¿Por qué los agujeros negros tienen alta gravedad?

Muy bien, regresemos antes de que se forme un temido agujero negro.
Digamos que tenemos una estrella. Una gran estrella Una estrella, mucho más grande que el sol (si puedes creerlo). Una estrella de aproximadamente treinta masas solares (una masa solar, como habrás adivinado, es la masa del sol).
Ahora, esta estrella está llegando al final de su vida. Por vida no me refiero a la vida biológica. Me refiero a la fase de conversión de hidrógeno en helio. Es posible que sepa que los átomos de hidrógeno dentro de la estrella chocan violentamente entre sí para formar helio, creando enormes explosiones nucleares que equilibran la gravedad igualmente enorme de la estrella.
Entonces, una pregunta interesante podría ser: ¿qué sucede DESPUÉS de que todo el hidrógeno se convierte en helio? No es que la estrella tenga un suministro interminable de lo mismo, por enorme que sea.
Bueno, si no queda más hidrógeno en la estrella, las explosiones nucleares también cesan (DUH). Y la estrella, por ridícula que parezca, en realidad comienza a colapsar sobre sí misma debido a su propia gravedad. (Recuerde, no hay más explosiones nucleares para equilibrar la gravedad de la estrella)
Colapsa y colapsa y colapsa hasta que ya no puede colapsar. Se ha reducido tanto que se ha convertido en un punto muy pequeño, un punto de densidad extremadamente alta o infinita.

¿Y cómo puede la densidad ser infinita o extremadamente alta? Bueno, la densidad es igual a la masa dividida por el volumen. Cuando el volumen se vuelve extremadamente pequeño, la densidad se vuelve extremadamente alta. O si el volumen es cero, la densidad se vuelve infinita.

Entonces, ¿qué es tan increíblemente monstruoso acerca de un pequeño punto?
EL HECHO DE QUE ES UN PUNTO PEQUEÑO.
Déjame elaborar.
Sabes que esta hipotética estrella pesa treinta masas solares. Ahora, ¿qué sucede si todo ese peso increíble es aplastado y aplastado en un solo punto pequeño? ¡Trata de imaginar la gravedad en el punto pequeño! ¡Y además, trata de imaginar la curvatura espacio-temporal en ese punto!
Un agujero negro causa en la lámina del espacio-tiempo una curvatura tan inmensa que se ha denominado pozo de gravedad.

Quiero decir, en serio, mira esto – (la curvatura espacio-tiempo cerca de un agujero negro)
Encontrará que ‘pozo de gravedad’ no era exactamente un nombre inapropiado.
Ah, y una cosa que debes recordar sobre los agujeros negros: no hay ningún cambio en la gravedad cuando la estrella se aplasta en un agujero negro. No hay cambio en absoluto. Es solo que toda la gravedad de la estrella se ha comprimido en una porción extremadamente pequeña.

Una vez que sepamos qué es la gravedad y cómo se forma un agujero negro, su pregunta será respondida.

Comenzaremos con agujeros negros. La masa y el tamaño de los agujeros negros determina qué tipo de agujero negro es. Hay tres tipos

Los más pequeños se conocen como agujeros negros primordiales . Los científicos creen que este tipo de agujero negro puede ser tan pequeño como un solo átomo pero con una masa superior a millones de toneladas. Se cree que los agujeros negros primordiales se formaron en el universo temprano, poco después del Big Bang.

El tipo más común de agujeros negros de tamaño mediano se conoce como “estelar”. ¡La masa de un agujero negro estelar puede ser hasta 20 veces mayor que la masa del sol, pero puede tener solo unos 10 kilómetros de diámetro !. Por cierto, hay evidencia que muestra que existen varios agujeros negros de masa estelar dentro de la galaxia de la Vía Láctea.

Los agujeros negros estelares se forman cuando el centro de una estrella muy masiva se derrumba sobre sí misma después de usar todo el hidrógeno. Este colapso también puede causar una supernova, o una estrella en explosión, que dispara parte de la estrella al espacio.

Los agujeros negros más grandes se llaman “supermasivos”. Estos agujeros negros tienen masas superiores a un millón de soles combinados pero con un diámetro de aproximadamente el tamaño de nuestro sistema solar. Hay evidencia científica que sugiere que hay un agujero negro supermasivo en el centro de cada galaxia grande. El agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia Vía Láctea se llama Sagitario A. Tiene una masa estimada igual a unos 4 millones de soles, pero su tamaño estimado es aproximadamente del tamaño de nuestro Sol.

Los científicos creen que los agujeros negros supermasivos se formaron junto con la galaxia en la que se encuentran, y el tamaño del agujero negro supermasivo está relacionado con el tamaño y la masa de la galaxia madre.

