Frage:
Wenn der Mond ein Schwarzes Loch würde, wie viel würde er an einem Tag essen?
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2020-07-28 05:50:53 UTC
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Ich habe darüber nachgedacht, dass der Mond ein schwarzes Loch wird.Ich dachte darüber nach, wie viel es am Tag essen würde.Wie viel Masse würde es in durchschnittlich 24 Stunden ansaugen?

Ich schreibe eine Geschichte, in der der Mond zu einem schwarzen Loch wird.

Haben Sie versucht, eine Schätzung auf der Rückseite eines Umschlags vorzunehmen?
Lesen Sie "The Hole Man" von Larry Niven ...
Es würde genauso saugen wie heute - es hätte die gleiche Masse und die gleiche Schwerkraft.
@Fattie Nein. Ich würde viel, viel weniger aufsaugen.Kleinerer effektiver Querschnitt.
in der Tat @cmaster-reinstatemonica - sagen wir, "abgesehen von der Tatsache, dass es physisch kleiner ist, würde es genau so anziehen und handeln wie heute".Ich habe versucht, das grundlegende Missverständnis zu vermitteln, das die Leute über Schwarze Löcher haben!
XKCD hat dies behandelt: https://what-if.xkcd.com/129/
Meinst du, der Mond verwandelt sich in ein Schwarzes Loch mit der gleichen Masse oder Größe des Mondes?
@Master117 Die Frage ist ganz klar, dass es sich um "den Mond, der ein schwarzes Loch wird" handelt.Wir sprechen also von der gleichen Masse.
Sechs antworten:
Allure
2020-07-28 05:59:04 UTC
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Es würde sehr wenig Masse ansaugen.

Eine Sache, die Sie über Schwarze Löcher verstehen sollten, ist, dass sie eine superstarke Schwerkraft haben, aber nur, wenn Sie sich ihrem Ereignishorizont sehr nahe befinden.Ansonsten sind sie nur normale Objekte.Wenn der Mond ein Schwarzes Loch würde, hätte er einen Radius von etwa 0,1 Millimetern.Sie müssen dieser Entfernung ziemlich nahe kommen, bevor Sie etwas Besonderes bemerken, und noch näher, um angesaugt zu werden. Weiter draußen (insbesondere jenseits des aktuellen Mondradius von 1737 km) ist dies völlig normal.

Da der Weltraum meistens ein Vakuum ist und man so nah heran muss (vergleiche diese Größe eines Millimeters mit der Entfernung von der Erde zum Mond, die ungefähr 380.000 Kilometer beträgt), um angesaugt zu werden, würde der Mond nicht viel essenein Tag.

* weiter draußen ist es völlig normal * Ja, aber mit extrem starker Newtonscher Schwerkraft.Wenn Sie sich beispielsweise einem Kilometer von diesem millimetergroßen Objekt nähern, wird Ihr Körper durch Gezeitenkräfte auseinandergerissen.Dies ist nicht das, was die meisten Menschen für völlig normal halten.
@G.Smith Sie haben Recht, aber eine Entfernung von 1 km ist für astronomische Verhältnisse winzig.Stellen Sie sich vor, Sie legen einen großen Ballon um den Mond, sodass Sie den Mond nicht sehen können.Dann ersetzen Sie den Mond durch ein BH der gleichen Masse.Von außerhalb des Ballons würden Sie keinen Unterschied bemerken.Aus der Sicht von uns auf der Erde würde sich also nichts ändern.Sie würden die extreme Schwerkraft nur bemerken, wenn Sie sich den Bereichen innerhalb des aktuellen Radius des Mondes näherten.
@G.Smith Wenn Sie sich jetzt innerhalb von 1 km vom Zentrum des Mondes befinden, würden Sie auch sterben.
Eigentlich hätte es einen Radius von $ 0,1mm $.Oder ist meine Berechnung falsch?
@Jonas in der Tat habe ich es auf einen genaueren Wert bearbeitet.
@G.Smith .. "Ja, aber mit extrem starker Newtonscher Schwerkraft" ist das völlig falsch.Es hätte identische "Schwerkraft".Die Schwerkraft ist eine Funktion einer Sache, der Masse. Es würde absolut keinen Unterschied im Mond geben, wenn seine Dichte / sein Radius auf einen Wert geändert würden.Schwarze Löcher haben keine höhere Schwerkraft als jede andere Masse.
@OrangeDog, Aus welcher Ursache sterben?Wenn Sie ein Loch bis auf 1 km Entfernung vom Mondmittelpunkt gebohrt haben und eine angemessene Lebenserhaltung erhalten, können Sie auf den Grund des Lochs hinabsteigen und keine negativen Auswirkungen spüren.
@SolomonSlow extremer Druck oder extreme Temperatur oder beides.Derzeit gibt es keine solche "angemessene Lebenserhaltung".
Sie würden nur "angesaugt", wenn der Verlust an kinetischer Energie durch die Abstrahlung von Gravitationswellen Ihre Geschwindigkeit unter die Fluchtgeschwindigkeit senkt.
@OrangeDog, Ich wusste nicht, dass das Innere des Mondes noch heiß war.Lerne jeden Tag etwas Neues.Aber als ich "Loch" sagte, stellte ich mir vor, ... ähm, ... ein Loch - ein offener Raum.Es könnte einen immensen Druck auf jede Struktur geben, die es Ihnen ermöglicht, das Loch offen zu halten, aber wenn Sie es tun könnten, würde es in diesem Raum überhaupt keinen Druck geben.
@SolomonSlow So funktionieren Löcher in massiven Körpern nicht.Der tiefste jemals auf der Erde erreichte 12 km, und das mit einer Bohrung darin - nicht leerer Raum (oder sogar Luft).Im Vergleich dazu hat der Mond einen Radius von 1700 km.
@OrangeDog, Sie sagten: "Wenn Sie sich innerhalb von 1 km vom Zentrum des Mondes befinden ..." Ich denke, Sie haben über eine hypothetische Situation gesprochen, in der jemand innerhalb von 1 km vom Zentrum des Mondes kommen könnte.Mein Fehler.Es tut uns leid.
@OrangeDog, tut mir leid, was Sie sagen, macht keinen Sinn.Wenn Sie ein U-Boot / eine Badelandschaft in eine sehr geringe Tiefe bringen, ist der Druck draußen auf den Rumpf enorm.Aber der Druck im Inneren ist normal.
@OrangeDog Wenn Sie ein Loch bohren, z. B. 10 Fuß breit, direkt durch den Mond oder die Erde, * vorausgesetzt, es ist nicht offensichtlich zusammengebrochen *, können Sie ohne negative Auswirkungen direkt durch das Loch schweben.Da der Mond keine Atmosphäre hat, würde es nicht einmal Luftdruck durch die Mitte geben.
@Fattie Uhh ... Die Schwerkraft ist eine Funktion von * zwei * Dingen: Masse * und Entfernung *.Im Moment können Sie nicht innerhalb von 1 km vom Massenmittelpunkt des Mondes kommen, und selbst wenn Sie könnten, würde ein Teil davon hinter Ihnen liegen.Wenn der Mond ein Schwarzes Loch wäre, könnte man sich innerhalb von 1 km davon befinden, und alles würde in eine Richtung gehen.Wenn Ihre Füße einem schwarzen Loch mit der Masse des Mondes zugewandt wären, wären Sie 1 km entfernt und 1,75 m groß, würden Sie eine Gezeitenkraft von etwa 1e6 N (238700 lbs oder 108272 kg auf der Erde) erfahren.
hi @Vaelus - klar, ich meinte in normalen astronomischen Entfernungen (wie "andere Planeten" usw.) - aber viele haben jetzt den Punkt gemacht!Prost!Danke für die coole Gezeitenberechnung.(Für das OP wären die Gezeiten auf der Erde völlig unverändert.)
Es tut mir leid, dass mein Kommentar viele Menschen verwirrt zu haben scheint.Ich sprach über die Schwerkraft * innen *, nicht * außen *, den Mondradius vor dem Zusammenbruch.Ich dachte, mein Beispiel für die Gezeitenkraft, die einen Kilometer vom Schwarzen Loch entfernt ist, machte dies deutlich, aber offensichtlich nicht.
cmaster - reinstate monica
2020-07-28 06:19:54 UTC
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Es würde im Grunde nichts ansaugen. Wenn die Masse des Mondes in einem Schwarzen Loch konzentriert wäre, könnten Sie eine Kugel um dieses Schwarze Loch von der Größe des Mondes zeichnen, und für alles außerhalb dieser Kugel hätte sich nichts geändert. Die Schwerkraft Feld wäre genauso wie jetzt.

