¿Qué es exactamente la velocidad de escape de un agujero negro?

Al igual que con cualquier objeto, la ” velocidad de escape ” depende de qué tan lejos esté del objeto cuando comienza a intentar escapar.

Para cosas normales (como planetas y estrellas) hablamos de ” la velocidad de escape ” con el significado implícito ” la velocidad que necesitarías para escapar DE SU SUPERFICIE “.

Con un agujero negro, realmente no hay una superficie.

El núcleo infinitamente pequeño, infinitamente denso, de un agujero negro tiene una velocidad de escape infinita desde el núcleo mismo. Pero dado que eso es realmente algo sin sentido, tendemos a hablar sobre la superficie del ” Horizonte de eventos “, que no es una superficie física en absoluto.

El horizonte de eventos es (por definición) la distancia desde el agujero negro a la que la velocidad de escape es la velocidad de la luz.

Entonces, “por definición”, la velocidad de escape desde la superficie del horizonte de eventos es la velocidad de la luz.

Fuera del horizonte de eventos, la velocidad de escape se reduce a números bastante sensatos, y si estás lo suficientemente lejos, puedes escapar fácilmente.

La velocidad de escape ([matemáticas] V_e [/ matemáticas]) en general es: [matemáticas] V_e = \ sqrt {\ frac {2GM} {r}} [/ matemáticas] donde G es la constante gravitacional de Newton; M es la masa del objeto del que estás tratando de escapar yr es la distancia que estás lejos de su centro.

Nadie sabe cuál es la masa de un agujero negro, pero el horizonte de eventos de un agujero negro se define como el radio (r) donde [matemáticas] V_e [/ matemáticas] es igual a la velocidad de la luz. Algunos dicen que GR predice que hay una singularidad (un punto de volumen cero) en el centro de un agujero negro que contiene toda la masa restante del agujero negro.

Para mí, una singularidad es una imposibilidad física ya que la materia se cuantifica y tiene un tamaño mínimo definido que no puede caber en un punto de volumen cero. Pero la gente insiste en ello porque las ecuaciones de campo de Einstein lo dicen. Entonces, cuando escuches que el agujero negro no tiene superficie, sabrás de dónde viene esta falacia.

Ya sabes, la gente, incluso los científicos, solían decir que los agujeros negros destruían la entropía hasta que Beckenstein los tocó. Todavía insisten en que existe una singularidad en el centro de los agujeros negros hasta que un cuerpo les dé algún sentido.

La velocidad de escape de un cuerpo celeste ([matemático] V_e [/ matemático]) puede> c si la M es lo suficientemente grande y / o r es lo suficientemente pequeña. Si [math] V_e [/ math] = c en el horizonte de eventos [math] V_e [/ math]> c debajo de él porque r sería más pequeño. Es por eso que un agujero negro se ve negro: la luz, el portador de la información, no puede escapar del horizonte de eventos. Pero el cuerpo del agujero negro tiene un tamaño definido.

El valor exacto de la velocidad de escape de un agujero negro aún no se puede conocer o descubrir, pero es mayor que C (velocidad de la luz).

Pero, tomemos un ejemplo y calculemos. Tomando un agujero negro (supongamos, Cygnus X-1). Tiene un radio de aproximadamente 20–22 R (radio solar), su radio desde el horizonte de sucesos es de 44000 my una masa de 14–16 M (masa solar). Poniendo estos valores en la ecuación de la velocidad de escape.

[matemáticas] (\ frac {2GM} {R}) ^ \ frac {1} {2} [/ matemáticas]

[matemáticas] = (\ frac {2 × 6.674 × 10 ^ {- 11} × 15 × (1.99 × 10 ^ {30})} {(4.4 × 10 ^ 4)}) ^ \ frac {1} {2} [/matemáticas]

[matemáticas] = (27.67 × 10 ^ {16}) ^ \ frac {1} {2} [/ matemáticas]

[matemática] = 5.26 × 10 ^ 8 aprox. [/ matemática]

y la velocidad de la luz es [matemática] 2.99 × 10 ^ 8 [/ matemática], por lo que matemáticamente la velocidad de escape de Cygnus X-1 es aproximadamente un poco más del doble de la velocidad de la luz desde el horizonte de eventos. Cada agujero negro tiene una velocidad de escape similar.

