عندما يمكن للثقب الأسود أن يتشظى سريع

الأصل: "When Black Holes Can Wear Pants"
arXiv:2606.24642 · 2026-06-23 · CC BY-SA 4.0 · 1 دقيقة
تشظي الثقب الأسود حدث نادر، لا يحدث إلا عند الدوران الشديد أو في أبعاد أخرى.

📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.

الثقب الأسود يشبه قطرة دوّارة من سائل لزج. عادةً، تميل هذه القطرة للبقاء كاملة: الانقسام سيقلل من مساحتها، مما يتعارض مع قانون عدم تناقص الأنتروبيا (مقياس الفوضى، مثل كوب مكسور لا يعيد تجميع نفسه). بالنسبة للثقوب السوداء غير الدوارة التي اكتشفها كارل شوارزشيلد، فإن التشظي مستحيل. ولكن عند الدوران السريع، تطيل قوى الطرد المركزي الثقب الأسود، ويمكن أن تنفصل منه شظية مجهرية. تشبه هذه العملية انشطار النواة الذرية في نموذج القطرة. كما نظر الفيزيائيون في عوالم ذات أبعاد إضافية، حيث يتصرف انحناء الزمكان بشكل مختلف، وقد تصبح الثقوب السوداء غير مستقرة، مثل الخيوط السائلة الطويلة الجاهزة للتمزق. هذا الاضمحلال قد يغير تعداد الثقوب السوداء البدائية المولودة في أولى لحظات الكون.

العلاقة بين مساحة الثقب الأسود والأنتروبيا أسسها جاكوب بيكينشتاين وستيفن هوكينغ، محوّلين الثقوب السوداء إلى أنظمة ترموديناميكية مكتملة.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2606.24642

We investigate the conditions under which black hole fragmentation, the splitting of a black hole horizon into multiple smaller ones, may occur. The simplest realization is that of a single black hole horizon splitting into two, giving rise to the eponymous pants topology. In classical general relativity, the Bekenstein-Hawking area law forbids such processes for Schwarzschild black holes. For spinning Kerr black holes, purely kinematic analyses impose constraints that prevent fragmentation, even in regimes where entropy considerations might allow it, except possibly in near-extremal cases. We then hunt for scenarios where black holes can wear pants: from the well-known Gregory-Laflamme instability in higher dimensions, to the potential effect of superradiant instabilities in non-axisymmetric radiation trapping, to finally gravitational models that modify the relations between entropy and/or horizon radius and the black hole mass in four dimensions. In all such cases, emission of small fragments can be entropically favored, however its occurrence still depends on the kinematic configuration of the initial state. Our analysis clarifies the theoretical landscape where black holes may fragment, which is particularly relevant for primordial black holes and catastrophic events such as black hole mergers.

على العكس، دائماً ما يزيد اندماج الثقوب السوداء المساحة الإجمالية – تشبه هذه العملية قطرات الزئبق المندمجة، ويصاحبها موجات جاذبية قوية.

العلماء
Stephen HawkingJacob BekensteinFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan ChandrasekharRainer Weiss
المفاهيم
آلية تشكل الثقب الأسود مبرهنة هوكينغ للمساحة قانون مساحة هوكينغ ثقب أسود مشعر رنين متلاشي إنتروبيا بيكينشتاين-هوكينج استقرار أفق الحدث تمزق مدّي نظرية انعدام الشعر عدم استقرار جينس انهيار حرج تضخم الكتلة أفق ظاهري كسر تفرد عاري إنتروبيا والد اضطرابات سلمية تصحيح لوغاريتمي بقايا انهيار