Wie würde es sich anfühlen, in der Nähe eines verschmelzenden Schwarzen Lochs zu kreisen?

Die jüngste 4. Entdeckung von Gravitationswellen, bei denen die Massen des Schwarzen Lochs das 31- und 25-fache der Sonnenmasse betrugen und 3 Sonnenmassen als Gravitationswellen freisetzten, ließ mich fragen, wie es sich anfühlen würde, dieses binäre Schwarze Loch zu umkreisen System auf einem Planeten bei 1AU, als die Fusion stattfand?

black-hole gravitational-waves

— joseph.hainline
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Dieser Artikel befasst sich mit Ihrer Frage, die von einem Physiker geschrieben wurde. forbes.com/sites/briankoberlein/2016/02/13/… Und hier ist eine sehr ähnliche Frage: physics.stackexchange.com/questions/235285/…

— userLTK

Die Antworten in der Physik unterscheiden sich sehr von denen von @ t.sand ...

— J. Chomel

Die Antworten im physischen Stapelaustausch sind völlig unbefriedigend. Diejenigen, die sich mit Energie befassen, erwähnen nicht einmal, dass die Schwerkraft so schwach interagiert, dass die 3 Sonnenmasse der Gravitationsenergie selbst einem Menschen aufgrund der Größe eines Menschen und der Größe der Gravitationskonstante sehr wenig antun würde. Die akzeptierte Antwort ist ziemlich nutzlos, da Raumzeitverzerrungen nichts mit normaler Kompression und Dehnung zu tun haben und es keinen Beweis dafür gibt, dass glatte Gravitationswellen, die Materie verzerren, bei einer menschlichen Größe von 0,01% für den Menschen schädlich sein können.

— ACAC

Ich bin erstaunt, dass niemand den Punkt von @ ACAC aufgreift, dass die GWs in der Raumzeit Wellen sind , und diese Verzerrung unterscheidet sich grundlegend von der Komprimierung oder Dehnung von Objekten im normalen Raum. Die andere Sache, die übersehen wird, ist, dass sich das GW mit Lichtgeschwindigkeit bewegt: Es ist unmöglich, eine Welligkeit mit dieser Geschwindigkeit zu "fühlen".

— Chappo hat Monica am

ähnliche Frage in Physics SE: Wie würde eine vorbeiziehende Gravitationswelle aussehen oder sich anfühlen?

— Uhoh

Antworten:

Es könnte ernsthaften Schaden anrichten, wenn die Dinge genau richtig wären.

Drei Sonnenmassen von Energie sind ungefähr 5x10 ⁴⁷ Joule. 1 AU ist ungefähr 1,5 x 10 ¹³ cm. Die Fläche der Kugel beträgt somit ca. 4x10 ²⁷ cm ² . Das ist ein Fluss von 10 ²⁰ Joule cm ^-2 . Das ist viel Energie, um Schaden zu verursachen ... wenn es dich koppeln kann.

Die an der Erde gemessene Dehnung des GW liegt bei ^10-22 . Die Dehnung fällt mit dem umgekehrten Abstand ab, und das Verhältnis von Gigaparsec zu AU beträgt etwa 10 bis ¹⁴ , so dass die Dehnung bei 1AU aus der Fusion etwa 10 bis ⁸ betragen würde . An sich würde Ihnen das wahrscheinlich nicht schaden.

Aber es ist keine einfache einmalige Belastung, sie schwingt mit der Umlauffrequenz der verschmelzenden Schwarzen Löcher, und alles, was bei dieser Frequenz eine physikalische Resonanz hatte, könnte Energie, möglicherweise signifikante Energie, aus den GW-Feldern aufnehmen.

(Beachten Sie, dass dies von der Ausrichtung abhängt. Die mechanische Resonanz muss mit dem GW ausgerichtet sein, und GWs werden nicht in alle Richtungen emittiert, sodass Sie in der Ebene der Fusion sein möchten (oder vielleicht auch nicht möchten!). )

Das Argument, dass GWs keine Energie ablagern können, ist eindeutig falsch - wenn es wahr wäre, könnte LIGO sie nicht erkennen! - aber wenn Sie das glaubten, waren Sie in hervorragender Gesellschaft: Es dauerte Jahrzehnte, bis Einstein davon überzeugt war, dass GWs tatsächlich Energie transportierten!

— Mark Olson
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Die Dehnung von ist der Schlüssel, so dass Sie ungefähr 20 nm größer und 10 nm schmaler werden und dann etwa eine Zehntelsekunde später das Gegenteil, und das würde sich mit zunehmender Geschwindigkeit für 10 oder 20 Zyklen wiederholen Frequenz vor dem Anhalten. Es ist schwer zu erkennen, dass dies einem Menschen direkt viel antun würde. Eine sehr starre kristalline Struktur, die zufällig mit dem Signal in Resonanz steht, könnte etwas Dramatischeres sehen. Was viel auffälliger sein wird, sind die Auswirkungen auf Akkretionsscheiben, die viel näher am BH liegen. Das würde leicht einen sehr intensiven Röntgenstrahl erzeugen, der möglicherweise nicht so gesund ist.

10^{- 8}

$10^{-8}$

— Steve Linton

Es ist sehr schön, sich einen solchen Zustand vorzustellen.

Das erste ist, dass wir sie nicht mit den Augen beobachten können, da keine Lichtreflexion von Schwarzen Löchern auftritt.

Wenn der Beobachter in Bezug auf das Zusammenführen von Schwarzen Löchern in Ruhe ist: Wenn sich nun die Schwarzen Löcher verschmelzen, nehmen die Gravitationswellen der umgebenden Raumzeit zu und ihre Amplitude nimmt ebenfalls zu. Es wirkt sich auf den Beobachter aus, da die Wellen den Beobachter von den Schwarzen Löchern wegdrücken. Die Bilder der Beobachtung werden jedoch nicht beeinflusst, da sich das Licht auch in den Gravitationswellen biegt. Auch Zeitdilatation wird aufgrund der Gravitationswellen auftreten, aber was tatsächlich passiert, wenn sie verschmelzen, kann ich mir nicht vorstellen.

— Peter - Setzen Sie Monica wieder ein
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Ich denke, Sie haben Recht, dass solch starke Gravitationswellen eine drückende Wirkung haben. Wie können Sie sich dies jedoch ohne die tiefe Kenntnis der Allgemeinen Relativitätstheorie vorstellen? Es ist eine schwierige Frage. :-)

— Peterh

10^{40} - 10^{50}

$10^{40} - 10^{50}$

Sir, danke für Ihre Antwort. Ich werde mein Bestes geben, um die Antwort zu vervollständigen. und ich hoffe das nächste mal werde ich dich nicht enttäuschen. Eigentlich lerne ich über Relativitätstheorie ab dem 9. Standard von Ihrer Röhre (Raum-Zeit-Kanal).

In Ordnung. Sie brauchen dafür keine Relativitätstheorie, sondern betrachten nur die Impulserhaltung, was auch für die Allgemeine Relativitätstheorie gilt.

— Peterh - Wiedereinsetzung Monica