¿Cuál es la velocidad mínima requerida para orbitar un agujero negro?

Si estás lo suficientemente lejos de un agujero negro, es solo otro punto de masa para ti, y Netwon es todo lo que necesitas. La velocidad para permanecer en órbita proviene de cancelar la aceleración gravitacional: [matemáticas] {v ^ 2} / {r} = MG / r ^ 2 [/ matemáticas], o [matemáticas] v = \ sqrt {MG / r} [/matemáticas]. Cuanto más lejos esté, es decir, cuanto mayor sea [matemática] r [/ matemática], menor será [matemática] v [/ matemática]. No hay mínimo por encima de cero. (Aquí [matemáticas] M [/ matemáticas] es la masa del agujero negro).

Las cosas se ponen más interesantes, y mucho más mortales, cuando estás realmente cerca del agujero negro. Una vez que llegue al horizonte de eventos [matemática] R = \ sqrt {MG / c ^ 2} [/ matemática] está siendo absorbido. Dentro de [matemática] 1.5R [/ matemática] no hay una órbita circular estable. He estado escuchando la biografía de Isaacson Einstein (¡18 CD!) Y ahí está la parte donde Einstein calcula la precesión del perihelio de Mercurio. Básicamente, Mercurio tiene una órbita elíptica, pero la propia elipse gira lentamente. En el caso de Mercurio, era de 43 segundos de arco por siglo, es decir, apenas se notaba. Creo que dentro de [matemáticas] 1.5R [/ matemáticas] de un agujero negro se ve ese efecto en los esteroides.

v = sqrt (GM / r); r = distancia del agujero negro, M = masa del agujero negro.

Dependiendo de la distancia, la velocidad cambiaría. Esto es, por supuesto, fuera del horizonte de eventos del agujero negro. Una vez que el objeto (incluso sea ligero), ingrese al horizonte de eventos, irá al punto de singularidad.

A la velocidad de la luz, puede orbitar el agujero negro a 1.5 su radio. Por supuesto, no puedes ir tan rápido, pero la luz sí. Se llama esfera de fotones. Más cerca de 1.5 R, incluso la luz no es lo suficientemente rápida como para orbitar. Un cuerpo masivo puede orbitar un agujero negro con un radio de 3x, no más cerca. Y luego, cuanto más te alejes del agujero negro, menos velocidad necesitarás para orbitarlo.

La misma velocidad exacta que requeriría para orbitar cualquier objeto de la misma masa.

Esta es la física básica de la escuela secundaria y no tiene nada que ver con los “agujeros negros”, la “cosmología” o la “astrofísica”.

La velocidad orbital tiende a cero si el radio orbital tiende al infinito.

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