Quando i buchi neri si fondono ed emettono onde gravitazionali, stiamo vedendo quelle onde iniziare quando gli orizzonti degli eventi si stanno fondendo o quando le singolarità si stanno fondendo?
Quando i buchi neri si fondono ed emettono onde gravitazionali, stiamo vedendo quelle onde iniziare quando gli orizzonti degli eventi si stanno fondendo o quando le singolarità si stanno fondendo?
Le onde gravitazionali vengono effettivamente emesse fintanto che si ha un momento di quadrupolo con una derivata del secondo tempo diversa da zero. Il quadrupolo è definito come: $$ Q_ {ij} ^ {tt} (x) = \ int \ rho \ left (x ^ ix ^ j - \ frac {1} {3} \ delta_ {ij} r ^ 2 \ destra) \ mathrm {d} ^ 3x. $$ Per semplificare, ecco una regola pratica: se hai un sistema che non è sfericamente simmetrico e che cambia nel tempo (come due buchi neri), puoi aspettarti onde da emettere. Ad esempio, il sistema composto dalla Terra e dal Sole emette onde gravitazionali ridicolmente piccole (penso che emetta pochi Joule all'anno), ma è.
Perché di quanto siano dure da misurare le onde, puoi solo aspettarti di vederle sulla Terra per i buchi neri nel loro ultimo stadio, appena prima che si fondano, quando l'emissione di onde gravitazionali è al suo picco.
Per il rilevamento LIGO, l'inizio del segnale osservato dai nostri rilevatori era nella fase inspiratoria. Questa è la fase in cui i buchi neri si stanno avvicinando l'uno all'altro e perdendo energia gravitazionale (attraverso l'emissione di onde gravitazionali), prima che i loro orizzonti si tocchino. La fine della fase è in realtà quando i buchi neri entrano nella loro cosiddetta ISCO (Innermost Stable Circular Orbit), che è il raggio più piccolo che una particella priva di massa potrebbe orbitare in modo stabile. Qualunque cosa all'interno di questa orbita andrà lentamente a spirale verso l'interno e cadrà nel buco nero.
Le onde gravitazionali raggiungono il picco quando l'orizzonte degli eventi inizia a fondersi. I buchi neri si fonderanno quando saranno abbastanza vicini. Una volta fuso, il foro singolo si assesta in una forma stabile, attraverso uno stadio chiamato ringdown e l'altro verrà lacerato dalle crescenti forze di marea in un processo a volte indicato come spaghettification o "effetto noodle". Qualsiasi distorsione nella forma viene dissipato come onde più gravitazionali. Nella frazione finale di secondo i buchi neri possono raggiungere velocità estremamente elevate e l'ampiezza delle onde gravitazionali raggiunge il suo picco. Per saperne di più leggi questo https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_black_hole#Merger