http://science.compulenta.ru/726740/Второе начало термодинамики чёрных дыр запрещает уменьшение поверхности чёрной дыры (ЧД). Любое разбиение ЧД на меньшие по размеру эту поверхность уменьшит, что запрещает вышеупомянутое начало.
Математически всё это сводится к тому, что если А > 0, B > 0 и А + B = С, то А² + В² ≥ С² не имеет решений (как всегда, словосочетание «не имеет решений» не стоит понимать буквально, но в физических целях так оно и есть).
В общем-то, примерно так же дело обстоит и геометрически: если есть три угла, причём третий — сумма двух первых, то треугольник с любым из углов, превышающим 90˚, не выстроится (уточним: нормальный треугольник, а не вырожденный).
Даже в самом неплодовитом случае столкновение двух ЧД равной массы может (?) закончиться рождением трёх ЧД. О «самом плодовитом варианте» лучше даже не задумываться. (Иллюстрация Johannes Koelman.)
Однако голландский физик Йоханесс Коэльман (Johannes Koelman) полагает, что можно попробовать разбить ЧД, если вовлечь в этот процесс другую ЧД. Кстати, вариант не слишком теоретический, скорее очень жизненный и практический: столкновения ЧД должны происходить довольно часто. Именно такая судьба, как считается, ждёт и нашу сверхмассивную ЧД Стрелец А* через несколько миллиардов лет, когда Млечный Путь встретится с галактикой Туманность Андромеды.
Исследователь сосредоточился на таких столкновениях, в ходе которых не продуцируется и не теряется энтропия — чтобы избежать возможных дальнейших проблем с термодинамикой.
Тогда вырисовывается совсем иная картина:
С1 + C2 = A1 + A2 + ... An
С²1 + C²2 = A²1 + A²2 + ... A²n
С1 и C2 здесь — массы изначальных сталкивающихся ЧД, а A1 + A2 + ... An — массы образующихся при этом столкновении новых ЧД. Легко видеть, что решений здесь может быть не просто много, а весьма много. Среди них есть и тривиальные (1, 1; 1, 1), и нетривиальные, из которых даже наименьшее (3, 3; 4, 1, 1) подразумевает, что две ЧД с условными массами 3 и 3 порождают при столкновении три ЧД массой 4, 1 и 1.
Разумеется, на деле таких возможностей больше: (13, 13; 16, 9, 1), (21, 21; 25, 16, 1) — и, в принципе, любой может продолжить этот ряд очень далеко.
Но это всё ещё цветочки: фактически две ЧД неравной массы могут распадаться на четыре новые ЧД: (6, 4; 7, 1, 1, 1), (10, 5; 11, 1, 1, 1, 1) и так далее. На деле количество результирующих ЧД должно быть почти бесконечно. С двумя ЧД равной массы ситуация сходная: (1, 1; 1, 1), (3, 3; 4, 1, 1), (9, 9; 12, 4, 1, 1) — и, как в «Казачьей раздумчивой», «пока степь не кончится». Что интересно, в последнем сценарии не менее 29,3% всей массы двух исходных ЧД превращается в огромное количество весьма маломассивных ЧД.
