איזה חוק פיזי מסביר מדוע חומר זורם מהכוכב הנלווה מקיף במהירות את החור השחור?

תשובה:

כוח הכבידה מסביר מדוע משנה מסלולים חור שחור במהירות.

הסבר:

ניוטון משוואת תנועות של חפצים במסלול. כוח הכבידה הפועל על אובייקט מתואר על ידי המשוואה:

# F = (GMM) / r ^ 2 #

איפה # G # הוא קבוע הכבידה, #M# היא המסה של הגוף שהאובייקט מסתובב סביבו, #M# הוא המסה של האובייקט המקיף # r # הוא המרחק.

הכוח הצנטריפטי הנדרש כדי לשמור על אובייקט במסלול נתון במשוואה:

# F = (mv ^ 2) / r #

איפה # # היא המהירות של האובייקט המקיף.

כאשר אובייקט נמצא במסלול, שני הכוחות האלה שווים:

# (GMM) / r ^ 2 = (mv ^ 2) / r #

מחולק על ידי #M# ואת הכפלה על ידי # r # נותן:

# v ^ 2 = (GM) / r #

בתרחיש #M# הוא מסה של החור השחור אשר יהיה גדול למדי. החור השחור יהיה גם הוא קטן למדי. כאשר העניין מתקרב אל החור השחור הערך של # r # תקבלו בהדרגה קטנים יותר ומכאן המהירות # # תקבלו באופן דרמטי יותר.

מכאן שהחומר הקרוב יותר הוא לחור השחור, כך שהוא יקיף את מסלולו.

כאשר החומר מקבל די קרוב חור שחור ההשפעות של תורת היחסות הכללית להיות משמעותי, אבל משוואות ניוטון של תנועה קרובים מספיק במרחקים גדולים יותר.