آیا سیاه‌چاله‌ها قادر به تقسیم شدن هستند، در حالی که ادغام آن‌ها ممکن است؟

آشکارسازهای امواج گرانشی نشان می‌دهند که سیاه‌چاله‌ها به طور مکرر با یکدیگر زبان برهم‌کنش می‌زنند و در نتیجه، با ادغام، حجم سیاه‌چاله‌های بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهند. اخیراً، فیزیک‌دانان این موضوع را بررسی کرده‌اند که آیا امکان دارد این فرایند در جهت معکوس نیز صورت گیرد، به‌طوری‌که یک سیاه‌چاله به دو سیاه‌چاله تقسیم شود یا خیر.

نتایج یک تحقیق جدید اشاره به این دارند که نمی‌توان احتمال تقسیم سیاه‌چاله‌ها را نادیده گرفت. نمودارهای مربوط به این پدیده به شکل شلوار طراحی شده‌اند و به همین دلیل، پژوهشگران نام فرضی «شلوار پوشیدن» را برای آن برگزیده‌اند.

سیاه‌چاله‌ها به خاطر گرانش بسیار نیرومند خود شناخته می‌شوند که حتی به نور اجازه فرار نمی‌دهد. بنابراین انتظار می‌رود که هیچ بخشی از یک سیاه‌چاله نتواند از کل آن جدا گردد. اما اگر فیزیک‌دانان تنها به بروز پدیده‌های قابل پیش‌بینی محدود می‌شدند، قطعاً از تکرار خسته می‌شدند. به همین دلیل، پروفسور فرانچسکو سانینو از دانشگاه جنوب دانمارک و همکارانش تصمیم به بررسی این موضوع گرفتند که آیا چنین تقسیم‌وجدایی عملاً امکان‌پذیر است یا خیر.

نویسندگان بیان می‌کنند که تنها نیروی جاذبه عظیم سیاه‌چاله‌ها نیست که مانع از تقسیم آن‌ها می‌شود؛ بلکه ترمودینامیک نیز در این قصه نقش مهمی ایفا می‌کند. استیون هاوکینگ پیش‌بینی کرده بود که آنتروپی مربوط به دو سیاه‌چاله‌ی کوچک‌تر کمتر از آنی است که به یک سیاه‌چاله‌ی بزرگ تعلق دارد. مشاهدات امواج گرانشی تأییدکننده صحت پیش‌بینی او هستند.

از آنجا که آنتروپی جهانی همواره در حال افزایش است، کاهش آنتروپی یک سیستم بدون تاثیر عوامل خارجی، با روند عادی جهان در تضاد است.

با این حال، نویسندگان به یک وضعیت خاص اشاره می‌کنند که می‌تواند مانع از اعمال محدودیت‌های آنتروپی در روند تقسیم سیاه‌چاله‌ها شود و آن هم، چرخش بسیار سریع سیاه‌چاله‌ها است. این چرخش ناشی از تکانه زاویه‌ای ستاره‌ای است که در نتیجه رمبش به وجود آمده و هر ماده‌ای که بعداً به سیاه‌چاله سقوط کند، می‌تواند بر این چرخش بیفزاید.

برای سیاه‌چاله‌ای که در سایر جنبه‌ها یکسان است، با افزایش سرعت چرخش، آنتروپی کاهش می‌یابد. بنابراین، اگر یک سیاه‌چاله‌ی چرخش سریع به دو سیاه‌چاله با چرخش کم‌تر تقسیم شود، به طور نظری ممکن است آنتروپی کل کاهش یابد. در این سناریو، تکانه زاویه‌ای سیاه‌چاله اولیه باید حفظ شود و اگر دو سیاه‌چاله‌ی جدید به دور یکدیگر بچرخند، این تکانه می‌تواند صرف حرکت مداری آن‌ها شود.

پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که این نوع تقسیم‌وجدایی از نظر تئوری امکان‌پذیر است، اما تنها زمانی که سرعت چرخش سیاه‌چاله اولیه به حداکثر مقدار ممکن نزدیک باشد. این پیش‌شرط نشان می‌دهد که چنین رویدادی احتمالاً بسیار نادر خواهد بود.