Orbituje wokół czarnej dziury

15

Czy jest możliwe (dla satelity lub planety) orbitowanie wokół czarnej dziury? Czy przyciągają wszystko wokół siebie do centrum? A może po prostu wpływają na siłę grawitacji tak jak gwiazdy?

black-hole orbit gravity Zoltán Schmidt
źródło

12

Absolutnie możliwe. W czarnej dziurze nie ma nic magicznego. Siła grawitacyjna czarnej dziury sięga tak daleko jak grawitacja dla innego obiektu o tej samej masie.

Jeśli zastąpisz Słońce czarną dziurą o tej samej masie, wszystko będzie krążyć wokół niej tak, jak obecnie.

Wszystko z masą ma siłę grawitacji, a czarna dziura przyciągnie wszystko masą. Znowu jest tak samo, jak nasza gwiazda ma wpływ na Ziemię, a Ziemia ma wpływ na Księżyc.

Carl
źródło

Największym nieporozumieniem było to, że nie byłem wystarczająco jasny, jak działają czarne dziury. Zawsze wyobrażałem sobie je jako „dziury” jak wiry w wodzie.

Zoltán Schmidt

2

Są jak wanny z hydromasażem, ale tak jak z wirami, osiąga tylko jak dotąd. Jeśli masz większą dziurę w środku wiru (tj. Wyższą masę), wówczas zasysa ona rzeczy z dalszej odległości. Nie inaczej niż efekt, jaki miałaby duża gwiazda o tej samej masie. Inną sprawą jest to, że w przypadku czarnej dziury istnieje punkt powrotu, w którym jeśli cokolwiek minie ten punkt, nie ma szans na ucieczkę.

Carl

Czy znane są czarne dziury o masie Słońca? Przypuszczam, że geneza supernowych standardowych czarnych dziur prowadzi do większych mas. (Jeśli pozostała masa gwiazdy po zużyciu paliwa jądrowego jest tak mała jak Słońce, nie zapadnie się w czarną dziurę.) Oczywiście istnieją spekulacje na temat małych czarnych dziur, ale czy znamy jakąś?

Peter - Przywróć Monikę

3

Nie przyciągają siły grawitacyjnej; mają masę, więc wywierają grawitacyjny wpływ na inne przedmioty.

Więc tak, obiekt może bez końca krążyć wokół czarnej dziury. Tylko dlatego, że masa, którą krąży, nazywana jest czarną dziurą, nie oznacza, że obiekt jest skazany na spiralną spiralę na czarnej dziurze.

Jeremy
źródło

3

Dla porównania, oto płaska czasoprzestrzeń Minkowskiego we współrzędnych sferycznych:

d s^{2} = - d t^{2} + \underset{Euclidean 3-space}{\underset{⏟}{d r^{2} + r^{2} (d θ^{2} + \sin^{2} θ d ϕ^{2})}} .

$\mathrm{d}s^2 = -\mathrm{d}t^2 + \underbrace{\mathrm{d}r^2 + r^2(\mathrm{d}\theta^2+\sin^2\theta\,\mathrm{d}\phi^2)}_\text{Euclidean 3-space}\text{.}$

Największym nieporozumieniem było to, że nie byłem wystarczająco jasny, jak działają czarne dziury. Zawsze wyobrażałem sobie je jako „dziury” jak wiry w wodzie.

To nie jest całkowicie niepoprawne. Czas czasoprzestrzeni Schwarzschilda nienaładowanej, nieobrotowej czarnej dziury we współrzędnych Gullstranda-Painlevégo to Tam, gdzie odbiega ona od zwykłej, płaskiej czasoprzestrzeni Minkowskiego, jest całkowicie w środkowej części kwadratu. Tutaj współrzędna czasu nie jest czasem Schwarzschilda, lecz czasem mierzonym przez obserwatora swobodnie spadającego z odpoczynku w nieskończoności. Ostatnim bitem, jeśli jest połączony z terminem który można uzyskać przez pomnożenie środkowej części, jest zwykły euklidesowy

d s^{2} = - d t^{2} + \underset{suckhole}{\underset{⏟}{{(d r + \sqrt{\frac{2 M}{r}} d t)}^{2}}} + r^{2} (d θ^{2} + \sin^{2} θ d ϕ^{2}) .

$\mathrm{d}s^2 = -\mathrm{d}t^2 + \underbrace{\left(\mathrm{d}r + \sqrt{\frac{2M}{r}}\,\mathrm{d}t\right)^2}_\text{suckhole} + r^2(\mathrm{d}\theta^2+\sin^2\theta\,\mathrm{d}\phi^2)\text{.}$

t

$t$

d r^{2}

$\mathrm{d}r^2$

3

$3$ -przestrzeń zapisana we współrzędnych sferycznych.

