ทำไมแสงไม่สามารถหลบหนีจากหลุมดำได้?

ฉันได้ยินมาว่าแสงไม่สามารถหลบหนีจากหลุมดำได้ ได้ไหม ถ้าไม่ทำไม

หลุมดำมีเส้นขอบเหตุการณ์ซึ่ง 'ทำเครื่องหมายจุดที่ไม่กลับมา' ใช่แล้วแสงไม่สามารถหลบหนีจากหลุมดำได้

ทำไม? คิดว่า 'กาลเวลาผ้า' เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการเข้าใจฟิสิกส์ในที่ทำงานที่นี่ตามความเห็นของฉัน

โดยปกติแล้วผ้าจะมีลักษณะเช่นนี้:

_{(ที่มา: Whyfiles.org )}

อย่างไรก็ตามหลุมดำมีแรงโน้มถ่วงมากจนเราบอกได้ว่ามัน 'ฉีก' ผ้ากาลเวลา:

_{(ที่มา: ddmcdn.com )}

เมื่อแสงกระทบกับบริเวณที่มีแรงดึงดูดรุนแรงอย่างน่าประหลาดใจมันก็ไม่สามารถออกไปได้ - แสงเดินทางผ่าน 'ตาม' ผ้าและเนื่องจากมีการฉีกขาดในเนื้อผ้าเราสามารถพูดได้ว่ามันหายไป - กลายเป็นส่วนหนึ่งของเอกพจน์ .

แน่นอนว่าเป็นการทำให้เข้าใจง่าย แต่ก็เพียงพอที่จะเข้าใจอย่างน้อยส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังฟีโนโนมนี้

ผมชอบที่จะคิดว่านี้ในแง่ของความเร็วหลบหนี

Escape velocity คือความเร็วที่จำเป็นสำหรับการหลบหนีจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่กำหนด สำหรับโลกความเร็วนั้นคือ 11.2 กม. / วินาที (มัค 34!) เมื่อจรวดระเบิดออกจากโลกพวกเขาไม่ได้พยายามที่จะบรรลุความสูงหรือระดับความสูงพวกเขากำลังพยายามที่จะไปถึงความเร็วแน่นอนความเร็วหลบหนี

เมื่อจรวดไปถึง 11.2 kips * มันจะบรรลุความเร็วที่ต้องการเพื่อออกจากโลกอย่างสมบูรณ์ หากจรวดไม่สามารถบรรลุความเร็วนั้นโดยไม่คำนึงถึงความสูงของมันมันก็จะถอยกลับไปยังโลก (คุณสามารถจินตนาการบอลลูนวิเศษที่ค่อยๆยกคุณขึ้นสู่อวกาศผ่าน ISS และดาวเทียมส่วนใหญ่แล้วปล่อยต่อไป: เมื่อคุณยังไม่เร็วพอคุณจะล้มลงผ่านดาวเทียมทั้งหมดและ ชนเข้ากับโลก)

ร่างแรงโน้มถ่วงที่เล็กกว่าเช่นดวงจันทร์มีความเร็วการหลบหนีที่เล็กกว่า นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมชาวจันทรคติจึงสามารถออกจากดวงจันทร์ด้วยระยะทางขึ้นเล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับดาวเสาร์ V ขนาดใหญ่ที่ต้องเดินทางออกจากโลกพวกเขาต้องไป 2.4 กม. / วินาทีเท่านั้น

ในการหลบหนีจากดวงอาทิตย์คุณต้องไป 617.5 กม. / วินาที!

โชคดีสำหรับเราแสงเร็วกว่า 617.5 kips ดังนั้นเราจึงสามารถเห็นแสงที่สร้างขึ้นบนดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตามในขณะที่คุณเพิ่มมวลของวัตถุในที่สุดความเร็วของการหลบหนีจะพบหรือเกิน 299,792km / s คือความเร็วของแสง ณ จุดนี้แม้แต่แสงเองก็ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วพอที่จะหลบหนีจากแรงโน้มถ่วงได้และจะถูกดึงกลับลงไปในหลุมดำ

* สั้นสำหรับ " ki lometers p er s econd"

อย่าลืมว่าถ้าหลุมดำมีมวลน้อยกว่าความเสถียรในปัจจุบันของหลุมดำ (3 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) ก็จะระเหย - เปลี่ยนมวลของมันเป็นรังสีในกรณีนี้มันจะให้แสงส่วนใหญ่เป็นรังสีเอกซ์และแกมม่า ในอัตราที่เพิ่มขึ้นเมื่อมวลลดลงจนกระทั่งหลุมดำทั้งหมดกลายเป็นแฟลชของรังสีแข็ง

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

อย่างไรก็ตามแสงนี้คือมวลของหลุมดำที่หนีออกมาในรูปของพลังงานรูปแบบพื้นฐานที่สุด