은하의 한가운데에있는 블랙홀이 왜 은하 전체를 흡수하지 않는가?

여러 출처에서 언급했듯이 모든 은하에는 중간에 블랙홀이 있다고 가정합니다.

내 질문은, 왜 은하의 중간에있는 블랙홀이 은하의 모든 주변 물질을 흡수하지 않는 것입니까?

블랙홀을 "빨리 빨아들이는"것으로 생각해서는 안됩니다. 블랙홀은 다른 물체와 마찬가지로 중력을 통해 물질과 상호 작용합니다. 우리 태양계를 생각해보십시오. 모든 행성은 많은 질량을 가지고 있기 때문에 태양 주위를 공전합니다. 행성들은 약간의 측면 운동을하기 때문에 (태양을 향해 직접 또는 태양으로부터 멀어지지 않습니다), 그것들은 그 주위를 돌고 있습니다. 이를 각운동량 보존 이라고 합니다.

중력에 관해 이야기 할 때 중요한 것은 관련된 물체의 질량입니다. 어떤 종류의 물체인지는 중요하지 않습니다 *. 우리 태양과 같은 질량을 가진 블랙홀로 태양을 교체한다면, 행성은 이전과 똑같은 궤도를 계속할 것입니다.

이제 대부분의 나선 은하의 중심에있는 블랙홀은 질량을 축적합니다. 이 블랙홀 중 일부에는 주위에 accretion 디스크 가 있습니다. 이들은 블랙홀에 천천히 떨어지는 가스와 먼지의 소용돌이 모양의 디스크입니다. 이 가스 및 먼지 입자는 근처의 가스 및 먼지와의 상호 작용과 열로 에너지를 방출하여 각 운동량을 잃습니다. 이 블랙홀 중 일부는 매우 큰 부착 디스크를 가지고 있으며 엄청난 양의 전자기 방사선을 생성 할 수 있습니다. 이것은 활동 은하 핵 으로 알려져 있습니다.

짧게 이야기하면 블랙홀은 "빨리"빠지지 않습니다. 그들은 단지 중력과 사물과 상호 작용합니다. 은하계의 별, 가스 및 기타 물질은 각 운동량을 가지므로, 은하 중심 주위의 궤도에 머물러 있습니다. 그것은 똑바로 빠지지 않습니다. 이것은 지구가 태양 주위를 공전하는 것과 같은 이유입니다.

* 면책 조항 : 조력과 같은 것에 대해 이야기 할 때는 물체의 크기를 고려해야합니다. 그러나 궤도 역학의 경우 물체 사이의 거리가 일반적으로 물체 자체보다 훨씬 크기 때문에 걱정할 필요가 없습니다.

우주 해적이 행성 목성을 블랙홀로 압축하여 은하계의 절반을 파괴하겠다고 위협 한 일본 만화 / 영화 / 쇼에 대해 들어 본 적이 있습니다.

흥미로운 아이디어처럼 들리지만 ... 목성을 블랙홀로 압축 할 수 있더라도 질량은 동일하게 유지되므로 목성 (현재 블랙홀)은 여전히 ​​같은 궤도에서 태양 주위를 계속 움직입니다. 목성의 위성은 여전히 ​​이전처럼 목성 궤도를 계속 돌고있었습니다.

많은 사람들은 일단 별이 블랙홀로 무너지면 "빨아 오는 힘"(중력)이 증가한다고 생각합니다. 이것은 사실이 아닙니다. 믿거 나 말거나, 많은 별은 덜 대규모 후에 그들이보다 블랙홀로 전환 하기 전에 그들이 빛나는 별 때. 그것은 그들의 삶이 끝날 때 일부 별들이 검은 구멍으로 붕괴되기 직전에 우주의 많은 부분을 우주 공간으로 흘리기 때문입니다.

지구를 체리 크기로 압축하면 밀도가 너무 커서 블랙홀로 변할 것입니다. 그것이 사실이고 실제로 이루어 졌다고 가정하면, 지구의 블랙홀은 여전히 ​​매년 태양을 계속 공전 시키며, 지구의 달은 약 29.5 일마다 지구를 계속 공전합니다. (이제 축에 대한 새로운 블랙홀 지구의 회전은 아마도 다를 것이지만, 태양을 도는 데 걸리는 시간은 변하지 않을 것입니다.)

놀랍게도, 지구가 벚나무 크기의 검은 구멍으로 압축되면, 이전보다 지구에 더 적은 공간 파편이 떨어질 것입니다 (지구의 크기가 ... 지구의 크기 일 때). 이것은 새로 형성된 블랙홀 지구가 훨씬 적은 공간 (볼륨)을 차지하고 소행성과 혜성이 체리 크기 (체리 크기보다 약간 큰)를 놓칠 가능성이 높기 때문입니다. 놓치지 않으면 파편이 블랙홀로 빨려 들어갑니다.

