Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 ... 12 След.
RSS
Горизонт Событий Чёрной Дыры
Прочитал книгу... и понял, что у меня возникло ещё больше вопросов касаемых Горизонта Событий и вообще Чёрных Дыр.
Чёрная Дыра в своём классическом идеализированном смысле была определена через величину второй космической скорости. Если для космических объектов это значение больше скорости света, и, таким образом, никакие тела  и свет в том числе не могут двигаться больше этой скорости, -- то перед нами объект и есть Чёрная Дыра. Вот уже на этом уровне возникают вопросы.
Вторая космическая скорость для Земли взята за значение 11,2 км/с. Это так называемая мгновенная скорость, с которой можно совсем покинуть планету (при отсутствии тормозящей атмосферы, разумеется).
В реальных условиях, для того, чтобы покинуть замкнутую орбиту притяжения Земли, вовсе не обязательно развивать такую скорость. С удалением от планеты гравитация уменьшается, и вторая космическая скорость принимает  другие, куда скромные значения. Вот формула зависимости второй космической скорости от расстояния тела до центра планеты:



Здесь M — масса планеты, r — радиус планеты, h — высота тела над поверхностью планеты, R = h + r — расстояние от центра планеты до тела, G — гравитационная постоянная, v2 — вторая космическая скорость.
Да и с другой стороны -- ещё ни одна ракета с такими скоростями не покидала область поверхности Земли. Суть реактивной тяги -- ракета может сколь угодно медленно покидать планету. И лететь можно на чём угодно -- хоть на воде. Только что расход будет побольше:


Почему именно к Чёрной Дыре применимо покидание только со второй космической -- непонятно.
Цитата
дед Андрей пишет:
Да и с другой стороны -- ещё ни одна ракета с такими скоростями не покидала область поверхности Земли. Суть реактивной тяги -- ракета может сколь угодно медленно покидать планету. И лететь можно на чём угодно -- хоть на воде.
Это да. v2 должна быть уже набранной скоростью, т.е. когда все ступени-носители отвалились и у "спутника" нет никакого ускорения от двигателей. В чистом виде противостояние радиальной скорости от Земли и притяжения самой Земли.
Можно, конечно, ускоряться потихоньку. Это просто сжигание топлива. Если ракета будет, например, висеть на одной высоте, она будет просто жечь топливо, чтобы оставаться на месте.
Поэтому ускорение д.б. максимальным, какое может выдержать человек, чтобы к моменту сжигания всего топлива иметь скорость v2.
Эт точно, что с орбиты улететь проще, чем с поверхности (если топливо ещё есть, конечно).
Сравним. Высота орбиты Гагарина 327 км, а радиус Земли 6378 км. Принципиально ли легче улететь с такой орбиты?
Однако, эффект есть и поэтому проекты полетов на Марс, о которых я слышал предполагают оставлять ракету на орбите Марса, а вниз-вверх на каком-нибудь челноке.
Цитата
дед Андрей пишет:
Почему именно к Чёрной Дыре применимо покидание только со второй космической -- непонятно.
Цитата
Для получения формулы второй космической скорости удобно обратить задачу — спросить, какую скорость получит тело на поверхности планеты, если будет падать на неё из бесконечности. Очевидно, что это именно та скорость, которую надо придать телу на поверхности планеты, чтобы вывести его за пределы её гравитационного влияния.

Запишем закон сохранения энергии

...........

В общем законом сохранения обусловлено. Вместо планеты подразумеваем черную дыру, вместо тела - фотон.
Изменено: dyk - 05.03.2023 11:12:09
Цитата
это именно та скорость, которую надо придать телу на поверхности планеты, чтобы вывести его за пределы её гравитационного влияния.
Да, мной уже упоминалась так называемая мгновенная скорость. Это больше подходит к пушечной стрельбе, и совсем не подходит к реактивному движению. Да оно и понятно -- в 18 веке реактивное движение ещё не изучалось.


