Jak by to było czuć się na orbicie w pobliżu łączącej się czarnej dziury?

10

Niedawne czwarte odkrycie fal grawitacyjnych, w których masy czarnej dziury były 31 i 25 razy większe od masy Słońca, i uwolniły 3 masy energii słonecznej jako fale grawitacyjne, sprawiło, że zastanawiałem się, jak by to było być na orbicie tej podwójnej czarnej dziury system na planecie w 1AU, kiedy nastąpiło połączenie?

black-hole gravitational-waves joseph.hainline
źródło
3
Ten artykuł dotyczy twojego pytania napisanego przez fizyka. forbes.com/sites/briankoberlein/2016/02/13/… A oto bardzo podobne pytanie: physics.stackexchange.com/questions/235285/…
userLTK
1
odpowiedzi w fizyce są bardzo różne od @ t.sand's ...
J. Chomel
2
Odpowiedzi w fizycznej wymianie stosu są całkowicie niezadowalające. Ci, którzy zajmują się energią, nawet nie wspominają, że grawitacja tak słabo oddziałuje, że sama 3 energia słoneczna energii grawitacyjnej niewiele zrobiłaby dla człowieka, ponieważ ze względu na wielkość człowieka i wielkość stałej grawitacyjnej. Przyjęta odpowiedź jest dość bezużyteczna, biorąc pod uwagę, że zniekształcenia czasoprzestrzenne nie są niczym innym jak normalną kompresją i rozciąganiem, i nie ma dowodów na to, że gładkie fale grawitacyjne odkształcające materię mogą być szkodliwe dla ludzi przy wielkości człowieka 0,01%.
ACAC
Dziwię się, że nikt nie rozumie punktu @ ACAC, że GW są zmarszczkami w czasoprzestrzeni , a zniekształcenie to zasadniczo różni się od kompresji lub rozciągania obiektów w zwykłej przestrzeni. Inną pomijaną rzeczą jest to, że GW porusza się z prędkością światła: nie da się „wyczuć” tętnienia przy tej prędkości.
Chappo nie zapomniał Moniki
1
podobne pytanie w Physics SE: Jak miałaby wyglądać lub czuć przepływająca fala grawitacyjna?
uhoh

Odpowiedzi:

3

Mogłoby to spowodować poważne szkody, gdyby wszystko było w porządku.

Trzy masy energii słonecznej wynoszą około 5x10 47 dżuli. 1 AU ma około 1,5x10 13 cm. Powierzchnia kuli wynosi zatem około 4x10 27 cm 2 . To strumień 10 20 dżuli cm -2 . To dużo energii, by wyrządzić szkody ... jeśli może się z tobą połączyć.

Napięcie GW zmierzone na Ziemi wynosi około 10 -22 . Napięcie spada jako odwrotna odległość, a stosunek gigaparsera do AU wynosi około 10 14 , więc naprężenie w 1AU od połączenia wynosiłoby około 10 -8 . Samo w sobie to prawdopodobnie nie zaszkodzi.

Ale nie jest to zwykłe jednorazowe obciążenie, oscyluje ono z częstotliwością orbitalną łączących się czarnych dziur, a wszystko, co ma rezonans fizyczny przy tej częstotliwości, może wychwytywać energię, być może znaczącą energię, z pól GW.

(Pamiętaj, że zależy to od orientacji. Rezonans mechaniczny musi być wyrównany z GW, a GW nie są emitowane we wszystkich kierunkach, więc chcesz (lub być może nie chcesz!) Znajdować się w płaszczyźnie połączenia. )

Argument, że GW nie mogą deponować energii, jest po prostu błędny - gdyby to była prawda, LIGO nie mógłby ich wykryć! - ale jeśli w to uwierzyłeś, byłeś we wspaniałym towarzystwie: Einstein potrzebował dziesięcioleci, zanim przekonał się, że GWs rzeczywiście nosiły energię!

Mark Olson
źródło
1
Szczep 10−8jest kluczową rzeczą, więc byłbyś o około 20 nm wyższy i 10 nm węższy, a następnie o jedną dziesiątą sekundy później, odwrotnie, i to by się powtarzało przez 10 lub 20 cykli ze zwiększoną częstotliwością przed zatrzymaniem. Trudno dostrzec, że bezpośrednio zrobiłoby to wiele na człowieku. Bardzo sztywna struktura krystaliczna, która rezonowała z sygnałem, może zobaczyć coś bardziej dramatycznego. Znacznie bardziej zauważalny będzie wpływ na dyski akrecyjne znacznie bliżej BH. To z łatwością spowodowałoby bardzo intensywne rozbicie promieni rentgenowskich, które mogą nie być tak zdrowe.
Steve Linton
2

Pięknie jest wyobrazić sobie taki stan.

Po pierwsze, nie możemy ich obserwować oczami, ponieważ czarne dziury nie spowodują odbicia światła.

Kiedy obserwator odpoczywa w stosunku do łączących się czarnych dziur: teraz, gdy czarne dziury się łączą, fale grawitacyjne otaczającej czasoprzestrzeni zaczną rosnąć, a ich amplituda również wzrośnie. Wpływa na obserwatora, ponieważ fale zaczynają odpychać go od czarnych dziur. Ale nie wpływa to na obrazy z obserwacji, ponieważ światło ugina się również w falach grawitacyjnych. Z powodu fal grawitacyjnych nastąpi również dylatacja czasu, ale nie mogę sobie wyobrazić, co właściwie dzieje się, gdy się łączą.

peterh - Przywróć Monikę
źródło
Myślę, że masz rację, że tak silne fale grawitacyjne mają efekt pchający, ale jak możesz to sobie wyobrazić bez głębokiej wiedzy na temat ogólnej teorii względności? To trudne pytanie. :-)
peterh - Przywróć Monikę
1
Przy okazji usunąłem część promieniowania Hawkinga, jest ona zdecydowanie za mała, aby można było zobaczyć widoczny efekt (właściwie jest w pobliżu) 1040−1050razy słabsze).
peterh - Przywróć Monikę
proszę pana za odpowiedź. Postaram się jak najlepiej wypełnić odpowiedź. i mam nadzieję, że następnym razem Cię nie zawiodę. właściwie uczę się o teorii względności od 9 standardu od you tube (kanał czasoprzestrzenny).
1
Ok. Nie potrzebujesz do tego względności, wystarczy rozważyć zachowanie impulsu, co jest prawdą także w Ogólnej teorii względności.
peterh - Przywróć Monikę