¿Qué pasaría si una persona cayera en un agujero negro? ¿Cómo te sentirías?
Según la teoría actual, tras la formación de un agujero negro sólo quedan tres cantidades físicas que salen al mundo exterior: masa, carga y momento angular. Naturalmente, sólo podemos clasificar los agujeros negros por la combinación de estas tres cantidades físicas. Para simplificar el problema, ignoremos primero la cantidad física de carga, porque como humanos, todos estamos compuestos de átomos neutros. Cuando todavía tenemos sentimientos, el impacto de la carga del agujero negro sobre nosotros no debería ser tan grande como el de las otras dos cantidades físicas. La carga parece estar más allá del alcance de la relatividad general.
Así que, para no extendernos demasiado, simplemente dividimos los agujeros negros en cuatro categorías: agujeros negros de baja masa y no giratorios, agujeros negros de baja masa y que giran a alta velocidad, y supermasivos no giratorios. agujeros negros y agujeros negros supermasivos que giran a alta velocidad.
Agujeros negros
Agujeros negros no giratorios de baja masa (típicos agujeros negros de Schwarzschild)
Pequeña masa se refiere a agujeros negros de masa estelar, generalmente varias veces la masa del sol. Según el límite de "Oppenheimer", es aproximadamente 3,2 veces la masa del sol, que se puede suponer que es 5 veces la masa del sol. Lo mismo a continuación.
El radio del horizonte de sucesos de un agujero negro estático de Schwarzschild con 5 veces la masa del Sol es de unos 15 km. Dado que el horizonte de sucesos es el límite de un agujero negro, decimos que entrar en un agujero negro significa entrar en el horizonte de sucesos. En un radio tan pequeño, la masa del centro de masa es cinco veces mayor que la del Sol y se puede imaginar su gravedad. Debido a que el radio es demasiado pequeño, el gradiente de gravedad cerca del horizonte de sucesos es extremadamente grande, lo que significa que la curvatura del espacio-tiempo será extremadamente severa. En otras palabras, la pendiente del espacio-tiempo se volverá "muy pronunciada". Dado que el cuadrado de la distancia en el espacio tridimensional es inversamente proporcional (de hecho, esto no se aplica en el espacio extremadamente curvo), pero para un cuerpo humano de menos de 2 metros, dentro de un radio de 15 kilómetros, la diferencia de gravedad entre la cabeza y los pies serán Es tan grande... Me quedo sin palabras, no sé qué adjetivo usar... En fin, será enorme. En realidad, no es necesario acercarse al horizonte. De hecho, la diferencia de gravedad en lugares distantes (comúnmente conocida como fuerza de marea) es suficiente para atraer el cuerpo humano hacia Lanzhou Ramen. Por supuesto, debido a que el cuerpo humano no es tan bueno como el ramen de Lanzhou, hace tiempo que se descompone en células y moléculas...
¿Es extraño que la diferencia de gravedad pueda atraer a las personas al ramen? Se puede entender que dado que la gravedad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, para un cuerpo humano de 2 metros, la aceleración gravitacional de la cabeza y los pies será muy diferente dentro de un radio pequeño. Echemos un vistazo a la fórmula para calcular la aceleración gravitacional: g = GM/R ^ 2 (de hecho, esta fórmula no debería ser aplicable cerca de un agujero negro). Cuando el radio R es pequeño, los resultados de la aceleración de la gravedad obtenidos al aumentar o disminuir el radio en 2 metros serán muy diferentes. Debido a que la masa del agujero negro es demasiado grande, el valor real calculado utilizando la fórmula clásica de aceleración gravitacional no es exacto, solo es para facilitar la comprensión. Por ejemplo, dentro de un radio de 1000 km fuera del agujero negro, la aceleración gravitacional de la cabeza y la cola son 663622,43 km/s 2 y 663619,78 km/^2/2 respectivamente. Si se resta, encontrará que la aceleración de la gravedad de la cabeza y los pies alcanzará 2,65. Supongo que sería genial. De todos modos, te decapitarán antes de que sientas el dolor... es sangriento. Hablemos del ramen en Lanzhou...
La diferencia de aceleración gravitacional entre la cabeza y los pies de un agujero negro con 5 veces la masa del sol a una distancia de 1000km del centro.