При реактивном  движении наблюдается не разовое отталкивание, а постоянный процесс непрекращающегося отталкивания. Поэтому  нет необходимости придавать телу такую скорость.
Цитата
eLectric пишет:
v2 должна быть уже набранной скоростью, т.е. когда все ступени-носители отвалились и у "спутника" нет никакого ускорения от двигателей.
Там немного по другому. Для каждой высоты своя первая и вторая скорость. Поэтому когда ракета подымается, то для неё скорость отрыва от гравитации планеты становится всё меньше и меньше. Вот так МКС имеет скорость "Орбитальная скорость ~7,7 км/с", хотя первая космическая скорость для планеты Земля имеет значение  7,9 км/с.
Изменено: дед Андрей - 05.03.2023 11:50:50
Цитата
дед Андрей пишет:
Там немного по другому. Для каждой высоты своя первая и вторая скорость. Поэтому когда ракета подымается, то для неё скорость отрыва от гравитации планеты становится всё меньше и меньше.
М-м, почему по другому? Это начальная скорость тела, которая необходима, чтобы не свалиться обратно на Землю или, чтобы не остаться её спутником. При этом, на тело действует сила тяжести и скорость тела непрерывно уменьшается. Вот и вопрос, достаточна ли эта начальная скорость, чтобы несмотря на её уменьшение окончательно улететь от Земли?
Тогда тот же вопрос , что и Дику -- мы из пушки стреляем, или летим на ракете?

Цитата
Это начальная скорость тела, которая необходима, чтобы не свалиться обратно на Землю или, чтобы не остаться её спутником.
Такое значение скорости применительно только к поверхности планеты. И как  можно представить движение с такими скоростями в  условиях атмосферы?
Цитата
eLectric пишет:
проекты полетов на Марс, о которых я слышал предполагают оставлять ракету на орбите Марса, а вниз-вверх на каком-нибудь челноке.
В этом есть свой смысл.  Было бы полезно уже сейчас начать строительство базы на  Фобосе, с внутренней его стороны, которая повёрнута к Марсу.  Инженерно проще доставить груз на Фобос нежели на сам Марс. Более крупногабаритный, более хрупкий.
Изменено: дед Андрей - 05.03.2023 21:28:07
Цитата
дед Андрей пишет:
мы из пушки стреляем, или летим на ракете?
"Из пушки". Или ракета, когда двигатели перестали работать.
И не только с поверхности. В формуле значение R, это сумма r - радиус Земли + h - высота над поверхностью.
Вы сами и приводили различные v2 с разных орбит.

Применительно к сфере Шварцшильда. Свет не имеет реактивной тяги, значит однозначно "из пушки".

Цитата
Инженерно проще доставить груз на Фобос нежели на сам Марс.
Вот, насколько помню, были и такие идеи, на стадии предложений, а может и сейчас есть. Тут конкретно считать надо. Топливо в основном и тратится на взлет-посадках.
Только я опасаюсь за Фобос. Вдруг там обнаружатся какие-нибудь редкоземельные - так ведь скрадут весь Фобос.
Цитата
eLectric пишет:
"Из пушки". Или ракета, когда двигатели перестали работать.
И не только с поверхности. В формуле значение R, это сумма r - радиус Земли + h - высота над поверхностью.
Вы сами и приводили различные v2 с разных орбит.
Да, приводил. Для разных высот существуют свои первая и вторая космические скорости.

Цитата
Применительно к сфере Шварцшильда. Свет не имеет реактивной тяги, значит однозначно "из пушки".
Ну хорошо. дошёл свет не до бесконечности, а её половине, -- что он перестал быть светом? Если на этом "половинном" расстоянии находится какой-нибудь космический корабль, который уловит сигнал, то всё-таки становится возможным получить сигнал из Чёрной Дыры?
Изменено: дед Андрей - 06.03.2023 00:00:27
Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 ... 12 След.

Горизонт Событий Чёрной Дыры


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее