블랙홀에서 빛을 피할 수없는 이유는 무엇입니까?


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나는 빛이 블랙홀 에서 벗어날 수 없다고 들었습니다 . 할 수 있습니까? 그렇지 않다면 왜?


답변:


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블랙홀에는 '회복 할 수없는 지점'을 나타내는 이벤트 지평 이 있습니다. 예, 빛은 블랙홀에서 벗어날 수 없습니다.

왜? 글쎄, '시공간 직물'을 생각하십시오. 제 생각에, 여기에있는 물리를 이해하는 가장 쉬운 방법입니다.

일반적으로 패브릭은 다음과 같습니다.

구조
(출처 : whyfiles.org )

그러나 블랙홀은 중력이 너무 커서 시공간 직물을 '찢어'낸다고 말할 수 있습니다.

블랙홀 원단
(출처 : ddmcdn.com )

빛이 놀랍도록 강렬한 중력 영역에 닿으면 빛을 낼 수 없습니다. 빛이 직물을 따라 '따라 가고', 직물에 립이 있기 때문에 단순히 사라 졌다고 말할 수 있습니다-특이점의 일부가됩니다. .

물론 이것은 단순화이지만이 현상의 배후에있는 물리의 적어도 일부를 이해하는 것으로 충분합니다.


사건의 지평선 자체의 시간 팽창 효과는 빛이 빠져 나가지 못하도록 충분한가? 아니면 블랙홀에 빛을 가두는 작은 구성 요소입니까?
— 마크 로저스

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끔찍 해요 시공간 만화에는 수평선을 다루는 이유나 중요한 이유가 없습니다. 문자 그대로 관련이 없습니다. "블랙홀에 빠진 후에는 어떻게 되나요?" 대신에.
— Stan Liou

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나는 이것을 탈출 속도 로 생각하고 싶다 .

탈출 속도는 주어진 물체의 중력을 벗어나는 데 필요한 속도입니다. 지구의 경우, 그 속도는 11.2km / 초 (Mach 34!)입니다. 로켓이 지구에서 폭발 할 때 특정 높이나 고도를 달성하려고하지 않고 특정 속도, 탈출 속도에 도달하려고합니다.

로켓이 11.2Kip *에 도달 하면 지구를 완전히 떠나는 데 필요한 속도에 도달 했습니다 . 로켓이 높이에 관계없이 그 속도에 도달하지 못하면 지구로 다시 떨어집니다. (ISS와 대부분의 위성을지나 우주로 천천히 들어 올린 마법의 풍선을 상상할 수 있습니다. 지구에 충돌.)

달과 같이 작은 중력 체는 탈출 속도가 더 작습니다. 그렇기 때문에 달 착륙선이 지구를 떠나는 거대한 토성 V에 비해 작은 상승 단계로 달을 떠날 수 있었던 이유는 2.4km / 초만 가야했습니다.

토성 V 대 달 상승 모듈 음력 상승 모듈

태양을 피하려면 초당 617.5km를 가야합니다!

운 좋게도 빛은 617.5 킵보다 빠르므로 태양에서 생성 된 빛을 볼 수 있습니다. 그러나 물체의 질량을 증가 시키면 결국 탈출 속도는 빛의 속도 인 299,792km / s를 초과하거나 초과하게됩니다. 이 시점에서 빛 자체조차도 중력을 잘 빠져 나갈만큼 빨리 갈 수 없으며 항상 블랙홀로 다시 당겨질 것입니다.

* "에 대한 짧은 기 lometers의 P는 어 의 econd"


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지구의 탈출 속도는 11.2kps입니다. 그러나 이것은 던져진 객체에 적용됩니다. 지구를 떠나 다시 떨어지지 않도록 11.2kps (대기 항력 무시)로 바위를 던져야합니다. 그러나 암석에 추력을 적용 할 수있는 엔진이 있으면 지구를 훨씬 낮은 속도로 떠날 수 있습니다. 추력을 더 오래 적용할수록 떠날 때 더 느려질 수 있습니다.
— jmarina

jmarina, 그거 흥미 롭습니다. 자세한 정보 나 설명하는 효과의 이름이 포함 된 링크를 제공 하시겠습니까?
— brentonstrine

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@jmarina는 다소 맞지만 설명은 더 흥미 롭습니다. 탈출 속도는 실제로 탈출 하려는 신체와의 거리에 따라 감소합니다. 예를 들어 9,000km에서 탈출 속도는 약 7.1km / s입니다. 그 이유는 당신이 지구를 그리워하는 것을 목표로 그 속도로 가고 있다면, 당신은 지구를 향해 떨어지면서 여분의 속도를 선택할 것입니다. 그리고 태양 표면에서 태양으로부터의 탈출 속도 는 617.5 km / s이지만, 지구 궤도에서는 42.1 km / s에 불과합니다.
— Jason Goemaat

아, 알겠습니다 탈출 속도는 다시 내려갈 경우 중력 풀에서 얻는 "자유"속도를 고려합니다 (그러나 행성을 놓칠 정도로 각도가 큼). 맞습니까?
— brentonstrine

@brentonstrine 중력 보조 장치에서 얻을 수있는 자유 속도 : www2.jpl.nasa.gov/basics/grav/primer.php 지구의 궤도 속도는 약 30km / sec입니다. 궤도는 정확한 원이 아니며, 우리는 실제로 북부 겨울에는 태양에 더 가깝고 여름에는 약 백만 킬로미터 더 먼 곳입니다. nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet
— jmarina

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블랙홀이 블랙홀의 현재 안정적인 질량 (3 태양 질량)보다 적은 경우 증발하여 질량을 방사선으로 변환합니다.이 경우 빛을 방출합니다. 블랙홀 전체가 단단한 방사능으로 변할 때까지 질량이 감소함에 따라 증가하는 속도로

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

그러나이 빛은 가장 기본적인 형태의 에너지 형태로 탈출하는 블랙홀의 질량입니다.


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— TildalWave
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