Wie lange dauert es, bis das Schwarze Loch merkliche Unterschiede verursacht? [geschlossen]

Ein Schwarzes Loch verursacht eine immense Gravitationsverzerrung, bis zu einem solchen Punkt, dass allgemein anerkannt wird, dass ihm nicht einmal Licht entkommen kann. Es ist auch ein häufiger Handlungsstrang in Scify, dass ein Schwarzes Loch in unser Sonnensystem eindringt und die Erde bedroht. Meine Fragen sind:

Was ist die maximale Entfernung, in der dieses Schwarze Loch die Erde beeinflusst?

Was wären diese Auswirkungen? (Ich denke, die Schwerkraft würde uns entweder aus der Umlaufbahn ziehen oder gewaltige Erdbeben verursachen, die uns vor unserer Zerstörung verarmen lassen).

BEARBEITEN

Das Schwarze Loch ist ungefähr so ​​groß wie die Erde, mit welchem ​​jeweiligen Ereignishorizont es sich auch ergeben würde. Es bewegt sich mit 75.500 Meilen pro Stunde, etwas schneller als die Umlaufbahn der Erde.

Gehen Sie auch davon aus, dass wir über ausreichende Anti-Asteroiden-Technologie verfügen, um uns nicht Sorgen machen zu müssen, dass uns jede Woche oder jeden Monat Asteroiden treffen.

Das Schwarze Loch hat 2,85 Sonnenmasse

Ein reisendes Schwarzes Loch? hmmn... Meinst du innerhalb oder außerhalb des Ereignishorizonts? Wie groß ist ein schwarzes Loch? Technisch gesehen ist das gesamte Sonnensystem in der Anziehungskraft der supermassereichen Schwarzen Löcher im Zentrum der Milchstraßengalaxie gefangen ...
Dies hängt von der Masse, Geschwindigkeit und Richtung des Schwarzen Lochs ab – hier gibt es eine Menge Variabilität.
Das Schwarze Loch ist ungefähr so ​​groß wie die Erde mit welchem ​​Ereignishorizont es auch immer nach den Gesetzen der Physik geben würde.
Bearbeitete die Frage, um zu helfen :)
@DustinJackson Sie können kein Schwarzes Loch mit der Masse der Erde haben, und als Singularität macht es auch keinen Sinn, die Größe der Erde zu haben.
Ich ging davon aus, dass die Kenntnis der Größe des Schwarzen Lochs es für jemanden, der auf dem Gebiet der Physik arbeitet, relativ einfach machen würde, die Masse zu berechnen. 2,85 Sonnenmassen sollten irgendwo in der Nähe sein, wo ich will.
@DustinJackson Von welcher Größe sprichst du? Sie haben die „Größe“ und den Ereignishorizont separat aufgeführt. Bei 2,85 Sonnenmassen haben Sie wahrscheinlich einen Neutronenstern, kein Schwarzes Loch.
Der Ereignishorizont ist der Bereich des Weltraums, in dem es unmöglich ist, zu entkommen. Das eigentliche Schwarze Loch ist die komprimierte Materie des Sterns, wie ich es verstehe.
Die Singularität ist technisch gesehen ein Punkt. Es hat keine "Größe". Die einzig vernünftige Interpretation ist also ein Schwarzes Loch mit einem Ereignishorizont von der Größe der Erde. Ein Schwarzes Loch mit Erdmasse hätte einen irrelevant kleinen Ereignishorizont.
@DustinJackson Die Größe eines Schwarzen Lochs wird durch den Radius des Ereignishorizonts bestimmt. Die Masse ist nicht immer proportional dazu. Also nein, wir können nicht von "der Größe der Erde mit welchem ​​​​Ereignishorizont auch immer" zurückrechnen. Wenn Sie einen Ereignishorizont von der Größe der Erde wollen, müsste das Schwarze Loch mehrere tausend Sonnenmassen haben.

Antworten (2)

Die Schwere der Situation

Wahrscheinlich wird es verschiedene Gruppen von Menschen geben, die dieses Schwarze Loch zu unterschiedlichen Zeiten und aus sehr unterschiedlichen Gründen bemerken. Einige können davon sehr emotional betroffen sein, bevor sie körperlich davon betroffen sind. Die Chancen stehen gut, dass dieses bevorstehende Untergangsgeschehen noch mehr Emotionen umkreisen wird, lange bevor wir die Gravitationswirkung davon spüren.

