Frage:
Könnten schwarze Löcher zum Vorbeischwingen verwendet werden?
bastik
2013-07-20 16:14:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Aufgrund der Schwerkraft und Bewegung kann ein Objekt beschleunigt (positiv / negativ) und in eine andere Richtung geschleudert werden.

Dies wurde mehrfach verwendet, aber soweit ich weiß, bei Orbitalobjekten wie einem Jupiter

Es könnte der Fall sein, dass Schwarze Löcher viel zu viel Schwerkraft haben, um zum Vorbeischwingen verwendet zu werden, oder dass man zu nahe kommen müsste.

Würde es können schwarze Löcher für den gleichen Zweck verwendet werden? Zum Beispiel für interstellare Flüge.

Hier ist mein Problem: Es ist kein Raumflug denkbar, bei dem dies relevant wäre. Ja, Schwarze Löcher und Neutronensterne können jeden gewünschten Ablenkwinkel erhalten (sogar 180 Grad). Das Problem ist, dass es einfach keine in der Nähe gibt. Der interstellare Flug selbst kann hier ein umstrittenes Thema sein. Dies wäre nur für den interstellaren Flug im galaktischen Maßstab relevant.
@AlanSE Zum Glück gibt es keine schwarzen Löcher in der Nähe. Ich habe mir vorher vorgestellt, dass dies theoretischer sein würde, da interstellare Flüge im galaktischen Maßstab für eine sehr lange Zeit nicht geplant sind (aus meiner POV). Ich verstehe Ihre Besorgnis über Fragen, die zu theoretisch sind und / oder die Grenze der Science-Fiction überschreiten. Ich werde versuchen, solche Fragen nicht zu beantworten.
Und selbst bei Lichtgeschwindigkeit wird die Verwendung eines Schwarzen Lochs zum Schleudern wahrscheinlich ein Jahr oder länger in Echtzeit dauern
Vier antworten:
#1
+7
s-m-e
2013-07-20 16:41:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dies ist eigentlich eine wunderbare Frage für die Physik, Sie fragen nach ziemlich spezifischen Aspekten der Astrophysik. Ich werde es trotzdem versuchen.

Vereinfacht, aus der Ferne gesehen, ist ein hinteres Loch nur ein weiterer massereicher Punkt im Raum. Die Antwort hier lautet also ja, es kann verwendet werden.

Das Problem ist jedoch, dass Sie Abstand halten müssen. Hier gibt es zwei Probleme: Wie Sie bereits erwähnt haben, möchten Sie entkommen können. Sie dürfen also den Ereignishorizont des hinteren Lochs nicht überschreiten. Unterhalb dieses „Horizonts“ fallen alle Flugbahnen von Objekten, selbst bei Lichtgeschwindigkeit, schließlich auf das Schwarze Loch zurück. Dies bringt Sie zum zweiten Thema: Relativitätstheorie. Ein Vorbeiflug in der Nähe eines Schwarzen Lochs kann Sie theoretisch zumindest vorübergehend auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Es hängt davon ab, ob Sie dies tatsächlich möchten, einschließlich aller Nebenwirkungen.

Die Masse muss sich bewegen, damit dies nützlich ist. Deshalb funktioniert das Umlaufen als Schleuder.
Das Passieren des Ereignishorizonts ist offensichtlich schlecht, aber noch bevor Sie dort ankommen, können die Gezeitenkräfte ... unangenehm sein. Also, ja, halte Abstand.
@DonBranson: Für einen typischen Vorbeiflug stimme ich zu, dass er sich bewegen sollte, um dem sich bewegenden Objekt Energie zu entziehen. Sie können sich aber auch ein anderes Szenario vorstellen, in dem Sie nur auf die andere Seite der Galaxie reisen möchten. Es ist wie ein Vorbeiflug in der Nähe der Sonne für interplanetare Reisen. Es ist verrückt und kompliziert, aber aus kinetischer Sicht kann es nützlich sein.
Macht Sinn. Sie können sie für einen Richtungswechsel verwenden, nicht nur für die Beschleunigung.
Ein weiteres interessantes Merkmal von Schwarzen Löchern ist ihre Rotation: Wenn ein Schwarzes Loch massiv genug und seine Rotation schnell genug ist, verursacht es ein erhebliches Ziehen des Rahmens (dh der Raum in der Nähe dreht sich mit, wie in einem Whirlpool). Wenn man Abfallmaterial auf seinem Schiff befördert (was unerwünscht, aber möglicherweise bis zu einem gewissen Grad unvermeidbar ist), ist dies ein guter Zeitpunkt, um es zu entsorgen, da Sie so Energie durch [den Penrose-Prozess] gewinnen können (http: / /en.wikipedia.org/wiki/Penrose_process).
Unabhängig davon könnte das Oberth-Manöver gegen ein Schwarzes Loch immense Delta-V-Vorteile bringen.
@DonBranson Aber sieh nicht so aus, als würdest du versuchen, Abstand zu halten.
Ich kann eine Verwendung für eine Schwarzlochkurve sehen: Kostenlose Rückgabe. Es spielt keine Rolle, wie schnell sich Ihre Sonde zum galaktischen Kern bewegt, sie kann mit Schütze A * ohne Verbrennungen nach Hause zurückkehren. Ihre Mission Delta-V-Anforderungen werden halbiert. Natürlich ist eine solche Mission nur für eine sehr langlebige Spezies.
#2
+6
aramis
2013-07-21 03:29:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Schleudern funktionieren durch Schwerkraftwechselwirkung zwischen einem massiven Körper in Bewegung und einem zweiten Körper in Bewegung. Jedes massive Objekt kann verwendet werden.

