiten manifesteren. Daar is geen informatie-overdracht vanuit de singulariteit voor nodig.
[/quote]

Dat is volgens mij ook precies wat ik zeg. Waarschijnlijk lees je mijn input niet goed. Ik zeg juist dat informatie overdracht vanuit de singulariteit (of elk ander punt waar de ontsnappingssnelheid groter is dan c) onmogelijk is.

[HansH]

Het cruciale punt is dat de event horizon geen statisch oppervlak is dat gewoon ergens vastligt. De horizon wordt bepaald door de globale structuur van de ruimtetijd en kan groeien terwijl materie nog onderweg is. Met andere woorden: de horizon kan zich al uitbreiden voordat de invallende massa er effectief doorheen gaat in causale zin. Daardoor wordt de toename van de zwaartekracht buiten het zwarte gat al “verwerkt” terwijl de relevante informatie nog niet opgesloten zit achter de horizon.

Het klopt dat veranderingen die de buitenwereld beïnvloeden causaal verbonden moeten zijn met die buitenwereld. Het klopt ook dat informatie die zich eenmaal binnen de horizon bevindt, niet meer naar buiten kan. De fout zit in het idee dat de singulariteit zelf de bron is van de zwaartekracht en dat veranderingen daarvandaan naar buiten moeten propagateren. In werkelijkheid wordt alles wat de buitenwereld kan beïnvloeden al bepaald voordat de materie definitief achter de horizon verdwijnt.

Daarom is er geen tegenspraak. De kromming van de ruimtetijd buiten het zwarte gat kan toenemen zonder dat er ooit informatie uit het binnenste moet ontsnappen. De buitenwereld reageert enkel op dat deel van de evolutie dat nog causaal toegankelijk is, en niet op wat zich diep binnen de horizon afspeelt.

Volgens mij is dat ook exact wat ik eerder zei. Ben je nu mijn input aan het gebruikien om daarmee zelf precies hetzelfde te concluderen?
.

[HansH]

Na de samensmelting volgt de zogenaamde ringdown-fase, waarin het nieuw gevormde zwarte gat nog kort natrilt en geleidelijk tot rust komt. In die fase nemen de zwaartekrachtgolven weer snel af in sterkte.

De vraag is eigenlijk ook: gaan er alleen zwaartekrachtssgolven richting ''weg van de 2 zwarte gaten'' of gaan er ook zwaartekrachtsgolven naar binnen die dan dus de eventhorizon moeten passeren ern uit beeld raken. Dan wordt de verhouding tussen die 2 steeds kleiner en gaat op een gegeven moment naar 0 en dan heb je g3een zwaartekrachtsvolven meer die naar de omgeving stralen.
Dat zou het probleem waar REGOR blijkbaar nog mee zit dan weer inzichtelijker maken.

[wnvl1]

Ja, de twee zwarte gaten kunnen zwaartekrachtsgolven van elkaar absorberen. Dat maakt gewoon deel uit van de wiskundige beschrijving van het samensmeltingsproces. Het systeem van de twee zwarte gaten kan in principe ook zwaartekrachtsgolven van buitenaf absorberen, maar daarvoor moet er een externe bron zijn. In de praktijk is dat effect extreem klein en speelt het geen rol in de situatie die hier wordt besproken. De vraag van Regor gaat namelijk over een geïsoleerd systeem van twee zwarte gaten, zonder invloed van externe bronnen.

[HansH]

maar daarvoor moet er een externe bron zijn.

hoe kom je aan die conclusie? tijdens het mergen zal er binnen de eventhorizon toch ook nog wel het eea gebeuren tgv het eromheen draaienn van het andere zwarte gat. Dus waarom kunnen daar dan geen zwaartekrachtsgolven gegenereerd worden?

[wnvl1]

Inderdaad, zwaarte kracht golven kunnen van het ene zwarte gat naar het andere gaan. Dat heb ik toch ook geschreven. Voor zwartekracht golven naar het systeem van de twee zwarte gaten tesamen als systeem bechouwd, heb je een externe bron nodig. Maar dat is de logica zelf lijkt mij. Ik denk dat je mijn uitleg verkeerd begrepen hebt.

[HansH]

Inderdaad, zwaarte kracht golven kunnen van het ene zwarte gat naar het andere gaan. Dat heb ik toch ook geschreven. Voor zwartekracht golven naar het systeem van de twee zwarte gaten tesamen als systeem bechouwd, heb je een externe bron nodig. Maar dat is de logica zelf lijkt mij. Ik denk dat je mijn uitleg verkeerd begrepen hebt.

We praten langs elkaar heen. lees mijn bericht nog eens goed.(of reageer je ergens anders op)

[Regor]

Langs elkaar langs spreken is niet erg hoor.
Wat iemand precies denkt is soms moeilijk overdraagbaar, no problem.
Van wie de info komt, doet er mij niet toe, het is geen Chalenge.

De post van wnvl1 van 6 mei om 00:13 gaf mij veel inzicht / begrip / voldoening.
........................
Toch nog een taai brokje in verband met zwaartekracht en dito golven (eigenlijk een beetje off topic).
(Zelfs het juist verwoorden van een vraag is niet eenvoudig...... dan maar in puntjes.)

1. Stel één ZG, die vervormd de ruimtetijd ....... klopt dat ?
2. Het ZG zend geen Zwaartekracht golven (ZKG) uit, omdat er geen periodische massa beweging is .... klopt dat ?
3. En ook door het hebben van zijn event horizon. ..... klopt dat ?
4. Het ZG slokt een andere massa op van buiten zijn event horizon.
5. De massa van het geheel vergroot.
6. Veroorzaakt die opslorping een ZKG tot de andere massa de event horizon (miniem gewijzigd!) passeert ?
7. Maar éénmaal de event horizon voorbij zend het ZG geen detecteerbare ZKG meer uit... klopt dat ?
8. Maar de vervorming van de ruimte tijd is anders dan voorheen...... klopt dat ?
9. Is die vervorming van de ruimtetijd een feit maar moeilijk meetbaar ?
10. Is een ZG dan in feite een (bijna) geisoleerd systeem in het universum die zeer "zijn goesting" doet ..... zonder detecteerbare
bewijzen / sporen na te laten ???

[HansH]

Langs elkaar langs spreken is niet erg hoor.

Maar wel erg inefficient discussieren dus wat dat betreft niet gewenst.