Jetzt sind schwarze Löcher winzig . Bei der Mondmasse liegt der Radius in der Größenordnung von $ \ frac {1} {10} mm $ span>. Die Auswirkungen des starken Schwerkraftgradienten sind in einem größeren Radius signifikant, aber alles, was im Schwarzen Loch landen soll, muss schließlich diesen $ \ frac {1} {10} treffen. mm $ span> Kugel. Materie, die sich auf einem direkten Kollisionskurs befindet, wird natürlich getroffen. Und einige Materie, die sehr nahe kommt und aufgrund von Bremsstrahlung (gravitativ oder elektromagnetisch) oder Kollision mit anderer Materie genügend Schwung verliert, wird an das Schwarze Loch gebunden, umkreist es, während es seine Energie abstrahlt, bis es nahe genug kommt, um angesaugt zu werden Der Radius, in dem dieser Effekt wirkt, ist jedoch auch eher klein. Die meiste Materie, die vorbeigeht, wird einfach ein wenig in Richtung des Schwarzen Lochs abgelenkt, und das war's.

Zweitens, wenn Sie das Schwarze Loch mit einem Stein treffen und es einige Dinge zum Füttern auffängt, setzt der Fall in das Schwarze Loch enorme Mengen an Energie frei. Diese Energie erwärmt das Zeug, das das Schwarze Loch umkreist, und bläst andere Materie weg . Selbst wenn Sie Ihr Schwarzes Loch mit einem langsamen Stein treffen, wird fast nichts von diesem Stein tatsächlich in das Schwarze Loch gesaugt. Das meiste davon wird mit der Kraft einer Nuklearwaffe explodieren.

Drittens strahlen winzige Schwarze Löcher über Hawking Radiation Energie aus.Sie sind überhaupt nicht schwarz.Ich weiß nicht genau, wie viel Strahlung ein Schwarzes Loch mit dem Gewicht unseres Mondes abgeben würde.Das ist mehr Strahlung, die dazu neigt, Materie zu erwärmen, bevor sie angesaugt werden kann. S> Die Hawking-Strahlung eines Schwarzen Lochs mit der Masse des Mondes ist vernachlässigbar und hat keinen Einfluss auf seine Fähigkeit, Materie anzusammeln.G. Smith hat dankenswerterweise den Link zu einer Antwort auf dieser Website bereitgestellt, in der die Strahlungsleistung winziger Schwarzer Löcher gegen ihre jeweilige Masse aufgeführt ist.

Fazit: Ein mondgroßes Schwarzes Loch saugt keine nennenswerten Mengen an Materie an.Trotzdem können zufällige Begegnungen mit Asteroiden auftreten. In diesem Fall würde der Asteroid in einem blendenden Blitz explodieren.

Ein Schwarzes Loch mit der Masse des Mondes hat eine vernachlässigbare Hawking-Strahlung ... wahrscheinlich messbar in Femtowatt.
Aber ich erinnere mich, dass ich in einem Hawking-Buch gelesen habe, dass kleine Schwarze Löcher mehr Strahlung abgeben.Aus diesem Grund hatte er vorgeschlagen, dass sich das Studium von Schwarzen Löchern mit ursprünglichen Schwarzen Löchern als äußerst suggestiv erweisen würde.Stimmt es nicht, dass die Hawking-Strahlung eines Schwarzen Lochs mit abnehmendem Radius zunimmt?
Was würde mit einem festen Objekt wie einem Stein passieren, das größer ist als das BH selbst?Der Stein würde durch das BH gehen (oder noch besser, das BH würde durch den Stein gehen), aber das bedeutet, dass die Singularität durch den Stein geht, was bedeutet, dass ein Teil der Materie des Steins aufhören muss zu existieren (es muss enden)und in der Singularität bleiben).
@RichardKiddman Ja, die Hawking-Strahlung nimmt mit abnehmendem Radius zu, aber der Radius muss extrem klein werden, damit die Strahlungsleistung signifikant wird.Unter [diese Antwort] (https://physics.stackexchange.com/questions/482169/how-exactly-does-black-hole-evaporate/482200#482200) finden Sie einige grobe Zahlen.
@ ÁrpádSzendrei Wie jedes Schwarze Loch würde der Stein zerquetscht und gedehnt, wenn er in das Schwarze Loch gezogen würde.1 Meile vom Zentrum des Schwarzen Lochs entfernt wäre die Erdbeschleunigung 1 Million Mal höher als die 1,6 Meter pro Sekunde im Quadrat an der Mondoberfläche.Das ist eine extreme Menge und Sie haben noch eine Meile vor sich, bevor Sie dort ankommen.Stellen Sie sich vor, Sie nehmen ein Vakuum mit einer 2-Zoll-Runddüse und ziehen dieselbe Luftmenge in eine 1-mm-Düse.Das Absaugen könnte gefährlich sein.
@G.Smith Danke.Ich habe meine Antwort entsprechend bearbeitet.
@ ÁrpádSzendrei Zusätzlich zu dem, was Bill Alsept gesagt hat, wäre der Zylinder mit einem Querschnitt von etwa 1 mm, der sich auf dem Weg des Ereignishorizonts befindet, zum Scheitern verurteilt.Der größte Teil des Restes würde, obwohl er mit wahnsinniger Kraft beschleunigt wurde, am Schwarzen Loch vorbeifliegen und darauf zu abgelenkt werden.Hinter dem Schwarzen Loch wird sich diese Materie wieder mit relativistischer Geschwindigkeit treffen, sich in ein extrem heißes und dichtes Plasma verwandeln und Gammastrahlung ausstrahlen.Materie, die weiter entfernt war, wird durch diesen Gammablitz auseinandergeblasen.Es ist wie eine Atombombe.Es ist nicht das Nuklearmaterial, das die Stoßwelle bildet, sondern die Luft um sie herum.
@ ÁrpádSzendrei Vergiss die $ 1mm $, sie sind kleiner.Es liegt in der Größenordnung von $ \ frac {1} {10} mm $.
In Bezug auf die Hawking-Strahlung beträgt die Hawking-Temperatur eines Schwarzen Lochs mit der Masse des Mondes etwa 1,67 K, dies ist weniger als (aber nahe daran) die 2,7 K des CMB.Folglich würde das Schwarze Loch durch die Absorption von CMB-Strahlung etwas mehr gewinnen als durch die Emission von Hawking-Strahlung.Dies bedeutet auch, dass seine Hawking-Strahlung vom CMB kaum zu unterscheiden wäre.
@ ÁrpádSzendrei Es gibt einen Punkt nahe genug am Schwarzen Loch, an dem die chemischen Bindungen, die den Stein zusammenhalten, schwächer sind als die Gezeitenkräfte, die vom Schwarzen Loch erzeugt werden.Der Stein würde im Wesentlichen zerstäubt, bevor er den Ereignishorizont erreicht.
MiguelMunoz
2020-07-28 14:59:33 UTC
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Im Moment frisst es bereits eine ganze Menge Masse, da jeden Tag winzige Meteore (und gelegentlich große) darauf regnen. Sobald es ein schwarzes Loch wurde, würde es viel weniger essen. Meteore würden sich gravitativ genauso verhalten, wenn sie sich außerhalb des früheren Radius des Mondes befinden. Dies liegt daran, dass das Gravitationsfeld einer Kugelschale genau das gleiche ist wie für ein winziges Objekt derselben Masse. Und ein Körper wie der Mond kann als eine Reihe konzentrischer Kugelschalen gesehen werden. Dies macht die Berechnung von Umlaufbahnen sehr einfach, da Sie einen Planeten als Punktobjekt derselben Masse behandeln können.

Sobald der Mond zu einem Schwarzen Loch wird, sausen Meteore, die gegen seine Oberfläche gekracht wären, eher am Schwarzen Loch vorbei und setzen dann ihre Umlaufbahn der Sonne fort. Nur wenige, die direkt auf das kleinere Schwarze Loch in der Mitte zusteuern, laufen Gefahr, angesaugt zu werden. Meteore, die nur wenige Kilometer in der Nähe vorbeifahren, würden eine andere Ablenkung erfahren als von Newtons Theorie vorhergesagt. würde aber wahrscheinlich nicht gegessen werden. Meteore müssten es so ziemlich direkt treffen. Es würde einen winzigen Teil des Sonnenwinds verschlucken, aber das würde überhaupt nicht viel bedeuten. Sie fragen sich im Grunde, wie viel Materie derzeit von einem bestimmten 0,01 Quadratmillimeter der heutigen Mondoberfläche gefressen wird.

