Finns det ett samband mellan densitet och tyngdkraft?
On februari 18, 2021 by adminJag finner ofta denna bekräftelse när vetenskapsmän hänvisar till svarta hål: ”Ett svart hål är så tätt att även ljus inte kan fly från det” betyder det att det finns är ett samband mellan densitet och tyngdkraft? Till exempel, när det gäller ett svart hål, varför är det så att dess tyngdkraft är mycket viktigare än när det var en stjärna (när en stjärna exploderade och kollapsade i sin egen vikt för att bilda ett svart hål) även om massan av detta svarta hål och stjärnans massa som bildade det borde vara densamma men i en annan volym?
Kommentarer
- Ta en solid sfär med massa $ M $ och radie $ R $ och mät gravitationen på ett avstånd $ x $ från ytan. Tänk nu på medeltätheten $ \ rho $ och volymen $ V = \ frac {4} {3} \ pi R ^ 3 $ för att hitta hur påverkas tyngdkraften av massan $ M $ och / eller densiteten $ \ rho $.
- Här ' är en länk till Schwarzschild Radius Calculator som du kanske tycker är användbar och intressant. Om vår sol ersattes med en motsvarande masshålhål skulle gravitationseffekterna på planeterna och andra kroppar i solsystemet förbli desamma. De ' fortsätter alla att kretsa runt svarta hålet utan att spola ner i det, men naturligtvis skulle jorden frysa i frånvaro av den termiska energi som genereras av solen.
Svar
Sammanfattning
Verkligen tyngdkraften är kausalt beroende av mängden materia (i själva verket energi) inte i densitet. Det finns en minsta densitet för ett svart hål men det är konstant endast för en definierad mängd massa.
Eftersom objekt av svarta håls natur ligger nära sfäriska istället för densitet är det mer förnuftigt att kvantifiera en tröskelradie, känd som Schwarzchild Radius.
Densiteten hos svarta hål ger ett intressant citat eftersom det är så extremt, men denna effekt kan fortfarande uppnås med ett citat som Schwarzchild Radius på jorden är 9 mm.
Mer
Mängden krökning av rymdtid (aka tyngdkraftsstyrkan) är relaterad till mängden energi i rymden (detta är både vilmasseenergi, kinetisk energi och faktiskt energi i det elektriska fältet, vakuumenergi $ ^ 1 $, etc.)
Vid en punkt $ r_p $ inuti en homogen sfärisk kropp påverkar tyngdkraften på grund av all energi i kroppen till $ r > r_p $ kan försummas – de avbryts. Tyngdkraften är svagare inuti en stjärna (även om det finns mycket vikt av materien som bär ner). I mitten av stjärnan finns det ingen nettogravitationskraft.
Följaktligen uppnår en stor kropp som din stjärna inte någon radie den gravitationella styrka som krävs för att skapa en händelsehorisont. Faktum är att för en given massa den erforderliga radien som ämnet måste innehålla är Schwarzchild-radien. För solen, cirka 3 km.
Det är viktigt att få all massan under dig så att den verkar för att öka tyngdkraften nog för att orsaka en händelsehorisont.
Det finns ett samband mellan att uppnå Schwarzchild-radien och en viss tröskeldensitet, men den densiteten kan också uppnås med en mindre massa och det skulle inte finnas något svart hål.
Det betyder att för en viss massa finns en tröskeldensitet för att uppnå ett svart hål, om massan och densiteten är fixerad och objektet är sfäriskt, vilket det kommer att vara under denna typ av tyngdkraft, då är radien är känd.
[1] Detta kan vara ett av fysikens för närvarande olösta problem, eftersom det kan finnas ett enormt anomoli här – se ” https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_constant_problem ”
Kommentarer
- Jag tror att jag förstår det. Så till exempel när det gäller jorden måste vi ha jordens vikt (5 972 × 10 ^ 24 kg) i en sfär med en 9 mm radie, så att den kan skapa en tillräcklig kraft för att inte ens låta ljus fly från det ögonblicket när det kommer in i händelsehorisonten.
- Jordens massa – ja (inte ' vikt som är beroende av tyngdkraftsfältets styrka som massan är i).
Lämna ett svar