Schauen wir uns einige der Dinge an, die die Menschen auf der Erde beeinflussen können. Ich beschränke mich auf die physikalischen Auswirkungen des Schwarzen Lochs auf der Erde. Sie sagten, das Schwarze Loch habe 2,85 Sonnenmassen. Damit befindet es sich im Bereich der „Mikro“ -Schwarzen Löcher, die einen gleichmäßigen Horizont von bis zu ~1 mm haben. Das wird wichtig sein.

Hawking-Strahlung

Schwarze Löcher verdampfen tatsächlich, weil sie Hawking-Strahlung abgeben . Da sie diese Strahlung abgeben, kommt die Energie dieser Strahlung von der Masse im Schwarzen Loch. Das Schwarze Loch nimmt an Größe ab, bis es einfach verschwindet und kein Schwarzes Loch mehr ist. Mit einigen ausgefallenen mathematischen Tricks, die der Wiki-Artikel für die Hawking-Strahlung durchgeht, haben wir eine praktische Formel, um zu berechnen, wie lange dieses Schwarze Loch dauern würde. Hier ist es:

t e v = 5120 π G 2 M 0 3 c 4

wo M 0 ist die Masse des betreffenden Schwarzen Lochs. Die anderen Variablen sind die Gravitationskonstante (G), die Plankenkonstante ( ) und der Lichtgeschwindigkeit (c). Ihr Schwarzes Loch mit 2,85 Sonnenmassen wird in etwa verdampfen 1.53220513 10 76 Sekunden. Das ist lange her, ungefähr 4,85 10 68 Jahre. Es geht also lange nirgendwo hin.

Ihr Schwarzes Loch hätte eine Temperatur von 2.16 10 8 K, was im Gegensatz zu der etwa 3 K Hintergrundstrahlung des Universums stehen würde. Es ist jedoch so klein, dass ich bezweifle, dass wir es kommen sehen konnten. Wir würden nicht einmal das meiste Licht erkennen, das um ihn herum gebogen wird, da er so klein ist. Wir können kaum Weltraumschrott mit einem Durchmesser von weniger als 1 cm erklären .

Schwere

So werden wir es erkennen. 1 Die Sonnenmasse reicht aus, um das gesamte Sonnensystem zu beherrschen, das groß ist . Neptun, der am weitesten entfernte große Planet, ist ganze 30 AE entfernt! Wie sich das Schwarze Loch uns nähert, würde jedoch ändern, wie schnell wir davon erfahren.

Wenn das Schwarze Loch bösartig genug wäre, direkt senkrecht zur Ebene der Ekliptik einzudringen, würden wir sehen, wie die Planeten in und über die Sonne gezogen werden. Wir würden davon erfahren, sobald es Himmelsobjekte stört, die wir betrachten. Das können Dinge wie Kometen sein, aber auch Planeten und Monde.

Wenn das Schwarze Loch in einem anderen Winkel eindringt, würden wir bemerken, dass das Sonnensystem hineingesogen wird. Habe ich auch erwähnt, dass es massiver werden würde, wenn es Material einsaugt? Es wird, und das beschleunigt den Prozess nur. Die Sonne selbst ist nicht nur die massereichste, sondern viel massereicher als der Rest der Materie, die wir im Allgemeinen als im Sonnensystem betrachten.

Die Schwerkraft ist eine schwache Kraft c ich t a t ich Ö n n e e d e d , funktioniert aber gut in großen Maßstäben. Wir werden eine Kraft erfahren, die der Gravitationskraft unserer Sonne entspricht, wenn das Schwarze Loch ~1,688 AE entfernt ist. Es hebt die Schwerkraft der Erde bei ~0,041 AE von der Erde auf. Die Auswirkungen der Gravitation dieses Schwarzen Lochs werden deutlich, bevor einer dieser Fälle eintritt.