toller Punkt - es würde viel weniger nach Osten.
s / meteor / asteroid / g :-)
Ein Meteor, der die Roche-Grenze des Mondes unterschreitet, würde in Stücke gerissen.Vermutlich würden einige dieser Stücke verschluckt werden?
Jelmer Nauta
2020-07-28 15:54:09 UTC
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Ungefähr 32 Femtogramme pro Tag

Wie andere erklärt haben, saugt ein Schwarzes Loch nicht wirklich Materie an.Es nutzt die Schwerkraft, um Materie anzuziehen, aber das unterscheidet sich nicht davon, wie sich der Mond jetzt verhält.Nur Materie, die sich auf einem direkten Kollisionskurs mit dem Schwarzen Loch befindet, wird tatsächlich aufgefressen, jede andere Materie geht einfach vorbei und fliegt wieder in den Weltraum.

Ein Schwarzes Loch mit der gleichen Masse des Mondes hätte eine Frontfläche von etwa $ 3.4 * 10 ^ {21} $ span> kleiner als die Erde.Unser Schwarzes Loch würde also auch von $ 3,4 * 10 ^ {21} $ span> mal weniger Partikeln getroffen werden. Die Erde wird von etwa 400.000 Tonnen interstellarem Staub pro Jahr getroffen.Die Kombination dieser Zahlen würde bedeuten, dass ein Schwarzes Loch von der Größe des Mondes etwa $ 32 $ span> Femtogramme oder $ 7,1 * 10 ^ {frisst.-17} lbs $ span> interstellaren Staub pro Tag.

Nun, das stimmt nicht.Einige Dinge, die vorbeikamen, wurden in der Umlaufbahn um sie herum gefangen und zerkleinert, wodurch eine winzige Akkretionsscheibe entstand.Wenn etwas Großes zuschlägt, könnten die Dinge interessant werden.
fraxinus
2020-07-28 17:00:56 UTC
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Wahrscheinlich viel weniger als die derzeitige Rate.

Der Mond hat viel Oberfläche, um Meteoriten zu "fangen" und ihre kinetische Energie in Wärme umzuwandeln (damit sie nicht zurück in den Weltraum springen).Wenn ein Schwarzes Loch gemacht wird, passieren die meisten von ihnen eine parabolische / hyperbolische Umlaufbahn um das Schwarze Loch und verlassen es für immer.

Um etwas in das Schwarze Loch zu bekommen (weniger als 1 mm für den Mondfall), muss man es ziemlich genau anvisieren.Wenn das Objekt ein größerer fester Körper ist, wird es durch Gezeitenkraft in Sand / Staub umgewandelt und das meiste davon wird in nahezu alle Richtungen zurückgestoßen - alle Partikel bewegen sich in ihren eigenen parabolischen / hyperbolischen Bahnen.

p.s.Ich bin nicht sicher, wie viel tatsächlich gesaugte Materie in Strahlung umgewandelt wird.Größere Schwarze Löcher sind ziemlich gut und wandeln 20-40% der Masse in Licht um. So funktionieren Quazare.In diesem Fall könnte eine Kollision mit einem gewöhnlichen Meteoriten ziemlich spektakulär sein.

Bill Alsept
2020-07-28 09:08:07 UTC
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Es hat alles mit Entfernung zu tun, wie Sie in der Formel g = G * M / R2 sehen können.Wenn der Mond ein Schwarzes Loch würde, hätte er immer noch die gleiche Masse.Derzeit hat der Mond einen Radius von etwa 1000 Meilen, was einer Erdbeschleunigung von 1,6 m / s im Quadrat an der Oberfläche entspricht.Wenn der Mond ein Schwarzes Loch wäre, wäre sein Radius winzig und Sie könnten viel näher als 1000 Meilen zum Zentrum kommen.Wenn Sie sich innerhalb von 1 Meile des Zentrums befinden, ist Ihre Erdbeschleunigung viel höher.Zum Beispiel beträgt der quadratische Radius an der Mondoberfläche 1000 × 1000 = 1.000.000.Die obige Gleichung würde durch 1 Million geteilt, um das Quadrat von 1,6 m / s zu erhalten.Wenn Sie 1 Meile vom Schwarzen Loch entfernt wären, wäre der quadratische Radius 1 Meile mal 1x1 = 1.Dann würde die Erdbeschleunigung durch 1 statt 1 Million geteilt, und Ihre Beschleunigung wäre millionenfach größer als dort, wo sich die Oberfläche jetzt befindet.



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