Interstellar und Spaghettifizierung im Schwarzen Loch

Das Loch im Film hatte eine solche Geometrie, dass Objekte, die sich dem Ereignishorizont näherten, keiner Spagettifizierung unterzogen wurden. Spaghettification passiert, wenn enorme GRADIENTEN per se in Kraft sind, nicht nur enorme Kräfte ... was ich damit meine ist, wenn mein ganzes Wesen sofort einem enormen Sog von der Singularität ausgesetzt ist, gibt es kein Problem, weil ich es einfach tun werde sofort bewegt werden.

Das Spaghettifizierungsproblem tritt auf, wenn an meinen Füßen ein enormer Zug, aber an meinem Kopf ein weniger enormer Zug ausgeübt wird. Wie diese Kräfte auftreten, hängt von der Geometrie der Masse ab. Eine Kugel sollte spaghettifizieren, wenn ich richtig verstehe ... was genau eine nicht-spaghettifizierende Geometrie für ein Schwarzes Loch wäre, ist wahrscheinlich eine Frage für den Physikausschuss und liegt sicherlich außerhalb meines Verständnisses der Physik.

Es gab eine Zeile im Film, die etwas in der Art besagte, dass die Gezeitenkräfte mild seien und überlebt werden könnten.

UPDATE: und hier ist tatsächlich eine Frage zur nicht spaghettifizierenden Geometrie des Schwarzen Lochs, und es liegt tatsächlich außerhalb meines Verständnisses :).

Spaghettification wird durch Gezeitenkräfte verursacht , da die Gravitationskraft auf einer Seite eines Objekts stärker ist als auf der anderen Seite (wie ein stärkerer Zug an Ihren Füßen als an Ihrem Kopf, wenn Sie mit den Füßen voran fallen) und der Stärke von Gezeitenkräfte am Ereignishorizont nehmen mit zunehmender Masse ab. Das Schwarze Loch Gargantua in Interstellar soll ein supermassives Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa 100 Millionen Sonnenmassen sein, ähnlich den supermassiven Schwarzen Löchern, die im Zentrum verschiedener Galaxien einschließlich unserer eigenen zu sehen sind – siehe zum Beispiel diesen Artikel . Wie hier erwähnt, hätte ein supermassereiches Schwarzes Loch keine tödlichen Gezeitenkräfte am Ereignishorizont, nur viel näher an der Singularität. Siehe auch den Kommentar des Astrophysikers Neil DeGrasse Tyson hier :

Wenn Sie nicht von den Gezeitenkräften eines Schwarzen Lochs zerrissen werden möchten, müssen Sie sich in und um ein supermassereiches Schwarzes Loch bewegen, denn je größer ein Schwarzes Loch ist, desto flacher sind die Gezeitenkräfte. Ein supermassives Schwarzes Loch hätte also sehr geringe Gezeitenkräfte und würde Sie wahrscheinlich nicht auseinanderreißen, wenn Sie sich ihm nähern oder über den Ereignishorizont hinausgehen. Es sind die stellaren Schwarzen Löcher, die Sie in Stücke reißen würden, wenn Sie ihnen zu nahe kommen.

Und dieser Kommentar aus einem Stück von Stephen Hawking :

Wenn Sie mit den Füßen voran in Richtung eines Schwarzen Lochs fallen, zieht die Schwerkraft stärker an Ihren Füßen als an Ihrem Kopf, da sie näher am Schwarzen Loch sind. Das Ergebnis ist, dass Sie der Länge nach ausgestreckt und seitlich eingequetscht werden. Wenn das Schwarze Loch eine Masse von ein paar Mal unserer Sonne hat, würden Sie auseinandergerissen und zu Spaghetti verarbeitet, bevor Sie den Horizont erreichen. Wenn Sie jedoch in ein viel größeres Schwarzes Loch mit einer Masse von einer Million Sonnenmassen fallen würden, würden Sie ohne Schwierigkeiten den Horizont erreichen. Wenn Sie also das Innere eines Schwarzen Lochs erkunden möchten, wählen Sie ein großes.

Problem 4 auf dieser NASA-Seite berechnet tatsächlich die Gezeitenbeschleunigung für ein supermassereiches Schwarzes Loch mit 100 Millionen Sonnenmassen und stellt fest, dass sie am Ereignishorizont nur 0,00020 cm/s^2 über eine Entfernung von 2 Metern betragen würde (die Körpergröße eines großen Mannes), der so schwach ist, dass er nicht wahrnehmbar ist.

Es sollte auch beachtet werden, dass sich drehende Schwarze Löcher eine völlig andere Struktur haben als nicht drehende Schwarze Löcher. Insbesondere haben sie zwei Horizonte – einen Zukunftshorizont, wie Sie ihn kennen, und einen Vergangenheitshorizont – eine Oberfläche, von der Sie gekommen sein müssen. Sobald Sie den vergangenen Horizont passiert haben, befinden Sie sich in einer normalen Art von Geometrie. Ich wäre nicht überrascht, wenn Sie eine Reihe von Parametern ausarbeiten könnten, bei denen der Trip ins Innere überlebbar ist.

Für eine einfache Analogie zum Verständnis des Prinzips denken Sie an den Biegeradius der Erde und die Schwerkraft an ihrer Oberfläche. Jemand, der auf der Erdoberfläche steht, wird sie wahrscheinlich als flach ansehen und muss einen tiefen Blick auf den sichtbaren Horizont werfen, um festzustellen, dass es sich tatsächlich um eine Kugel handelt. (Die Wolken , die den Horizont berühren , sind ein Hinweis darauf, dass die Erde nicht flach ist. Wenn sie flach wäre, würde die Trennung zwischen den Wolken und der Erde sichtbar bleiben.). Wenn die Erde jedoch viel kleiner wäre, sagen wir wie eine Kugel, könnten Sie leicht erkennen, dass sie nicht flach ist. Wenn er viel größer wäre, etwa wie Jupiter, würde er sogar noch flacher erscheinen.

Ähnliches sieht man bei großen Bergen. Auf der Erde kann man den Abhang sehen, wenn man auf den meisten Bergen steht, auch wenn er groß ist. Wenn Sie jedoch auf dem Olymp auf dem Mars stehen würden, würden Sie nicht einmal sehen, dass Sie auf einem Berg stehen, weil er so groß ist.

Sehen Sie sich jetzt die Schwerkraft an. An der Erdoberfläche beträgt sie etwa 9,8 ms^2. Wenn Sie nun auf die Oberfläche des Jupiters gehen, wäre die Schwerkraft viel größer; Um eine ähnliche Schwerkraft wie auf der Erdoberfläche zu erreichen, müssten Sie also in einer viel höheren Position stehen. Für den Krümmungsradius wissen wir bereits jetzt, dass er an der Oberfläche des Jupiter aufgrund seiner Größe bereits kleiner ist. Daher wäre der Krümmungsradius an einer Position auf dem Jupiter, wo die Gravitation dieselbe ist wie auf der Erde, noch viel kleiner.

Die Spaggettifizierung und die Verlangsamung der Zeit eines Schwarzen Lochs folgen denselben Prinzipien. Im Film ist das Schwarze Loch ein supermassives Schwarzes Loch; mit einer Masse von 100 Millionen Sonnenmassen; was Sie mit der Masse von nur wenigen Sonnen für ein gewöhnliches (kleines) Schwarzes Loch vergleichen können.

Die Verlangsamung der Zeit ist wie die Schwerkraft, je massiver das Schwarze Loch ist, desto weiter müssen Sie stehen, um genau die gleiche Verlangsamung zu erreichen, die Sie für ein kleineres bekommen würden. Für die Spagettierung ist dies jedoch ein Gradient und daher in seiner Eigenschaft vergleichbar mit dem Biegeradius eines Objekts. An der Position, an der die zeitliche Verlangsamung für ein supermassives Schwarzes Loch die gleiche sein wird wie für ein kleines, werden Sie so weit davon entfernt sein, dass der Gravitationsgradient um Sie herum sehr gering sein wird; so niedrig, dass es nicht ausreicht, um einen Spaghetti-Effekt zu erzeugen. Der bekannte Spaghettifizierungseffekt, der so oft zitiert wird, wenn beschrieben wird, was passieren würde, wenn man sich einem Schwarzen Loch nähert, gilt nur für kleine Schwarze Löcher. Bei supermassiven Schwarzen Löchern existiert dieser Effekt nicht.

Um die anderen Antworten zu ergänzen ...

Am Ereignishorizont des supermassereichen Schwarzen Lochs hätte es keine Speghettifizierung gegeben, weil die Gezeitenkräfte dort schwach sind.

Allerdings wäre es immer noch zu einer Speghetiifizierung gekommen, als sich der Beobachter der Singularität näherte.

Auch Gezeitenkräfte hängen sowohl vom Schwerkraftgradienten als auch von der Größe des Objekts in diesem Gradienten ab. Kleinere Objekte (wie ein menschlicher Körper) erfahren viel geringere Kräfte als große Objekte wie Planeten oder Monde.

Das erklärt wirklich einiges. Es erzählt von der Gezeitenkraft des massiven Schwarzen Lochs, die so gering ist, bis man sich der Singularität nähert. https://www.quora.com/Interstellar-2014-movie/Why-does-the-concept-of-Spaghettification-not-apply-to-things-entering-the-black-hole-in-Interstellar