¿Qué tan buena es la configuración de masa de un agujero negro supermasivo no giratorio (agujero negro supermasivo de Schwarzschild)? Sólo 100 millones de veces la masa del sol. Recién publicada, la primera interfaz visual de un agujero negro capturada por humanos es el agujero negro de la galaxia M87, que es de este tamaño. El radio de Schwarzschild de un agujero negro con una masa de 6,5 mil millones de veces la del Sol es de aproximadamente 65,438092 millones de kilómetros. En comparación, el radio orbital de Plutón es sólo de unos 6 mil millones de kilómetros, que es más de tres veces el radio orbital de Plutón... A tal distancia del radio, el gradiente gravitacional será muy pequeño y el espacio-tiempo será relativamente plano. . Para un agujero negro de este tamaño, la diferencia gravitacional de 2 metros entre la cabeza y los pies humanos en el horizonte de sucesos sería lo suficientemente pequeña, ni siquiera mayor que la Tierra actual. Un agujero negro así, el cuerpo humano podrá hacerlo. Cuando una persona cae en un agujero negro, verá que el horizonte se hace más grande gradualmente, ocupando todo el campo de visión, y luego todo lo que está frente a él se vuelve negro como boca de lobo. ... Para el mundo exterior, entrarás en la eternidad, pero para ti mismo, rápidamente caerás en la singularidad.
A medida que acelera y cae, la distancia entre puntos singulares se acerca cada vez más, el gradiente de gravedad aumentará gradualmente y la curvatura del espacio-tiempo se volverá cada vez más grave. Al final, no hay forma de escapar al destino de ser arrastrado hacia Lanzhou Ramen...
La diferencia en la aceleración gravitacional entre la cabeza y los pies de una persona en el horizonte de sucesos de un negro de 6.500 millones de masas solares. agujero.
El agujero negro de Kerr es un agujero negro de baja masa y que gira a alta velocidad (un agujero negro típico de Kerr. Su radio de horizonte de sucesos es aproximadamente 5 veces la masa del sol... etc.). el radio del evento y la historia del agujero negro de Kerr El radio de Vasschild es diferente El radio de Schwarzschild está determinado por un solo parámetro: la masa El agujero negro de Kerr añade un parámetro de momento angular al agujero negro de Schwarzschild, que se refleja en la velocidad de rotación. del agujero negro. Vayamos al extremo y démosle una velocidad límite. Esta velocidad límite es la velocidad más alta permitida por la física. Entonces su radio del horizonte será aproximadamente dos veces menor que el radio de Schwarzschild, aproximadamente 8 km. Debido a que un agujero negro que gira rápidamente hará que el espacio-tiempo circundante gire alrededor de sí mismo, esto se denomina efecto de arrastre del marco de referencia. Por lo tanto, el proceso de caída de los seres humanos en un agujero negro ya no será una caída en línea recta en un agujero negro, sino una caída en un agujero negro a lo largo del espacio-tiempo giratorio y distorsionado del agujero negro. De esta manera, aunque el radio del horizonte histórico es menor que el del agujero negro de Schwarzschild, el gradiente gravitacional es menor, lo que significa que la diferencia gravitacional entre la cabeza y los pies del agujero negro que gira rápidamente será menor en el horizonte. . Pero debido a que este agujero negro es demasiado pequeño, la gente aún será arrastrada a Lanzhou Ramen...
Agujero negro supermasivo giratorio de alta velocidad (agujero negro supermasivo de Kerr) Según el super -Datos masivos de agujeros negros que proporcioné anteriormente, debes haber adivinado que este agujero negro es la primera imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro recientemente publicada y tomada por humanos: ¡el agujero negro central de la galaxia elíptica M87!
El agujero negro central de la galaxia elíptica M87 tiene una masa 6.500 millones de veces la del sol.
Para entrar en este agujero negro con un disco de acreción, debes tomar medidas de aislamiento térmico y protección contra la radiación; de lo contrario, serás reducido a cenizas antes de acercarte al horizonte de sucesos. Debido a que el gradiente gravitacional de un agujero negro de Kerr es menor que el de un agujero negro de Schwarzschild de la misma masa, puedes entrar cómodamente en el horizonte de sucesos y entonces puedes tener varios finales. Una es que el agujero negro gira demasiado rápido y no caerás en un área con un gradiente gravitacional lo suficientemente grande durante mucho tiempo, y serás destrozado en Lanzhou ramen. Es posible que mueras de hambre en una caída infinita. Otra situación es que estás atrapado en el tiempo y el espacio. Una singularidad que cae o una singularidad que vuela con un gradiente relativamente suave. Esto se llama singularidad leve en el mundo interestelar. Puedes sobrevivir, pero no sabes qué pasará si caes en la singularidad... Hay otra, como el final del agujero negro de Schwarzschild. A medida que caes en la singularidad central, el radio de la singularidad central disminuye y la diferencia de gravedad entre tu cabeza y tus pies aumentará rápidamente y eventualmente serás arrastrado hacia Lanzhou Ramen...
En resumen arriba, en todo el proceso de entrada a Lanzhou Ramen, manejarás el doloroso proceso de desmembramiento... esto no te hará sentir bien... ¡aprecia la vida y mantente alejado del agujero negro!