Dilatation von Schwarzen Löchern für die Weltraumforschung

Nur neugierig, ob Sie ein kleines Schwarzes Loch enthalten könnten, wie es theoretisch nach der Periode der schnellen Expansion auftreten könnte, neugierig, ob die lokale Zeitdilatation von der Nähe der Masse die Reise zu entfernten Sternen in etwas weniger als einem Leben ermöglichen würde.

Das ist großartig, danke Kumpel.

Antworten (1)

Es ist eine nette Idee, aber ich fürchte, es wird nicht funktionieren, selbst wenn Sie es schaffen, ein ursprüngliches Schwarzes Loch zu finden.

Um eine erhebliche Gravitationszeitdilatation zu erreichen, müssen Sie dem Ereignishorizont sehr nahe kommen, aber das ist aufgrund der Gezeiteneffekte eine äußerst gefährliche Aktivität um kleine Schwarze Löcher herum. Es ist schon schlimm genug in der Nähe eines Schwarzen Lochs mit 3 Sonnenmassen, das ungefähr das kleinste Schwarze Loch ist, das im modernen Universum (durch eine Supernova-Explosion) entstehen kann. Ein Schwarzes Loch dieser Masse hat einen Schwarzschild-Radius von etwa 8,862 km, und natürlich ist es nicht gerade einfach, so etwas in Ihrem Raumschiff herumzukarren. ;)

Wenn Sie ein ursprüngliches Schwarzes Loch mit Erdmasse eingefangen haben, das einen Schwarzschild-Radius von etwa 8,87 mm hat, haben Sie nicht nur das Problem, so viel Masse in Ihrem Raumschiff herumzukarren, es ist auch zu klein für Sie, um Ihren ganzen Körper in das gewünschte hineinzubringen Zeitdilatation "Zone". Und alles, was ihm zu nahe kommt, wird von der starken Gezeitenkraft in Stücke gerissen.

Laut dem Hawking-Strahlungsrechner hat ein Schwarzes Loch mit Erdmasse Oberflächengezeiten von 1.14249 × 10 21 M / S 2 / M .

Aus Wikipedia ist die Formel für die Zeitdilatation eines stationären Beobachters in einer (Schwarzschild-)Entfernung von R aus dem Zentrum eines nicht rotierenden Schwarzen Lochs mit Schwarzschild-Radius R S , bezogen auf die Zeit eines entfernten Beobachters bei vernachlässigbarem Gravitationspotential:

T 0 = T F 1 − R S R

Bsp wenn R = 4 R S der Zeitdilatationsfaktor ist 3 / 4 ≈ 0,866 , was nicht sehr nützlich ist.

Ein praktischerer Weg, um eine Zeitdilatation für eine lange Weltraumreise zu erreichen, besteht darin, mit hoher Geschwindigkeit zu reisen. Dies erfordert eine enorme Menge an Energie, und wir haben derzeit nicht die erforderliche Technologie, um ein Raumschiff auf solche Geschwindigkeiten zu bringen. Aber wenn Sie 5 Jahre lang mit 1 g beschleunigen, dauert Ihr Flug im Bezugssystem der Erde 83,7 Jahre und Sie legen eine Entfernung von 82,7 Lichtjahren zurück. Bitte lesen Sie den klassischen Usenet-Physik-Artikel The Relativistic Rocket für weitere Details.

Ganz zu schweigen davon, dass ein schwarzes Loch, das klein genug wäre, um es irgendwie in einem Raumschiff herumzutragen, sehr, sehr heiß wäre.
@Bob In der Tat! Selbst ein 1 Million Tonnen schwerer BH (der einen Schwarzschild-Radius hat, der etwa tausendmal kleiner ist als ein Proton) strahlt mit einer Leuchtkraft von 356 Billionen Watt bei ziemlich wohligen 123 Billionen Kelvin. ;) Eine Erdmasse BH hat dieses Problem aber nicht, sie beträgt nur 0,02 Kelvin.
Sie haben nur den 1. Teil der Frage angesprochen: "Wenn Sie ein kleines schwarzes Loch enthalten könnten". Was ist mit den Zeitdilatationseffekten beim Reisen mit einer schweren Masse?
@D.Halsey "Um eine erhebliche Gravitationszeitdilatation zu erreichen, müssen Sie dem Ereignishorizont sehr nahe kommen . " Es gibt keine Zeitdilatation durch bloßes Reisen mit einer schweren Masse. Es gibt natürlich eine Zeitdilatation durch Reisen mit einer relativistischen Geschwindigkeit, aber die Masse geht nicht in diese Zeitdilatationsgleichung ein.
Es gibt auch eine Zeitdilatation, wenn man sich für die Dauer der Reise in einem anderen Gravitationsfeld befindet, in der Praxis wahrscheinlich sehr gering, aber dennoch interessant zu berücksichtigen. Die Antwort hätte auch erwähnen können, dass der Reisende theoretisch eine beliebig lange Reise in seinem eigenen Leben machen könnte, auch ohne den Gravitationseffekt (dh das Standard-Zwillingsparadoxon).
@safesphere Hoppla! Ich habe versehentlich eingefügt R S Für ein 1 M ⊙ BH statt. FWIW, wie ich Ihnen bereits gesagt habe, es ist in Ordnung, ein Skeptiker der Hawking-Strahlung zu sein, da eine korrekte Berechnung wirklich eine Quantengravitationstheorie erfordert; OTOH, die meisten Astrophysiker denken, dass Hawkings halbklassische Berechnung wahrscheinlich gültig ist, und wir brauchen wahrscheinlich keine Quantengravitation, bis wir uns dem Zentrum des BH nähern.
@D.Halsey Ich habe meiner Antwort weitere Informationen hinzugefügt, die diese Probleme berühren.
@safesphere - Dein Radius ist 3 mal daneben - zu groß oder zu klein?
@BlackHoleSlice Ich habe ursprünglich den Radius für BH mit 1 Sonnenmasse anstelle von BH mit 3 Sonnenmassen angegeben, also war er dreimal zu klein, aber ich habe diesen Fehler jetzt behoben. Sie können es mit dem Hawking-Strahlungsrechner überprüfen, den ich verlinkt habe.
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