Işık neden bir kara delikten kaçamıyor?


Yanıtlar:


12

Bir karadelik, 'geri dönüşü olmayan noktayı işaretleyen' bir olay ufkuna sahiptir. Yani evet, ışık kara delikten kaçamaz.

Niye ya? Eh, 'uzay-zaman kumaşı' düşünün. Buradaki işte fiziği anlamanın en kolay yolu bence.

Genellikle, kumaş şöyle görünür:

kumaş
(kaynak: whyfiles.org )

Bununla birlikte, bir kara delik o kadar fazla yerçekimine sahiptir ki, bir kişi uzay-zaman dokusunu 'yırtdığını' söyleyebilir:

kara delik kumaş
(kaynak: ddmcdn.com )

Işık inanılmaz derecede yoğun bir yerçekimi alanına çarptığında, basitçe dışarı çıkamıyor - ışık kumaş üzerinde 'dolaşıyor' ve kumaşta bir yırtılma olduğu için, birisinin sadece gittiğini söyleyebilir - tekilliğin bir parçası oluyor .

Elbette bu bir basitleştirmedir, ancak bu fenomenin arkasındaki fiziğin en azından bir kısmını anlamak yeterlidir.


Olay ufkunun zaman genişleme etkisi ışığın kaçmasını engellemek için yeterli mi? Yoksa ışığın bir kara deliğe hapsolmasının sadece küçük bir bileşeni mi?
Mark Rogers,

6
Bu korkunç. Uzaya hitap eden ya da neden önemli olduğu, uzay-uzay kumaşında hiçbir şey yok. Kelimenin tam anlamıyla alakasız - bir kara deliğe düştükten sonra neler oluyor? ”Gibi bir şeye cevap veriyorsunuz. yerine.
Stan Liou

11

Bunu kaçış hızı olarak düşünmeyi seviyorum .

Kaçış hızı, belirli bir nesnenin yerçekiminden kaçmak için gereken hızdır. Dünya için, bu hız 11,2 km / saniyedir (Mach 34!). Roketler Dünya'dan patladığında, belirli bir yükseklik ya da irtifaya ulaşmaya çalışmıyorlar, kaçış hızıyla belirli bir hıza ulaşmaya çalışıyorlar.

Bir roket 11.2 kips'e * ulaştığında , Dünya'yı tamamen terk etmek için gereken hıza ulaştı . Eğer bir roket bu hıza ulaşamazsa, yüksekliği ne olursa olsun, Dünya'ya geri dönecektir. (ISS'yi ve çoğu uyduyu geçip sizi yavaşça uzaya kaldıran büyülü bir balon hayal edebiliyorsunuz ve sonra bırakıyorsunuz: yeterince hızlı gitmediğiniz için, tüm uyduları geride bırakacaksınız, ve dünyaya çarpmak.)

Küçük kütleçekimsel cisimler, ay gibi, daha küçük kaçış hızlarına sahiptir. Bu yüzden ay topraklarının Ay'ı, Dünya'dan ayrılmak için aldığı büyük Satürn V'ye kıyasla bu kadar küçük bir yükseliş aşamasıyla bırakabildiler: sadece 2,4 km / saniye gitmek zorunda kaldılar.

Satürn V vs Ay Yükseliş Modülü Ay Yükseliş Modülü

Güneş'ten kaçmak için 617,5 km / saniye gitmeniz gerekir!

Neyse ki, bizim için ışık 617,5 kips'den daha hızlı gider, bu yüzden Güneş'te yaratılan ışığı görebiliriz. Bununla birlikte, bir nesnenin kütlesini arttırdıkça, sonunda kaçış hızı, ışık hızıyla 299,792km / s'yi karşılayacak ya da aşacaktır. Bu noktada ışığın kendisi yerçekiminden iyi çıkacak kadar hızlı ilerleyemez ve her zaman kara deliğe geri çekilir.

* "Kısa ki lometers p er s econd"


3
Dünya için kaçış hızı 11.2kps; ancak, bu atılan nesneler için geçerlidir; Dünya'dan ayrılıp geri düşmemesi için 11.2kps'de (atmosferik sürüklenmeyi dikkate almaz) bir kaya atmanız gerekir; Bununla birlikte, kayanızın itme uygulayabilecek bir motoru varsa, Dünya'yı çok daha düşük bir hızda bırakabilir. İtme gücünü ne kadar uzun süre uygularsa, çıkarken o kadar yavaş gidebilir.
marmar

jmarina, bu ilginç, duymadım. Daha fazla bilgi içeren bir bağlantı veya tanımladığınız etkinin adı ile ilgilenir misiniz?
brentonstrine

1
@jmarina biraz haklı ama açıklama daha ilginç. Kaçış hızı aslında kaçmaya çalıştığınız vücuttan uzaklaştıkça azalır. Örneğin 9.000 km'de kaçış hızı yaklaşık 7.1 km / s'dir. Bunun nedeni, eğer Dünya'yı özlemeyi amaçlayan bu hıza gidecekseniz, o zaman ona doğru düşmekten ekstra hız kazanmanızdır. Ve güneş yüzeyindeki güneşten kaçış hızı 617.5 km / s iken, Dünya'nın yörüngesinde ise sadece 42.1 km / s'dir.
Jason Goemaat

Ah, anlıyorum. Kaçış hızı, geri çekildiğinde (ancak gezegeni özleyebilecek kadar açılı) çekim kuvveti ile elde ettiğiniz "serbest" hızda faktörü oluşturur. Bu doğru mu?
brentonstrine

brentonstrine bir yerçekimi yardımcısından aldığınız bahsettiğiniz serbest hızı: www2.jpl.nasa.gov/basics/grav/primer.php Dünya'nın yörünge hızı yaklaşık 30km / sn'dir, çünkü yörünge kesin bir çember değildir, aslında kuzey kışın güneşe daha yakınız ve yaz aylarında bir milyon kilometre uzaktayız. nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet
jmarina

2

Bir karadeliğin karadeliğin mevcut kararlı kütlesinden (3 güneş kütlesi) daha az varsa o zaman buharlaşır - kütlesini radyasyona dönüştürür, bu durumda ışık, çoğunlukla X ışınları ve gama yayar. Kütle azaldıkça artan bir oranda, kara deliğin tamamı sert radyasyonun parlamasına dönüşene kadar.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

Bununla birlikte, bu ışık, en temel enerji formunda kaçan kara deliğin kütlesidir.


3
Tamam, burada cevapları "cevap değil" olarak işaretleyen lütfen durur mu? Bayrakların altında ne zaman kullanılması gerektiğini açıklayan bir açıklama vardır ve bu konudaki cevapların hiçbiri için durum böyle değildir. Bu açık değilse, lütfen burada verilen cevaplarla ilgili neyin yanlış olduğunu düşündüğünüzü tartışmak için lütfen yardım merkezi sayfalarımıza bakın veya Astronomi Sohbetimizde uğrayın . Bayraklar, postayla olan sorunlara basmada kullanılmalı, onlarla uyuşmazlığınızı belirtmemelidir. Oy bunun için var! Teşekkürler!
TildalWave
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.