La gravedad del agujero negro

Un Agujero Negro (BH) es un objeto de la Relatividad General (GR), no de la física newtoniana, por lo que la respuesta involucra a ambos.

First Newton: como señala otra respuesta, la aceleración debida a la gravedad depende de la masa del cuerpo dividida por el cuadrado de la distancia desde él. A una distancia dada (digamos diez millones de millas) la aceleración debida a la gravedad es simplemente proporcional a la masa del cuerpo central. No importa si la masa es de hierro, agua, piedra o mantequilla de maní estilo chunky. Todo es exactamente igual siempre que esté lo suficientemente lejos para estar fuera de todo.

(Una luz lateral de GR: esto es cierto incluso para los BH siempre que esté a más de unos pocos radios de BH del BH. El campo gravitacional de un BH se vuelve newtoniano con bastante rapidez a medida que se aleja de él y, más lejos, un BH y una masa igual de mantequilla de maní con trozos tienen el mismo campo gravitatorio. Si un objeto, cualquier objeto, colapsa en un BH sin perder ni ganar masa, su campo gravitatorio a una distancia razonable sigue siendo el mismo).

Still Newton: La gravedad superficial de un objeto depende del tamaño del objeto. Si un objeto es más denso, será más pequeño para la misma masa y su gravedad superficial será mayor. Esto se debe a la división por el cuadrado de la distancia. Para un objeto más denso, la superficie está más cerca de su centro y, en consecuencia, la gravedad de la superficie es mayor.

(Esta es la razón por la cual la gravedad de la superficie de la Luna es 1/6 de la de la Tierra, a pesar de que la Luna tiene solo el 1,2 % de la masa de la Tierra. También tiene 1/4 del diámetro de la Tierra, por lo que en la superficie Lunar estás 4 veces más cerca de la Tierra). centro y por lo tanto su masa te afecta 16 veces más).

Los agujeros negros son objetos relativistas generales, y las diferencias con los objetos newtonianos antiguos aparecen cuando te acercas a unos pocos radios del BH. Los efectos que cierran son sutiles y complejos y no se parecen mucho al tipo de fuerzas con las que estamos familiarizados. Básicamente (agitando la mano muy rápido), la geometría del espacio-tiempo se distorsiona cada vez más a medida que se acerca a la superficie del BH y en el Event Horizon, la geometría es tal que ya no hay una dirección de salida: todas las direcciones conducen hacia el centro. . (Esto es lo que define Event Horizon, en realidad).

Entonces, lo principal que diferencia una masa ordinaria de un BH es que en un BH la masa del objeto está tan concentrada que el tiempo y la geometría se distorsionan hasta el punto de que aquí no hay salida.

Esto es fundamentalmente diferente del simple aumento en la fuerza del campo gravitatorio que predice la teoría de Newton.

La aceleración gravitatoria es directamente proporcional a la masa e inversamente proporcional a la distancia al cuadrado.

Esto significa que si duplicas la masa, la gravedad se duplica. Además, si reduce a la mitad la distancia al centro de gravedad, la gravedad aumenta en un factor de 4.

Si el sol se colapsara mágicamente en un agujero negro, y la Tierra no se moviera más cerca de él, la gravedad del sol en la tierra permanecería igual, ya que la masa y la distancia no cambiarían.

La razón por la que la gravedad de un agujero negro es tan grande es que puedes acercarte mucho más al agujero negro sin estar dentro de él. No puedes acercarte más de 700000 km al sol, porque más cerca y estás dentro del sol.

El sol mismo nunca se convertirá en un agujero negro. No es lo suficientemente masivo.