Ist die Schwerkraft relativ zum Volumen oder zur Größe eines Objekts?
Da ein Schwarzes Loch ein massiver Stern ist, der aufgrund seines Gewichts zusammenbricht, wie kommt es dann, dass die Masse derselben Sonne, wenn sie zu einem Schwarzen Loch wird, eine Schwerkraft erzeugt, die nicht einmal Licht aus dem Schwarzen Loch kommen lässt? Bevor sie ein Schwarzes Loch war, hatte die Sonne ein ähnliches Gewicht wie das Schwarze Loch, da keine Masse verloren oder gewonnen wurde (und Teilchen, einschließlich Photonen, aus dem Stern herauskommen). Wenn es unter seinem Gewicht zusammenbricht, wird die Schwerkraft im Verhältnis zur Größe des betreffenden Objekts größer (Reduzierung von der riesigen Oberfläche eines massereichen Sterns zu einem kompakten/komprimierten Schwarzen Loch mit geringer Oberfläche), jetzt, da die dieselbe nicht erhöhte oder subtrahierte Schwerkraft an eine viel kleinere Oberfläche gebunden ist?
Oder mit anderen Worten, was macht alles an ein Schwarzes Loch gebunden, aber einer Sonne mit ähnlicher Masse (und daher mit derselben Anziehungskraft) passiert nichts dergleichen.
Ein Schwarzes Loch (BH) ist ein Objekt der Allgemeinen Relativitätstheorie (GR), nicht der Newtonschen Physik, also beinhaltet die Antwort beides.
Erster Newton: Wie eine andere Antwort feststellt, hängt die Erdbeschleunigung von der Masse des Körpers dividiert durch das Quadrat der Entfernung von ihm ab. Bei einer bestimmten Entfernung (z. B. zehn Millionen Meilen) ist die Erdbeschleunigung einfach proportional zur Masse des zentralen Körpers. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich bei der Masse um Eisen, Wasser, Stein oder Erdnussbutter im Chunky-Stil handelt. Es ist alles genau dasselbe, solange Sie weit genug weg sind, um außerhalb von allem zu sein.
(Ein GR-Seitenlicht: Dies gilt sogar für BHs, solange Sie mehr als ein paar BH-Radien vom BH entfernt sind. Das Gravitationsfeld eines BHs wird ziemlich schnell newtonisch, wenn Sie sich davon entfernen und weiter außen a BH und eine gleiche Masse Erdnussbutter im klobigen Stil haben das gleiche Gravitationsfeld. Wenn ein Objekt – irgendein Objekt – in ein BH kollabiert, ohne Masse zu verlieren oder zu gewinnen, bleibt sein Gravitationsfeld in einer angemessenen Entfernung dasselbe.)
Still Newton: Die Oberflächengravitation eines Objekts hängt von der Größe des Objekts ab. Wenn ein Objekt dichter ist, wird es bei gleicher Masse kleiner und seine Oberflächengravitation wird höher sein. Dies liegt an der Division durch das Quadrat der Entfernung. Bei einem dichteren Objekt liegt die Oberfläche näher an seinem Zentrum und die Oberflächengravitation ist entsprechend höher.
(Deshalb beträgt die Oberflächengravitation des Mondes 1/6 der der Erde, obwohl der Mond nur 1,2 % der Erdmasse ausmacht. Er hat auch 1/4 des Durchmessers der Erde, also sind Sie an der Mondoberfläche 4-mal näher an der Zentrum und damit wirkt sich seine Masse 16-mal so stark auf Sie aus.)
Schwarze Löcher sind allgemein relativistische Objekte, und die Unterschiede zu altmodischen Newtonschen Objekten zeigen sich, wenn Sie sich dem BH auf wenige Radien nähern. Die Effekte, die sich schließen, sind subtil und komplex und nicht sehr ähnlich zu den Kräften, mit denen wir vertraut sind. Grundsätzlich ( sehr schnelles Handschwenken) wird die Geometrie der Raumzeit immer mehr verzerrt, wenn Sie sich der Oberfläche des BH nähern, und am Ereignishorizont ist die Geometrie so, dass es keine Richtung mehr nach außen gibt - alle Richtungen führen nach innen zum Zentrum . (Das ist es, was eigentlich den Ereignishorizont definiert.)
Die Hauptsache, die eine gewöhnliche Masse von einem BH unterscheidet, ist, dass in einem BH die Masse des Objekts so konzentriert ist, dass Zeit und Geometrie selbst bis zu dem Punkt verzerrt sind, an dem es keinen Ausweg mehr gibt.
Dies unterscheidet sich grundlegend von der einfachen Zunahme der Stärke des Gravitationsfeldes, die Newtons Theorie vorhersagt.
Die Gravitationsbeschleunigung ist direkt proportional zur Masse und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung.
Das heißt, wenn Sie die Masse verdoppeln, verdoppelt sich die Schwerkraft. Auch bei halbem Abstand zum Schwerpunkt erhöht sich die Schwerkraft um den Faktor 4.
Wenn die Sonne auf magische Weise dazu gebracht würde, zu einem Schwarzen Loch zu kollabieren, und die Erde sich ihr nicht nähern würde, würde die Schwerkraft der Sonne auf der Erde gleich bleiben, da Masse und Entfernung unverändert bleiben.
Der Grund dafür, dass die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs so groß ist, ist, dass man dem Schwarzen Loch viel näher kommen kann, ohne sich darin zu befinden. Sie können der Sonne nicht näher als 700000 km kommen, denn wenn Sie näher kommen, befinden Sie sich in der Sonne.
Die Sonne selbst wird niemals zu einem Schwarzen Loch. Es ist nicht massiv genug.
Karl Witthöft