Jakie prawo fizyczne wyjaśnia, dlaczego materia wypływająca z gwiazdy towarzyszącej krąży szybko, zbliżając się do czarnej dziury?

Jakie prawo fizyczne wyjaśnia, dlaczego materia wypływająca z gwiazdy towarzyszącej krąży szybko, zbliżając się do czarnej dziury?
Anonim

Odpowiedź:

Grawitacja wyjaśnia, dlaczego materia szybko okrąża czarną dziurę.

Wyjaśnienie:

Równania niutonów ruchy obiektów na orbicie. Siła grawitacji działająca na obiekt jest opisana równaniem:

F = (GMm) / r ^ 2

Gdzie SOL jest stałą grawitacyjną, M jest masą ciała, wokół której krąży obiekt, m jest masą obiektu na orbicie i r jest odległość od siebie.

Siła dośrodkowa wymagana do utrzymania obiektu na orbicie wynika z równania:

F = (mv ^ 2) / r

Gdzie v jest prędkością obiektu na orbicie.

Gdy obiekt znajduje się na orbicie, te dwie siły są równe:

(GMm) / r ^ 2 = (mv ^ 2) / r

Dzielenie według m i mnożenie przez r daje:

v ^ 2 = (GM) / r

W scenariuszu M jest masą czarnej dziury, która będzie dość duża. Czarna dziura również będzie dość mała. Gdy sprawa zbliża się do czarnej dziury, wartość r będzie się stopniowo zmniejszać, a tym samym prędkość v będzie coraz większy.

Stąd bliższa materia znajduje się w czarnej dziurze, im szybciej będzie krążyć.

Gdy materia zbliża się do czarnej dziury, skutki ogólnej teorii względności stają się znaczące, ale równania ruchu Newtona są wystarczająco blisko na większych odległościach.