Wie schnell das Schwarze Loch unterwegs ist, ist ebenfalls wichtig. Wenn Sie sehen möchten, wie das funktionieren würde, schlage ich vor, einen Planetenkörpersimulator zu finden und Ihr massives Schwarzes Loch hineinzuwerfen.

Haben Sie eine bestimmte Präferenz für welchen Simulator?
@DustinJackson Ich fühle mich am wohlsten, wenn ich in Mathematica eine eigene mache, und ich habe Schwierigkeiten, eine kostenlose 3D-Version im Internet zu finden. Es gibt jedoch viele 2-D-Modelle. Vorzugsweise eine, in die Sie Ihre eigenen Massen in unterschiedlichen Abständen platzieren können. Wie zum Beispiel: labs.minutelabs.io/Chaotic-Planets

Basierend auf einem mittleren Erdradius von 3.959 Meilen würde ein Schwarzes Loch mit einem Ereignishorizont von der Größe der Erde eine Masse von 1080 Sonnen benötigen.

Wenn wir WIRKLICH Glück gehabt hätten, hätten wir vielleicht die Gravitationslinsen der Sterne am Nachthimmel bemerkt, aber die Wahrscheinlichkeit dafür ist bei einem so kleinen Schwarzen Loch sehr gering.

Dies entspräche einem Stern mit der 1080-fachen Masse der Sonne, der mit der Schwerkraft herumspielt, während er mit unserem Sonnensystem interagiert. Nehmen wir an, es wirkt sich auf unsere Umlaufbahn aus, sobald die Anziehungskraft auf uns stärker ist als die der Sonne. Die Gravitationsgleichung (f=G*m1*m2/d^2) sagt uns, dass, wenn wir m1 mit 1080 multiplizieren, d um root(1080)=33 AE zunehmen muss, um f konstant zu halten. Das ist gerade außerhalb der Umlaufbahn von Neptun. Wenn es uns also von der Seite trifft, werden wir vielleicht zum zweiten Mal in unserem Leben Zeuge des Verlustes von Pluto als Planet... :)

Ich gehe davon aus, dass sich das Schwarze Loch relativ zu unserem eigenen Sonnensystem nicht mit extremer Geschwindigkeit bewegt und dass es senkrecht zu unserer Umlaufebene auf uns zukommt.

Während die Sonne nicht plötzlich erlöschen würde – dafür ist der Ereignishorizont zu klein –, würden ihre Gase schnell zu ihrem neuen stellaren Nachbarn abgezogen. Die Sonne ist bei weitem das größte Objekt in unserem Sonnensystem, daher ist die Schwerkraft zwischen ihr und dem Schwarzen Loch am stärksten. Dies ist wahrscheinlich der erste eindeutige Beweis, den wir dafür haben würden, dass irgendetwas nicht stimmt – plötzliches Verziehen und Ausgasen der Sonne.

Wenn diese Gase in Richtung des Ereignishorizonts beschleunigt werden, würden sie sich erhitzen und verbrennen, genau wie auf der Sonne selbst. Jetzt würden wir einen großen Anstieg hochenergetischer Teilchen wie Röntgen- und Gammastrahlen aus unserer Nachbarschaft sehen. Weitere Informationen finden Sie unter Pulsare.

Unter der Annahme, dass die Strahlung uns nicht von der Ionosphäre befreit und die Erde vollständig verbrennt, würden wir von dem viel schwereren Schwarzen Loch aus der Umlaufbahn gezogen. Selbst wenn wir es schaffen würden, nicht in das Schwarze Loch selbst zu fallen – sehr wahrscheinlich, wenn man bedenkt, dass es relativ klein ist – würden wir wahrscheinlich genug Schwung bekommen, um Sayanora zu unserer jährlichen Umlaufbahn zu sagen. Wir würden entweder Haleys Kometen folgen und Ausflüge in den Kuipergürtel unternehmen, oder wir würden komplett aus dem Sonnensystem geschleudert. So oder so, verabschieden Sie sich von der Sonne!

Wir würden höchstwahrscheinlich eher an Hunger und Dunkelheit sterben als an Erdbeben und Ereignishorizonten.

+1 für den Verlust von Pluto zum zweiten Mal. Es ist jetzt nur noch ein Zwergplanet mit neuen Freunden wie Ceres und Eris.