Dado que incluso lo más rápido, es decir, la luz no puede escapar del Blackhole, por lo tanto, la velocidad de escape del blackhole es de hecho igual a c (la velocidad de la luz) o incluso mayor que eso.

cortesía

  • ¿Cuál es la velocidad de escape de un agujero negro?

Bueno, me encantará desviarme un poco de esta pregunta, pero déjenme responderla primero.

La velocidad de escape del agujero negro depende de la masa y el radio del agujero negro y puede calcularlo fácilmente. Una cosa es común que todos ellos son mayores que la velocidad de la luz.

Aquí está la fórmula [matemáticas] V = (\ frac {2GM} {R}) ^ {\ frac {1} {2}} [/ matemáticas]

¿Notaste algo en la fórmula anterior? ¡Si! siempre hay alguna combinación de masa y radio para que la velocidad de escape sea mayor que la velocidad de la luz. Entonces, técnicamente, también podrías ser un agujero negro si tu “radio” es lo suficientemente pequeño. Y como se esperaba, no somos los primeros en notar esto. Primero fue realizado por Karl Schwarzschild y el radio así obtenido se llama radio de Schwarzschild.

La velocidad de escape se define como el umbral de velocidad que excedió permite que una partícula en la superficie de un cuerpo salga del campo gravitacional del cuerpo. La ‘velocidad de escape’ de un agujero negro es la velocidad local de la luz en el vacío, también llamada c.

La superficie de un agujero negro se llama horizonte de eventos del agujero negro. Como los cuerpos corporales no pueden moverse más rápido que c, ningún cuerpo corporal puede escapar del horizonte de eventos de un agujero negro.

Por definición, en el horizonte de eventos del agujero negro, la velocidad de escape es exactamente la velocidad de la luz.

El radio del horizonte de eventos viene dado por el radio de Schwarzschild, [math] R_s = 2GM / c ^ 2 [/ math].

La ecuación de velocidad de escape en la relatividad general es:

v2e = c2RS / R

donde RS = 2GM / c2 – Radio de Schwarzschild de un agujero negro, y R> RS

Es fácil deducir que

ve = cRS / R −− √ = 2GM / R −− √

Entonces, la fórmula de la velocidad de escape en la relatividad general y la gravedad de Newton es la misma.

En mi conocimiento, la velocidad de escape de un negro es tan alta en números que no tiene sentido saberlo.

¡Bajando, es un viaje de ida!

Primero, no se puede escapar del agujero negro por ningún objeto dentro de su horizonte de eventos, porque cualquier cosa que cruce el límite del horizonte de eventos se destruirá, convirtiéndose en información depositada en la superficie del horizonte. En segundo lugar, el radio del horizonte de eventos del agujero negro se da como R = 2 GM / C ^ 2, donde G es la constante de Newton, M la masa del agujero negro y C es la velocidad de la luz. En tercer lugar, la velocidad de escape en general se da como Ve = [2 GM / R] ^ 1/2, donde G es una ganancia constante de Newton, M es la masa del objeto celeste masivo del cual escapar, y R es la distancia entre los centros de masa del objeto que se escapa y del cual escapar.

La mayoría de las respuestas que leo intentan calcular esto como si un agujero negro actuara como cualquier otro cuerpo en el universo, y esto simplemente no es cierto.

Una vez que pasa su horizonte de eventos, ninguna velocidad recorrida le permitiría escapar, por lo que sería igual al infinito. La gravedad de los agujeros negros es tan grande que distorsiona el espacio-tiempo hasta el punto de que incluso la luz queda atrapada y no puede escapar. Un error común es que su gravedad intensa atrae la luz, pero en realidad es la curvatura del espacio lo que lo hace. En su singularidad, su gravedad y densidad alcanzan el infinito, prácticamente congelando el espacio-tiempo. Sin espacio-tiempo, la velocidad no existe (las únicas 2 cosas necesarias para calcular la velocidad son la distancia, es decir, el espacio y el tiempo).

El hecho mismo de que se llame un agujero negro es que no hay absolutamente nada que pueda escapar de un agujero negro.

El agujero negro se forma cuando un objeto implosiona bajo el efecto de la gravedad hasta el punto de que la velocidad de escape de un cuerpo requerida para salir de un agujero negro excede la velocidad de la luz . Como la luz no puede salir de un agujero negro, el cuerpo aparece negro.

Sin embargo, hay casos en los que un agujero negro recién formado intenta devorar una enorme cantidad de materia de las estrellas cercanas. Tal cantidad de materia es demasiado para que el agujero negro absorba de una vez, por lo que el agujero negro expulsa la materia aproximadamente a la velocidad de la luz.