Ahora pasemos a la gravedad. La gravedad en la superficie de un objeto depende no solo de su masa sino también de su tamaño. Si el tamaño de la Tierra se comprimió a la mitad de su radio actual, la gravedad en la superficie será cuatro veces más. En otras palabras, todos pesaríamos cuatro veces más. Esto se debe a que la fuerza de la gravedad obedece a la “ley del cuadrado inverso”: se hace más fuerte a distancias más cortas.

Ahora, solo como ejemplo, tomemos un agujero negro estelar que tiene una masa de 20 veces la masa del sol pero tiene un diámetro de solo 10 kilómetros, en comparación con el diámetro del sol de 1,4 millones de kilómetros. Ahora ya sabe por qué los agujeros negros tienen un tirón gravitacional tan fuerte como para evitar que incluso la luz se escape.

Esa es una gran pregunta!

Puedo decirle en este momento que si el Sol se derrumbara en un agujero negro, la Tierra no experimentaría un tirón gravitacional más alto, y su órbita ni siquiera cambiaría un poco.

Pero, ¿por qué se informa que los agujeros negros tienen alta gravedad? Si una estrella colapsó en un agujero negro, el agujero negro todavía tendría la misma masa, entonces, ¿por qué aumentaría su gravedad?

Sí, el agujero negro tendrá la misma masa, pero no la misma densidad. La densidad juega un factor importante para determinar cuánta fuerza gravitacional tiene un objeto en particular. Cuanto más denso es un objeto, más fuerza gravitatoria tendrá sobre otros objetos cercanos .

Tomemos el sol por una instancia; imaginemos que de repente se derrumbó en un agujero negro. Toda esa masa estaría centrada hacia un pequeño punto en el espacio-tiempo, lo que significa más densidad.

Cuando la estrella no era un agujero negro, la distancia más cercana que un objeto aleatorio puede acercarse al Sol era de 1000 kilómetros.

Pero cuando el Sol colapsó en un agujero negro, la distancia más cercana disminuyó a solo 10 kilómetros, ya que el agujero negro es más denso, por lo tanto, más pequeño.

Es por eso que un agujero negro tiene más gravedad: la distancia más cercana disminuyó de cuando era una estrella porque es más densa y pequeña. En otras palabras, un objeto tiene más tiempo para acercarse a un agujero negro que si fuera una estrella; es más pequeño (más denso que su forma de estrella original) y un objeto tiene que recorrer una distancia mayor para llegar al agujero negro.

Este tiempo extra significa que el objeto que se dirige hacia el agujero negro tiene más tiempo para acelerar y, por lo tanto, la gravedad aumenta.

Hablemos de densidad.

¿Cuál es la densidad de la Tierra?

Masa de la Tierra / Volumen de la Tierra

Esto traerá densidad de algo 10 ^ 6.

No mucho. Flexión decente por la Tierra.

Ahora, vamos a los agujeros negros.

¿Cuál es la densidad del agujero negro?

Muy grande o infinito. Esto se debe a un volumen muy bajo, cercano a cero. Los agujeros negros tienen un volumen muy bajo, lo que hace que su densidad sea muy alta.

Esta alta densidad da como resultado una gran flexión de la tela del espacio-tiempo y, por lo tanto, contribuye a una fuerte gravedad. Es por eso que los agujeros negros tienen una gravedad muy fuerte.

La gravedad proviene de la masa, cuanto más masivo es un objeto, mayor es la influencia gravitacional que tendrá.
Los agujeros negros son los objetos más masivos (varias decenas de masas solares) y, por lo tanto, tienen una gravedad extremadamente alta.

Según la teoría general de la relatividad, la gravedad es causada por cualquier masa que hace que el espacio-tiempo sea curvo. La alta gravedad de los agujeros negros se debe a la curvatura del espacio-tiempo que se vuelve infinita debido a la masa del agujero negro.

Los agujeros negros se forman cuando la increíble masa y gravedad de una estrella se derrumba sobre sí misma. El punto en el centro de un agujero negro tiene un punto de densidad casi infinita llamado singularidad. Hay tanta materia apretada en un espacio pequeño que su fuerza gravitacional se vuelve tan fuerte que incluso la luz no puede escapar.

Un agujero negro tiene una alta gravedad debido a su alta densidad y tamaño pequeño de acuerdo con la ley de conservación del momento angular para que un objeto sea pequeño en tamaño, tiene que aumentar su masa y velocidad de rotación para conservar el momento angular y como agujero negro es el resultado del colapso masivo de una estrella masiva en una estrella extremadamente pequeña, por lo tanto, la ley de conservación del momento también funciona y su masa debe aumentar proporcionalmente para conservar todo el impulso y, finalmente, la gravedad del agujero negro aumenta enormemente.