Jeśli z grawitacji newtonowskiej rozpoznasz ilość lub w zwykłych jednostkach, jako prędkość ucieczki, to obraz jest naprawdę bardzo osobliwy: według obserwatora swobodnie spadającego z odpoczynku w nieskończoności przestrzeń euklidesowa jest zasysana do osobliwości przy lokalnej prędkości ucieczki. Horyzont zdarzeń to powierzchnia, z którą prędkość, z jaką przestrzeń „spada” z prędkością światła. $\sqrt{2M/r}$ $\sqrt{2GM/r}$

Jest to dodatkowy powód, dla którego czarne dziury dźwiękowe są dobrymi analogami do ich grawitacyjnych odpowiedników. W sonicznej czarnej dziurze może znajdować się rzeczywisty „otwór ssący”, który odprowadza płyn o niskiej lepkości z rosnącą prędkością, do i szybciej niż prędkość dźwięku w tym płynie. Tworzy to horyzont zdarzeń akustycznych, który jest jednokierunkowy na dźwięk i oczekuje się, że będzie miał analog promieniowania Hawkinga.

Odpowiednia struktura dla naładowanych czarnych dziur jest podobna, a dla obracania jeszcze bardziej skomplikowana, chociaż nadal można ją opisać jako „ssanie” z pewnym dodatkowym obrotem, który obraca swobodnie opadających obserwatorów.

Stan Liou
źródło

1

istnieje dowód, że coś może krążyć wokół czarnej dziury. Gwiazda S2 krąży wokół czarnej dziury w centrum naszej galaktyki o masie 4 milionów mas Słońca.

http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

Pamiętaj, że jeśli znajdziesz obiekt krążący wokół obiektu docelowego, możesz obliczyć masę obiektu docelowego.

W rzeczywistości w przypadku czegoś, co krąży wokół czarnej dziury, bardzo trudno jest wpaść. Z tego samego powodu łatwiej jest wysłać sondę z Ziemi na Marsa (na zewnątrz od Słońca), niż z Ziemi na Merkurego (do wewnątrz w kierunku Słońca), a także z tego samego powodu, dla którego pozbycie się toksycznych odpadów jest niepraktyczne, rzucając je w Słońce. Dotarcie do Słońca wymagałoby ogromnej ilości energii.

Zobacz podstawy lotu kosmicznego, aby uzyskać szczegółowe informacje.

jmarina
źródło

Zastanawiam się, dlaczego naukowcy twierdzą, że gdy droga mleczna i Andromeda zderzą się, masywne czarne dziury w ich ośrodkach połączą się. Dlaczego nie po prostu wejdą wokół orbit i nie będą podążać dalej w tych samych kierunkach, w których zmierzają?

Jason Goemaat,

@JasonGoemaat Przypuszczam, że istnieje kilka efektów, które można opisać jako „tarcie”. Ostatnio dużą popularnością cieszą się fale grawitacyjne emanujące z masywnych obiektów krążących wokół siebie. IIUC utrata energii była odpowiedzialna za czarne dziury krążące coraz bliżej aż do ich połączenia, jak zaobserwował LIGO. Innym efektem prowadzącym do niszczenia orbit mogą być zderzenia ciał i być może siły pływowe, podgrzewanie ciał i szczątków krążących wokół czarnej dziury podczas ich spowalniania. Przypuszczam, że właśnie dlatego materia z dysku akrecyjnego jest ciągle zasysana.

Peter - Przywróć Monikę

1

Myślę, że dziury są martwą gwiazdą? Czyż nie? I uważam, że naszą najbliższą gwiazdą jest słońce, i istnieje różnica między gwiazdą a czarnymi dziurami (martwa gwiazda). I głęboko wierzę, że czarne dziury (martwa gwiazda) przyciągają wszystko wokół siebie do centrum. A potem muszą zmienić właściwość tego obiektu (który jest w centrum), a następnie rozprzestrzenić jego części anu we wszechświecie. :)

Bipul Kumar
źródło

2

Witam na stronie! Tutaj na stronach wymiany stosów pracujemy trochę inaczej, w przeciwieństwie do forum, na którym koncentrujemy się na pytaniach i odpowiedziach popartych faktami i źródłami. Możesz przeczytać więcej w centrum pomocy . Jeśli zechcesz edytować swój post w odpowiedzi na pytanie w źródle, będzie on lepiej odbierany przez społeczność! Z góry dziękuję!

RhysW,

Orbituje wokół czarnej dziury

Odpowiedzi: