Jaký fyzikální zákon vysvětluje, proč hmota proudící z hvězdy hvězdy obíhá rychle, jak se blíží černé díře?

Odpovědět:

Gravitace vysvětluje, proč hmota rychle obíhá černou díru.

Vysvětlení:

Newtonovy rovnice pohybují objekty na oběžné dráze. Gravitační síla působící na objekt je popsána rovnicí:

# F = (GMm) / r ^ 2 #

Kde #G# je gravitační konstanta, # M # je hmotnost těla, které objekt obíhá kolem, # m # je hmotnost oběžného objektu a. t # r # je vzdálenost od sebe.

Dostředivá síla potřebná k udržení objektu na oběžné dráze je dána rovnicí:

# F = (mv ^ 2) / r #

Kde #proti# je rychlost obíhajícího objektu.

Když je objekt na oběžné dráze, tyto dvě síly jsou stejné:

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

Dělení podle # m # a násobením # r # dává:

# v ^ 2 = (GM) / r #

Ve scénáři # M # je hmotnost černé díry, která bude poměrně velká. Černá díra bude také poměrně malá. Když se hmota dostane blíže k černé díře, hodnota # r # bude postupně zmenšovat a tím i rychlost #proti# bude postupně větší.

Čím je tedy blíže k černé díře, tím rychleji obíhá.

Jakmile se hmota dostane do blízkosti černé díry, vlivy obecné relativity se stanou významnými, ale Newtonovy pohybové rovnice jsou dostatečně velké na větší vzdálenosti.