Черные дыры бывают разных размеров и масс. Известны, например, сверхмассивные черные дыры, масса которых равна миллионам масс нашего Солнца, а есть черные дыры звездных масс, масса которых обычно колеблется в диапазоне между 5 и 10 массами нашего Солнца.
Общеизвестно также, что существуют звезды аналогичных масс. Возникает резонный вопрос, почему же тогда поверхностная гравитация звезд меньше, чем поверхностная гравитация черных дыр аналогичных масс?
Вопрос вполне резонный и требует объяснения. Вообще чтобы дать действительно правильное объяснение придется лезть в дебри общей теории относительности и мучить читателей довольно сложным матаном, чего мне делать не хочется, поэтому я объясню, что называется, «на пальцах».
В школе все мы учили законы Ньютона и в том числе закон всемирного тяготения. Однако почему-то так сложилось, что многие забывают, что согласно закону всемирного тяготения притяжение между телами зависит не только от массы, но и расстояния между ними.
Рассмотрим простой пример. Допустим у нас есть наша Земля. Обозначим ее массу как Мe. И допустим есть еще одна планета равная нашей Земле по массе, но при этом имеющая радиус в два раза меньше. Обозначим радиус Земли как R.
Допустим на поверхности каждой из планет находится обычный человек с массой Mh. Рассчитаем какое притяжение будет он испытывать на Земле и на другой планете с такой же массой, но радиусом в два раза меньше.
Легко убедиться, что на Земле сила притяжения будет равна:
А на другой планете:
Т.е. сила притяжения на планете в два раза меньшей по радиусу чем Земля будет в 4 раза больше! Если бы эта планета была меньше в 4 раза, то сила притяжения была бы больше в 16 раз, если бы была меньше в 10 раз, то сила притяжения вообще превышала бы земную в 100 раз!.
Дело в том, что поверхностная гравитация того или иного объекта зависит не только от его массы, но и от его размеров. К примеру масса Юпитера более чем в 300 раз превосходит массу Земли, но при этом из-за гигантских размеров его поверхностная гравитация всего в 2.5 раза больше земной.
Точно также и со звездами и черными дырами. Звезда и черная дыра могут иметь одинаковую массу, но поверхностная гравитация черной дыры всегда будет несравнимо больше. К примеру для черной дыры с массой равной 5 массам солнца радиус горизонта событий будет составлять чуть меньше 15 километров. Радиус же звезды с такой массой может измеряться сотнями тысяч или даже миллионами километров. Чем меньше расстояние при одинаковой массе, тем больше сила притяжения.
Читайте также: Почему места высадки на Луну не видно в телескоп?
Стоит отметить, что это довольно грубое упрощение, так как законы классической механики весьма плохо работают в отношении черных дыр, но все же думаю оно должно дать некую непротиворечивую картину.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