만약 파편이 1 킬로미터 (흑마와 같을 수도 있지만 천문학적 측면에서는 매우 작은 것임)까지 블랙홀 지구를 놓치면 다른 방향으로 날아가서 다시는 돌아 오지 않을 것입니다.

따라서 기본적으로 블랙홀에 대한 사람들의 일반적인 오해는 블랙홀보다 더 큰 중력이 없으며, 블랙홀로 갑자기 형성되는 별은 중력이 증가하여 더 많은 "빨리 힘"을 얻는다는 것입니다. 이것은 단순히 사실이 아닙니다. 블랙홀은 여전히 ​​이전과 같은 질량을 가지고 있으며 (때로는 형성 방식에 따라 적음), 얼마나 많은 "흡입력"은 여전히 ​​질량이 얼마나 큰지에 달려 있습니다.

우주에서 가장 거대한 별들이 실제로 블랙홀이라는 것이 사실 일지 모르지만 ( 그 시점에서 별 이라고 부르더라도 ) 더 큰 별들이 존재하기 때문에 (따라서 "빨리 힘"이 더 크다) 많은 블랙홀.

따라서 우리 은하의 중심에 아마도 거대한 질량의 블랙홀이 포함되어 있다고해서 블랙홀이 블랙홀 형태가 아닌 동일한 질량의 질량보다 블랙홀이 더 이상 문제를 흡수한다는 의미는 아닙니다.

중력은 역 제곱의 법칙을 따릅니다. 간단히 말해 중력 원으로부터의 거리를 두 배로 늘리면 1/4이됩니다. 따라서 지구로부터의 거리를 두 배로 늘리면 1 / 4g가됩니다. 거리가 증가함에 따라 거리가 0이되지 않으므로 거리에 관계없이 항상 0이 아닌 값이됩니다.

따라서 은하 거리에서 중력의 힘은 거의 영향을 미치지 않습니다.

이것은 그것의 일부만을 설명합니다. 다른 부분은 각운동량 보존입니다.

중력의 힘과 각 운동량은 궤도를 담당합니다. 궤도 역학에서는 고도가 아닌 속도를 추가하여 궤도를 올립니다. 궤도를 높이는 각도 운동량 추가. 궤도를 낮추려면 속도를 줄이고 각도 운동량과 고도를 줄입니다.

따라서 블랙홀에 "사물"이 떨어지려면 궤도가 사건의 지평선과 교차하는 속도로 이동해야합니다. 이 경우는 드물거나 "사물"이 실제로 궤도에 있지는 않습니다. 따라서 은하 궤도를 구성하는 모든 "물질"이 중앙 블랙홀을 형성한다는 사실은 그것이 단지 그 속으로 들어갈 수 없다는 것을 의미합니다.

이 세 가지는 항상 안정적인 궤도, 중력, 속도 및 고도 (또는 중력 원으로부터의 거리)에서 균형을 유지합니다. 둘 중 하나를 변경하면 다른 2 개도 변경해야합니다. 속도를 줄이면 고도가 낮아지고 중력이 증가합니다. 중력을 높이면 속도도 높아지거나 고도가 낮아집니다.

그래서 당신은 일이 블랙홀에 빠질 수 없다는 것을 알 수 있습니다. 그것은 결국 은하계의 모든 것이 중앙 블랙홀에 빠질 것이지만, 수십억 년이 걸릴 것이라고 나의 견해라고 말했다.

물론 이것은 지나치게 단순화 된 것이므로 결코이 전문가가 아닙니다. 그러나 그것은 제가 생각할 수있는 것, 운동량과 중력의 균형입니다.

V

또한 은하 원반에서 볼 수있는 모든 "뜨거운 물질"과 중력이 상호 작용하는 암흑 물질을 고려해야합니다. 은하에있는 물체의 궤도를주의 깊게 매핑하고 관측 할 수있는 궤도 운동을 설명 할 수없는 물질을 발견함으로써 암흑 물질이 발견되었습니다. 암흑 물질의 신비 중 하나는 뜨거운 물질과 같은 방식으로 블랙홀로 끌어 당겨지지 않는다는 것입니다. 암흑 물질은 은하 중심에서 초 거대 블랙홀의 중력 풀의 균형을 잡는 실질적인 효과를 가진다.

글쎄, 나는 물리학 학생은 아니지만 사람들은 보통 이유 때문에 블랙홀의 "파는 힘"에 대한 오해를 키운다고 생각한다.

중력에 대한 뉴턴의 방정식을 고려해 봅시다.

$F = {Gm_im_j\over r_{ij}^2}$$r_{ij}$

$r_{ij}$

$r_{ij}$

틀린 점 있으면 지적 해주세요.

큰 검은 구멍 은하 상기 물질은 주변에있는 궤도 동일한 방식 달 지구 궤도 즉, 검은 구멍은 주변.

