Какой физический закон объясняет, почему материя, текущая из звезды-компаньона, быстро вращается вокруг черной дыры?

Какой физический закон объясняет, почему материя, текущая из звезды-компаньона, быстро вращается вокруг черной дыры?
Anonim

Ответ:

Гравитация объясняет, почему материя вращается вокруг черной дыры быстро.

Объяснение:

Уравнения Ньютона движения объектов на орбите. Сила гравитации, действующая на объект, описывается уравнением:

# Р = (ГММ) / г ^ 2 #

куда #Г# гравитационная постоянная, # M # масса тела, вокруг которого вращается объект, # М # масса орбитального объекта и #р# это расстояние друг от друга.

Центростремительная сила, необходимая для удержания объекта на орбите, определяется уравнением:

# Р = (мв ^ 2) / г #

куда # V # скорость орбитального объекта.

Когда объект находится на орбите, эти две силы равны:

# (ГММ) / г ^ 2 = (мв ^ 2) / г #

Разделить на # М # и умножение на #р# дает:

# V ^ 2 = (ГМ) / г #

В сценарии # M # это масса черной дыры, которая будет довольно большой. Черная дыра тоже будет совсем маленькой. По мере приближения материи к черной дыре значение #р# будет постепенно уменьшаться и, следовательно, скорость # V # будет постепенно увеличиваться.

Следовательно, чем ближе материя к черной дыре, тем быстрее она будет вращаться.

Как только материя приближается к черной дыре, эффекты общей теории относительности становятся значительными, но уравнения движения Ньютона достаточно близки на больших расстояниях.