Perché la luce non può sfuggire a un buco nero?

Ho sentito che la luce non può sfuggire a un buco nero . Può esso? Se no, perché?

Un buco nero ha un orizzonte degli eventi che "segna il punto di non ritorno". Quindi sì, la luce non può sfuggire da un buco nero.

Perché? Bene, pensa a un "tessuto spaziotemporale". Secondo me, è il modo più semplice per capire la fisica al lavoro qui.

Di solito, il tessuto sarebbe simile al seguente:

_{(fonte: whyfiles.org )}

Tuttavia, un buco nero ha così tanta gravità che si potrebbe dire che "strappa" il tessuto dello spaziotempo:

_{(fonte: ddmcdn.com )}

Quando la luce colpisce quest'area di gravità incredibilmente intensa, semplicemente non può uscire - la luce viaggia "lungo" il tessuto, e poiché c'è uno strappo nel tessuto, si potrebbe dire che semplicemente scompare - diventa parte della singolarità .

Questa è una semplificazione, ovviamente, ma è sufficiente per comprendere almeno parte della fisica dietro questo fenomeno.

Mi piace pensarci in termini di velocità di fuga .

La velocità di fuga è la velocità necessaria per sfuggire all'attrazione gravitazionale di un determinato oggetto. Per la Terra, quella velocità è di 11,2 km / secondo (Mach 34!). Quando i razzi esplodono dalla Terra, non stanno cercando di raggiungere una certa altezza o altitudine, stanno cercando di raggiungere una certa velocità, la velocità di fuga.

Una volta che un razzo raggiunge 11,2 kips *, ha raggiunto la velocità necessaria per lasciare completamente la Terra. Se un razzo non riesce a raggiungere quella velocità, indipendentemente dalla sua altezza, ricadrà sulla Terra. (Puoi immaginare un pallone magico che ti solleva lentamente nello spazio, oltre l'ISS e la maggior parte dei satelliti, e poi ti lasci andare: poiché non stai andando abbastanza veloce, cadrai indietro, oltre tutti i satelliti e schiantarsi sulla terra.)

I corpi gravitazionali più piccoli, come la luna, hanno velocità di fuga minori. Ecco perché i lander lunari sono stati in grado di lasciare la luna con una fase di salita così piccola , rispetto al massiccio Saturno V che ci è voluto per lasciare la Terra: hanno dovuto percorrere solo 2,4 km / secondo.

Per sfuggire al sole, dovresti percorrere 617,5 km / secondo!

Fortunatamente per noi, la luce va più veloce di 617,5 kips, quindi siamo in grado di vedere la luce creata sul sole. Tuttavia, quando si aumenta la massa di un oggetto, alla fine la velocità di fuga si incontrerebbe o supererebbe 299.792 km / s, la velocità della luce. A quel punto nemmeno la luce stessa può andare abbastanza veloce da sfuggire bene alla gravità e verrà sempre tirata indietro nel buco nero.

* Abbreviazione di " ki lometers p er s econd"

Non dimenticare che se un buco nero ha meno della massa stabile attuale di un buco nero (3 masse solari) allora evapora trasformando la sua massa in radiazione, nel qual caso emetterebbe luce, principalmente raggi X e gamma, a un ritmo crescente mentre la sua massa diminuisce, fino a quando l'intero buco nero si trasforma in un lampo di radiazione dura.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

Tuttavia, questa luce è la massa del buco nero che fuoriesce nella forma della forma più elementare di energia.