문제는 " 달이 왜 땅에 떨어지지 않는가 ? "또는 " 행성이 왜 태양에 빠지지 않는가 ? " 와 직접적으로 유사합니다 . 블랙홀은 태양보다 더 방대하지만 그 효과는 같은 유형입니다.

귀하의 질문에 대한 한 가지 빠른 답변은 이벤트 지평 또는 Schwarzschild 반경입니다. 이 반경 / 수평선에 상당히 가까운 것은 결국 블랙홀에 의해 흡수됩니다.

이는 블랙홀에 대한 일반적인 오해입니다. 실제로 태양을 같은 질량의 블랙홀로 대체 할 수 있으며 즉각적인 차이는 없습니다. 그것은 주위의 행성에서 갑자기 호버링을 시작하는 것과 같지 않습니다. 그것이 작동하는 방식이 아닙니다.

은하의 팽창 속도가 블랙홀의 중력 성장을 초과하지 않는 한 인내심을 가지십시오.

이 시나리오에서 은하계는 결국 다른 은하계를 만나기 전까지는 블랙홀에서 멀어지면서 확산되어 결국 은하계의 블랙홀에 흡수 될 가능성이 높습니다. 아무것도 영원히 살아남지 못한다 .. :-)

간단한 대답은 은하계의 다른 모든 것이 옆으로 빠르게 빨려 들어가는 것을 피할 수 있다는 것입니다. 대신에, 흡입의 힘 (원하는 경우)은 별의 경로가 블랙홀 주위의 원으로 당겨지게합니다.

이 현상은 "궤도"입니다. 다른 답변에서 지적했듯이 지구가 태양에 떨어지지 않거나 달이 지구에 떨어지지 않는 것과 같은 이유와 국제 우주 정거장이 시간당 약 17,150 마일로 상처를받는 이유입니다. 그것들은 모두 옆으로 가고 있고, 큰 물체의 힘은 옆으로 움직이는 움직임을 원형 운동으로 돌리고 있습니다. 충분히 빨리 움직이지 않으면 그들은 큰 물체를 향해 구부러지고 충돌합니다.

끈 끝에 물통을 휘두르는 것과 같습니다. 양동이가 옆으로 가고 있지만 끈이 그것을 향해 당기고 있습니다. 물통은 끈의 힘으로 인해 멀리 날아 가지 않으므로 원을 그리며 구부러집니다. 끈에서 나오는 힘이 양동이를 안쪽으로 접어서 부딪 치기에 충분하지 않습니다.

블랙홀의 사건 지평의 표면적에 비례하는 ENTROPY에 관한 모든 것

Schwarzschild 솔루션을 가정하면 블랙홀 질량과 G 뉴턴 상수가 m 인 이벤트 수평선에 반경이 2Gm이됩니다. 블랙홀에 질량을 추가하면 엔트로피가 증가합니다. 유한 한 총 에너지의 고립 된 시스템이 주어지면, 그것은 시스템의 역학을위한 유인 자 역할을하는 유한 한 최대 엔트로피를 가지며, 수평선을 제한한다.

J von Neumann은 다음과 같이 양자 버전의 엔트로피를 정의합니다. f는 힐버트 공간 H에 작용하는 관측 가능한 O (D)의 국소 대수의 정상 상태로하자. 그러면이 f를 순수한 상태의 볼록한 합으로 쓸 수 있습니다. 유한 에너지 시스템의 경우, H는 유한 차원이기 때문에이 합은 유한하다. Von Neumann의 파티션에 대한 계산 불가능한 등가는 밀도 연산자입니다. 즉, 이러한 순수한 상태에 해당하는 최소 벡터 공간에 대한 투영의 가중 합입니다. 잘 알려진 등가;
이러한 정상 상태 f에 대해, 폰 뉴만 엔트로피는 가중치의 엔트로피로 정의된다. 주어진 상태의 양자 시스템이 측정을 통해 얻을 수있는 정보량의 역수 측정으로 해석합니다. 양자 시스템의 엔트로피가 클수록 더 적은 정보가 추출 될 수있다. 블랙홀의 폰 노이만 엔트로피 외부 관찰자가 이벤트 수평선 너머 내부의 요소에 대해 측정 프로세스를 수행 할 수 없습니다. 따라서 우리는 블랙홀의 사건 지평을 각각의 면적 k 제곱의 요소로 분할합니다. 여기서 k는 플랑크 길이이며 플랑크 면적은 고전적으로 순수한 벡터 상태의 최소 투영과 일치한다고 가정합니다. N을 총 유한 파티션 수로 설정하십시오. '모발 없음'가설에 따르면 이벤트 지평선에 선호되는 위치가 없으므로 각 파티션 요소의 가중치가 동일해야합니다. 이 구획의 폰 노이만 엔트로피는 따라서 블랙홀의 표면적에 비례한다.