Die Probleme mit einem Schwarzen Loch bestehen darin, (1) den Erfassungsbereich zu vermeiden, (2) die Strahlung zu überleben, (3) den Inhalt der Akkretionsscheibe zu überleben, (4) das Extreme Entfernungen.

Beachten Sie: Schwarze Löcher können enorme Entfernungen mit Gravitationseffekten haben. Entfernungen, die in einigen Fällen in Lichtjahren gemessen werden können, und Tausende von AU sogar für kleinere.

Die Stärke des Boosts ist ein Faktor dafür, wie nahe man kommt und der richtige Einführwinkel relativ zu die Bewegung.

Je weiter außen, desto geringer die Beschleunigung / Verzögerung. Aber je weiter außen, desto weniger Strahlung von den Kollisionen der Akkretionsscheibe, desto weniger dicht ist die Akkretionsscheibe und desto weniger Hawking-Strahlung.

Die immensen Entfernungen erfordern auch immense Zeit.

#3
+2
SF.
2013-07-22 13:50:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ja, solange die Umlaufbahnen lang und weit genug sind.

Das Problem ist, dass die relativistische Masse eine Gravitationsmasse ist. Je schneller sich ein Objekt bewegt, desto schwerer ist es in Bezug auf die Schwerkraft. Bei Geschwindigkeiten unter beispielsweise 0,5 ° C ist dieser Massengewinn unbedeutend, da Sie sich der Lichtgeschwindigkeit über die gesamte Beschleunigungsenergie nähern wird in Masse umgewandelt - und als Ergebnis in Schwerkraft.

Wenn Sie also versuchen, sich einem Schwarzen Loch durch eine elliptische Umlaufbahn zu nähern, in der die Geschwindigkeit des "nahen Durchgangs" die Lichtgeschwindigkeit überschreiten würde, wenn sie in Newton und gezählt wird Kepler Weg, offensichtlich wird das nicht funktionieren. Anstelle einer Geschwindigkeit, die der zentripetalen Schwerkraft des Schwarzen Lochs entgegenwirken würde, werden Sie an Masse zunehmen, und dadurch wird die Anziehungskraft des Schwarzen Lochs auf Sie so viel stärker. "Fallen", anstatt zu beschleunigen, nehmen Sie weiter zu, und so wächst die Schwerkraft nicht nur mit abnehmender Entfernung, sondern auch mit zunehmender kinetischer Energie - bis zum unvermeidlichen Ableben.

Ich habe hier ein paar Sachen mit schwarzen Löchern: http: //physics.stackexchange.com/users/102013/muze? Tab = Fragen
Wussten Sie, dass die Scheibe wie ein Regenbogen aussehen würde?
#4
+1
Calmarius
2020-01-13 20:04:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Während Sie in eine andere Richtung "schleudern" können , können Sie isoliert keine richtige Schwerkraftunterstützung ausführen. Sie benötigen einen Referenzpunkt, von dem aus sich das Schwarze Loch zu bewegen scheint, damit seine Geschwindigkeit nach dem Vorbeiflug zur Sonde hinzugefügt wird. Innerhalb des Sonnensystems ist dieser Bezugspunkt die Sonne und der Jupiter bewegt sich, sodass Sie ihn verwenden können, um sich relativ zur Sonne schneller zu bewegen.

Aus der Sicht eines auf das Schwarze Loch zentrierten Standpunkts führt ein nicht angetriebener Vorbeiflug nicht zum Verlassen das System mit höherer Geschwindigkeit.

Aber wenn Sie einen angetriebenen Vorbeiflug verwenden, können Sie viel zusätzliche Geschwindigkeit gewinnen. Nehmen wir an, Sie kommen mit einer hyperbolischen Übergeschwindigkeit von 100 km / s an (das sind 100 * 100 = 10000 Einheiten kinetischer Energie). In der Nähe des Schwarzen Lochs beträgt Ihre Geschwindigkeit am Perigäum 3000 km / s. Sie verbrennen 5 km / s und erhalten 3005 $ ^ 2 $ span> -3000 $ ^ 2 $ span> = 30025 Einheiten kinetischer Energie, sodass Sie 40025 Einheiten haben. Verdoppeln Sie Ihre Geschwindigkeit auf etwa 200 km / s, wenn Sie das System verlassen.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...