Estos agujeros negros son grandes y se encuentran en el centro de las galaxias y se llaman cuásares. Se puede decir que, para un Quasar, la velocidad de la luz es la velocidad de escape .

Este es un cuásar. Puedes ver chorros de materia emergiendo de los polos del agujero negro.

Hay una cosa más que puede escapar de un agujero negro, al menos en teoría.

Es un taquión.

Debido a que un taquión siempre se movería más rápido que la luz, no sería posible verlo acercarse. Después de que un taquión haya pasado cerca, podríamos ver dos imágenes del mismo, apareciendo y saliendo en direcciones opuestas. La línea negra es la onda de choque de la radiación de Cherenkov, que se muestra solo en un momento. Este efecto de doble imagen es más prominente para un observador ubicado directamente en la trayectoria de un objeto superluminal (en este ejemplo, una esfera, que se muestra en gris). La forma azulada de la mano derecha es la imagen formada por la luz desplazada del doppler azul que llega al observador, que se encuentra en el vértice de las líneas negras de Cherenkov, desde la esfera a medida que se acerca. La imagen rojiza de la izquierda se forma a partir de la luz desplazada hacia el rojo que sale de la esfera después de pasar al observador. Debido a que el objeto llega antes que la luz, el observador no ve nada hasta que la esfera comienza a pasar al observador, después de lo cual la imagen tal como la ve el observador se divide en dos: una de la esfera que llega (a la derecha) y uno de la esfera de partida (a la izquierda).

Fuente: Tachyon – Wikipedia

La fórmula de la velocidad de escape en la relatividad general y la gravedad de Newton es la misma. La velocidad de escape de la superficie (es decir, el horizonte de eventos) de un Agujero Negro es exactamente cc, la velocidad de la luz.

Fórmula de velocidad de escape v ^ 2 = 2GM / R

Un agujero negro no permite que ni siquiera la luz escape de él. Como no hay ningún objeto que pueda viajar a una velocidad mayor que la de la luz, se cree que nada puede escapar de un agujero negro. Entonces, en última instancia, la velocidad de escape de cualquier objeto para escapar de un agujero negro debería ser mayor que la velocidad de la luz, eso no es posible como en la fecha.

algo mayor que ” 299 792 458 m / s “, que es la velocidad de la luz en el vacío. Dado que los fotones no pueden escapar de la fuerza gravitacional del agujero negro, podemos suponer un 99.99% que cualquier cosa más rápida que la velocidad de la luz puede escapar del agujero negro, pero dado que la velocidad de la luz es lo más rápido que sabemos, hasta la fecha, lamento decepcionar usted, pero no puede escapar de la ira del agujero negro

Aún no se ha encontrado el valor exacto ….. Pero amigo, usamos una conclusión aproximada para la velocidad de escape del Agujero Negro …

Mira ” VELOCIDAD DE ESCAPE ” depende de la masa y el radio del cuerpo celeste …

Cual es,

Velocidad de escape = sqrt (2GM / r)

¡ No sabemos exactamente la masa del agujero negro! Así que solo tomamos un valor aproximado … Calculado como

Como Black Hole está formado por el colapso gravitacional de la estrella masiva, sus masas oscilan entre 5 y 10 varias decenas de masas solares …

Este rango de masa es suficiente para hacer que la cantidad 2GM / r sea más de 3 × 10 ^ 8 Esa es la velocidad de la luz …

Nada puede escapar de un agujero negro, ni siquiera la luz. La velocidad de la luz es la velocidad máxima que puede alcanzar un cuerpo, por lo que la velocidad de escape del agujero negro es mayor que la velocidad de la luz.

Un agujero negro no es un objeto como un planeta o una estrella. Es un evento

Sin embargo, desde nuestro punto de vista (distante al horizonte de eventos) parece una estrella ‘congelada’ en medio del colapso, con una velocidad de escape de c

La velocidad de escape de la superficie de un agujero negro es c, la velocidad de la luz. Un objeto necesitará viajar a la velocidad de la luz (299 792 458 m / s) para escapar de un agujero negro (lo que, sin embargo, no es posible de acuerdo con lo que sabemos actualmente).

Es mayor que c (velocidad de la luz).

v (escape del agujero negro)> 3 × 10 ^ 8 m / seg

Depende de la aceleración de la gravedad del agujero negro