Kara delikler en yoğun gök cismi midir? bu doğru değil! Evreni bir boşluktan daha boş bir kara deliğe çevirin
Kara delik ne kadar yoğun? Dünyamızı bir kara deliğe sıkıştırırsak, hacmi sadece 1,8 cm çapında, yani küçük bir cam küre boyutunda olacaktır Bu yoğunluk şaşırtıcı mı?
Dünyamız bir nötron yıldızına sıkıştırılırsa çapı yaklaşık 22 metre, sıkıştırılarak beyaz cüce haline getirilirse çapı yaklaşık 20-30 kilometre olur Açıkçası, kara deliklerin yoğunluğu aynı kütlenin altında en yüksek olanıdır.
Bununla birlikte, bu ifade kesin değildir, çünkü küçük kütleli bir kara deliğin yoğunluğu büyük kütleli bir kara deliğin yoğunluğundan tamamen farklıdır, yani karadeliğin yoğunluğu sabit bir değer değil, büyük bir kütleye sahip bir kara deliğe yansıyan büyük ölçüde değişir. Yoğunluk ne kadar küçükse, biraz tuhaf.
Kara deliğin boyutunu hesaplamak için, bir nesnenin kaçış hızı formülünden türetilen bir Schwarzschild yarıçap formülü vardır.Genel olarak, bir nesnenin hızı bir gök cisiminden kaçış hızından daha düşükse, yerçekimi kısıtlamalarından kurtulamaz ve gök cismi tarafından çekilir. Yörüngeden ve yıldızlararası uzaya kaçılamıyor. Bu nedenle, kara deliğin yarıçapı içinde belirli bir kütle sıkıştırıldığında, maddenin kendi yerçekimi altında bir kara deliğin içine sıkışmasını engelleyebilecek bilinen bir kuvvet türü olmayacaktır.
Bir kara deliğin Schwarzschild yarıçap formülü şöyledir: Rs = 2GM / c ^ 2; burada Rs Schwarzschild yarıçapı, G yerçekimi sabiti, M yıldızın kütlesi ve c ışık hızıdır.
Yalnızca Schwarzschild yarıçapından, yarıçap ölçeğine ve kütle boyutuna sahip tüm kara delikler mümkünse ve kara deliğin yarıçapı kütle ile orantılıysa ve kürenin hacmi yarıçapın küpüyle orantılı olduğu için, kara deliğin kütlesi arttığında , Hacim artışı kütleden daha büyük olacak, dolayısıyla karadeliğin yoğunluğu küçülecektir, dolayısıyla kara deliğin kütlesi belirli bir seviyeye ulaştığında yoğunluk çok küçük olacaktır.
Örneğin, güneşin bir kara delik olduğunu söylerseniz, Schwarzschild yarıçapı yaklaşık 3000 metre yarıçapına sahip olacak şekilde hesaplanacaktır, bu da güneşin yaklaşık 6 kilometre çapında bir kara delik olacağı anlamına gelir, ancak dünyanın kütlesinin Güneş'in 33'üne eşit olduğunu biliyoruz. Hacmin on binde biri, yeryüzünün 1,3 milyon katıdır.Aynı oranda bir kara deliğe dönüşen güneşin hacmi de dünyanın 330.000 katı olmalıdır.Ancak yaklaşık 6 kilometre çapında büyük bir topta indirilebilecek çapın 1.8 cm olduğu açıktır. Cam bilye sayısı 330.000'den çok, 1.3 milyon, yani 3.3 milyardan fazla ve sayı yüz milyarı bulabilir.
Diğer bir örnek ise Samanyolu'nun merkezindeki kara deliğin çapının yaklaşık 45 milyon kilometre ve kütlesinin Güneş'inkinin yaklaşık 4,31 milyon katı olmasıdır.Daha sonra hesaplanırsa Samanyolu'nun merkezindeki kara deliğin hacmi 4,31 milyon güneşten çok daha fazla ve çapı 6 kilometre. Ses.
Diğerleri, Samanyolu'nun kütlesine bir kara delik olarak bakarsak yoğunluğunun havadan daha ince olduğunu ve evrenimizin kütlesini bir kara delik olarak kabul edersek, yoğunluğunun santimetre küp başına yaklaşık olduğunu hesapladı. Boşluk dediğimizden çok daha boş olan 5 atom vardır, ancak bu bizim evrenimizle neredeyse aynı yoğunlukta olacaktır.Bu demektir ki, eğer evrenimiz bir kara delik ise, o zaman bu kara deliğin hacmi neredeyse evrenimizle aynıdır. Büyük.
Bu nedenle, bir kara deliğin yoğunluğu hacmi ile hesaplanırsa, kara deliğin kütlesi ne kadar büyükse veya hacim ne kadar büyükse yoğunluğu o kadar düşük olur.
Bununla birlikte, bahsettiğimiz kara deliğin hacminin sanal bir hacim olduğunu anlamalıyız, çünkü bu tanımlama ve hesaplama yöntemi kara deliğin Schwarzschild yarıçapına dayanmaktadır ve Schwarzschild yarıçapının en dıştaki ucu Kara deliğin ufkunun kenarı, ancak kara deliğin fiziksel arayüzü değildir. Bu sadece sanal bir hacim kavramıdır. Aslında, genellikle bir kara delikteki madde yoğunluğunun içinde bir tekillik olduğuna inanılır, ancak kara delikteki dünya hakkında hala hiçbir şey bilmiyoruz. Sadece bir kara delikteki tekilliğin sonsuz yoğunluğa ve sonsuz küçük hacme sahip bir nokta olduğu sonucuna varılır.Yoğunluğunun bir nötron yıldızından daha yüksek olması gerekir ve kara deliğin ufkunun hacim yoğunluğundan tamamen farklıdır.
