Если бы Земля стала чёрной дырой, Луна бы даже не заметила
Mr Science
0:00 / 0:00
Если бы Земля стала чёрной дырой, Луна бы даже не заметила
324 просмотра · 4 нед. назад
Mr Science
3 подписчика
324 просмотра · 4 нед. назад
Сожми Землю в чёрную дыру, а Луну оставь точно там, где она есть. Луна упадёт, улетит или продолжит двигаться по орбите?
Она продолжит двигаться по орбите. Там, где находится Луна, гравитация Земли зависит от массы Земли и от расстояния до её центра, а сжатие планеты не меняет ни то, ни другое. Что меняется при сжатии, так это то, насколько близко можно подлететь. Теперь зонд может опуститься в пространство, которое раньше занимала планета, и там притяжение на ближнем конце зонда намного сильнее, чем на дальнем.
Для чёрной дыры с массой Земли это растяжение составляет около 1,6 м/с² на 2 метра на расстоянии 100 км от центра и около 1600 м/с² на 10 км. Горизонт событий находится примерно в 9 мм от центра, так что вся она размером со стеклянный шарик. Зонд будет разорван на части задолго до того, как доберётся до границы, которая удерживает свет. У гораздо более массивной чёрной дыры всё может быть наоборот: горизонт можно пересечь раньше, чем растяжение станет опасным.
Это мысленный эксперимент. Никто не может сжать планету таким образом. Земля рассматривается как невращающаяся, незаряженная сфера, сохраняющая всю свою массу, а расчёты приливных сил используют гравитацию Ньютона, которая прекрасно работает на таком расстоянии от горизонта.
0:00 Сжимаем Землю, оставляем Луну
0:34 Два разных расстояния
0:58 Так что же делает чёрную дыру опасной?
1:09 Отправляем зонд к центру
1:58 Гравитация в 4000 раз больше земной, а астронавт всё равно парит
2:25 Два шарика и растущий разрыв
3:01 В десять раз ближе, в тысячу раз сильнее растяжение
3:46 Увеличиваем масштаб до миллиметров
4:15 Оцениваем горизонт по второй космической скорости
4:49 Где ломается аналогия с мячом
5:31 Большая чёрная дыра действует мягче
5:58 Возвращаемся к Луне
Sources
JPL, Astrodynamic Parameters: https://ssd.jpl.nasa.gov/astro_par.html
JPL, Planetary Physical Parameters: https://ssd.jpl.nasa.gov/planets/phys...
NASA Imagine the Universe, Black Holes: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science...
NASA Imagine the Universe, Black Holes (advanced): https://imagine.gsfc.nasa.gov/science...
NASA, Black Holes: https://science.nasa.gov/universe/bla...
NASA, Anatomy of a Black Hole: https://science.nasa.gov/universe/bla...
NASA, What happens when something gets too close to a black hole?: https://science.nasa.gov/universe/wha...
NASA, What Is a Black Hole?: https://www.nasa.gov/learning-resourc...
NASA Glenn, Free Falling Objects: https://www1.grc.nasa.gov/beginners-g...
NASA APOD, Black hole FAQ (tidal forces): https://science.nasa.gov/apod/frequen...
David Tong, General Relativity, chapter 6 (University of Cambridge): https://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong...
Case Western Reserve University, Gravitational Tides: https://burro.astr.cwru.edu/Academics...
Einstein Online, Changing places: https://www.einstein-online.info/en/s...
Einstein Online, Gravity: from weightlessness to curvature: https://www.einstein-online.info/en/s...
Every animation in this video is drawn in code. Coastlines: Natural Earth (public domain).
#BlackHole #Physics #Space